Avaliação de conceitos de sistemas de refrigeração para moldes de injeção com uso de DOE e sistemas CAE

Abstract

As integrações entre as ferramentas computacionais CAD/CAE Computer Aided Design/ Computer Aided Engineering, têm contribuído significativamente para auxiliar no desenvolvimento de produtos. A otimização da geometria do produto durante a fase preliminar de desenvolvimento, tem produzido bons resultados e contribuído para evitar retrabalhos futuros. O processo de moldagem de injeção é atualmente o processo de maior uso na fabricação de produtos manufaturados. Neste processo, o tempo do ciclo de refrigeração corresponde a 2/3 do tempo de ciclo, e por este motivo é importante direcionar esforços para otimizar e minimizá-lo. Assim, o presente projeto tem como objetivo avaliar propostas de sistema de refrigeração convencionais com o auxílio de experimentos planejados (DOE) e ferramentas CAE para identificar quais os parâmetros de projeto e processo mais relevantes que impactam na redução do tempo de ciclo e no empenamento. Utilizou-se na metodologia, geometrias conceituais do tipo placa plana e estruturada, que foram modeladas e avaliadas no simulador, onde posteriormente foram coletados os resultados de tempo de ciclo e empenamento. As equações obtidas nos experimentos, bem como as superfícies de resposta, permitiram prever valores para o tempo de ciclo e empenamento em diferentes intervalos de parâmetros de processo. Dentre os parâmetros de projeto avaliados, os que mais influenciaram o tempo de ciclo e o empenamento estão relacionados ao diâmetro do canal de refrigeração, leiaute do sistema de refrigeração e o material polimérico.

Abstract : The integrations between the Computer Aided Design and Engineering CAD / CAE computer tools have significantly contributed to the development of products. The optimization of product geometry during the preliminary development phase has produced good results and contributed to avoid future rework. The injection molding process is currently the process of greater use in the manufacture of manufactured products. In this process, the cooling cycle time corresponds to 2/3 of the cycle time, and for this reason it is important to direct efforts to optimize and minimize it. Thus, the present project aims to evaluate conventional cooling system proposals with the aid of design of experiments (DOE) and CAE tools to identify the most relevant design and process parameters that impact on cycle time reduction and warpage. Conceptual geometries of the flat and structured plate type were used in the methodology, which were modeled and evaluated in the simulator, where later the results of cycle time and warpage were collected. The equations obtained in the experiments, as well as the response surfaces, allowed to predict values for cycle time and warping in different intervals of process parameters. Among the evaluated design parameters, the ones that most influenced the cycle time and warpage are related to the cooling channel diameter, the cooling system layout and the polymer material.