Proposta de utilização de ferramentas CAE no planejamento do processo de moldagem por injeção de termoplásticos em moldes de estereolitografia

Abstract

Os processos de fabricação rápida de ferramentas (Rapid Tooling) têm auxiliado as equipes multidisciplinares a desenvolver o projeto de peças de plástico injetadas, considerando além das características do produto, os aspectos relacionados com o seu processo de moldagem. Uma das técnicas que tem recebido destaque é a que utiliza a estereolitografia para a fabricação de moldes para injeção, em função de apresentar resultados satisfatórios com custos relativamente baixos. Os moldes de estereolitografia (SL) caracterizam-se por apresentarem uma vida útil limitada. Pesquisas anteriores revelaram que as falhas observadas durante o uso deste tipo de ferramenta, ocorrem principalmente devido às mudanças que ocorrem nas propriedades mecânicas do material dos moldes, quando a sua temperatura é aumentada. Além disso, estes materiais apresentam baixos valores de coeficiente de condutividade térmica, o que torna o processo de injeção em moldes SL diferente daquele que utiliza moldes metálicos. Assim, o planejamento do processo de injeção é essencial para evitar que o molde apresente ruptura após os primeiros ciclos de injeção. Apesar das várias investigações que estão sendo desenvolvidas com o intuito de identificar as causas das falhas dos moldes SL, não há um consenso entre os pesquisadores quanto à melhor estratégia a ser adotada durante o processo de injeção. Técnicas como os métodos numérico-computacionais, têm sido aplicadas de maneira discreta, sem apresentarem resultados significativos. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo propor uma sistemática baseada no emprego de sistemas CAE e utilizada para auxiliar o planejamento do processo de injeção em moldes de estereolitografia, que diminua o risco de falha da ferramenta. Dois moldes foram construídos e utilizados para obter uma pré-série de peças plásticas injetadas e a temperatura dos moldes foram monitoradas durante todo o processo. O procedimento proposto foi avaliado, comparando os resultados determinados numericamente com valores obtidos experimentalmente.