Compreender os moldes familiares na moldagem por injeção
Os moldes familiares na moldagem por injeção são um tipo único de molde que permite que diferentes peças sejam colocadas e moldadas na mesma ferramenta. Essencialmente, as cavidades para várias peças são criadas dentro de um único molde, permitindo o fabrico simultâneo de vários componentes num ciclo de moldagem por injeção. Este método é utilizado principalmente para reduzir o número de moldes necessários, diminuindo assim os custos globais.
Vantagens da utilização de moldes familiares na moldagem por injeção
Os moldes familiares na moldagem por injeção podem ser uma ferramenta eficiente se usados corretamente. Eles integram a produção de várias peças diferentes num único molde, oferecendo várias vantagens. Aqui estão os principais benefícios da utilização de moldes familiares:
1. Poupança de Custos em Despesas com Moldes: Colocar diferentes peças no mesmo molde reduz significativamente o número de moldes necessários. Cada molde independente necessita normalmente da sua própria base de molde e acessórios, mas a utilização de um molde familiar pode poupar aproximadamente 20-60% destes custos.
Isto é particularmente verdadeiro para peças que requerem portas laterais, onde um molde de cavidade única pode necessitar de um canal mais longo, aumentando os custos. Um molde da família de cavidades 1+1 pode encurtar o canal, reduzindo efetivamente as despesas.
Além disso, quando várias peças têm formas e tamanhos semelhantes, como os botões de uma chave de automóvel, produzi-las com um molde familiar pode levar a poupanças de custos substanciais.
2. Ideal para Produção em pequenos lotes: Para a produção em pequena escala, os moldes familiares reduzem a necessidade de mudanças e ajustes frequentes do molde, economizando tempo e custos. Isto torna-os a escolha ideal para a produção em pequena escala ou de protótipos.
3. Custos reduzidos de braços robóticos: Nas linhas de produção em que os braços robóticos são usados para a remoção de peças, o emprego de um molde familiar significa que apenas um conjunto de braços robóticos é necessário. Isto não só reduz os custos de conceção e fabrico repetidos, como também simplifica o processo de produção.
Mesmo que alguns produtos necessitem de dois ou mais moldes familiares, a utilização de dois conjuntos de braços robóticos, em vez de conceber um conjunto para cada molde individual, permite poupar nos custos de conceção e manutenção.
Em resumo, os moldes familiares oferecem uma solução de produção económica e adaptável, especialmente adequada para projectos que requerem a produção de diversas peças. Ao reduzir o número de moldes, simplificando o processo de produção e diminuindo os custos do braço robótico, optimizam eficazmente a eficiência da produção e o controlo de custos.
Limitações e condições de utilização dos moldes familiares
Embora os moldes familiares na moldagem por injeção ofereçam algumas vantagens, a sua utilização está sujeita a condições e limitações específicas. Não se trata de colocar arbitrariamente diferentes peças dentro de um molde, como se pode escolher livremente os pratos num restaurante.
Na realidade, a utilização de moldes familiares deve obedecer a um conjunto de condições rigorosas. Estas condições são essenciais para assegurar o bom funcionamento do processo produtivo e garantir a qualidade dos produtos finais. A compreensão e o cumprimento destas limitações são fundamentais para a utilização efectiva dos moldes familiares na produção.
A necessidade de semelhança nos produtos dentro dos moldes familiares
Ao produzir peças utilizando moldes de família na moldagem por injeção, deve ser dada especial atenção à semelhança na forma, tamanho, e espessura da parede das peças.
Impacto na qualidade do produto:
Durante o processo de moldagem por injeção, a velocidade, a pressão e a temperatura da moldagem por injeção podem afetar as dimensões e a qualidade da superfície dos produtos. Cada produto tem uma janela de condições óptimas de moldagem por injeção, incluindo uma gama ideal e uma gama aceitável. No entanto, para produtos com tamanhos e espessuras de parede variáveis, estas janelas de condições podem diferir significativamente, por vezes sem qualquer sobreposição. Isto significa que podem não ser adequadas para produção na mesma família de moldes. Os moldes de família podem não ser aplicáveis em situações em que:
- a. É necessária uma precisão extremamente elevada nas dimensões do produto.
- b. Defeitos de moldagem por injeção são susceptíveis de ocorrer, tais como em peças transparentes ou produtos em que as falhas de superfície são uma preocupação.
Impacto nos moldes de injeção:
Os moldes no processo de moldagem por injeção têm de suportar uma pressão significativa. Se houver uma diferença de tamanho considerável entre os produtos num molde familiar, o molde pode ser sujeito a forças excêntricas desiguais. Se estas forças desequilibradas actuarem repetidamente, podem encurtar a vida útil do molde.
Em conclusão, embora os moldes familiares na moldagem por injeção ofereçam vantagens de eficiência e poupança de custos no processo de fabrico, a consistência no tamanho, forma e espessura da parede dos produtos deve ser considerada. Se estes factores variarem demasiado, podem afetar a qualidade dos produtos e a durabilidade do molde. Por conseguinte, ao optar por moldes familiares, estes factores devem ser cuidadosamente avaliados para garantir um processo de produção sem problemas e a qualidade dos produtos finais.
Limitações adicionais na utilização de moldes familiares
Para além de considerar a consistência do tamanho e da forma dos produtos, existem outras limitações quando se utilizam moldes familiares na moldagem por injeção:
Consistência de Materiais e Cores: Todas as peças produzidas no molde da mesma família devem usar materiais e cores idênticos. Este requisito surge porque todas as peças são produzidas simultaneamente num único ciclo de moldagem por injeção, tornando impossível a utilização de materiais ou cores diferentes para cada peça.
Correspondência dos números de cavidades com os requisitos das peças: O número de cavidades para cada peça no molde (ou seja, o número de peças produzidas por ciclo de injeção) deve corresponder à quantidade necessária na montagem do produto final. Por exemplo, se a montagem de um produto requer 2 peças A, 1 peça B e 3 peças C, então a proporção de cavidades para as peças A, B e C no molde da família também deve ser 2:1:3.
Facilitar as restrições do molde familiar durante a prototipagem
Durante a fase de protótipo, estas duas condições podem ser flexibilizadas:
- Na fase de prototipagem, pode ser aceitável deitar fora algumas peças excedentes. Embora isto conduza a algum desperdício de material, é mais tolerável quando comparado com as poupanças nos custos do molde.
- Outra abordagem consiste em bloquear alguns dos canais, impedindo a produção de peças nestes pontos bloqueados durante o processo de injeção. Normalmente, isto é feito através de soldadura de cobre, que pode ser removida mais tarde, se necessário. Este método reduz efetivamente o desperdício de material (ao não produzir peças desnecessárias) e é geralmente utilizado em cenários em que é produzida uma quantidade ligeiramente maior de peças.
Um exemplo de um molde de família 4x4
Esta é uma aplicação bem sucedida de um molde da família 4×4. O produto é composto por quatro peças diferentes, tendo cada peça quatro cavidades. Isto significa que cada ciclo de moldagem por injeção pode produzir 4×4=16 peças de plástico.
O material utilizado para estes produtos é o ABS de cor clara, conhecido pela sua tolerância aos defeitos de aparência, oferecendo assim uma janela mais ampla para as condições de moldagem por injeção, o que é altamente benéfico para a utilização de moldes familiares.
Apesar das diferenças no tamanho destes quatro produtos, especialmente o facto de os botões serem muito mais pequenos do que os outros componentes, as suas espessuras de parede são bastante semelhantes. Este molde foi utilizado em mais de 150.000 disparos sem praticamente nenhum problema.
Como se pode ver no vídeo, estes produtos são extraídos por ventosas em braços robóticos e depois colocados nos respectivos contentores. Esta configuração permite uma produção contínua sem necessidade de mudar os moldes, poupando significativamente nos custos de mão de obra. São apenas necessários controlos regulares da qualidade do produto e do funcionamento da máquina. Este exemplo demonstra claramente a eficiência e as vantagens de poupança de custos da utilização de moldes familiares.
Conclusão
Em resumo, embora os moldes familiares ofereçam muitas conveniências na produção, também têm limitações específicas. Compreender estas limitações é crucial para planear melhor o processo de produção, garantir a eficiência e manter a qualidade. Durante a fase de prototipagem, estas restrições podem ser adequadamente flexibilizadas para poupar custos e tempo.
