Análise estrutural de um molde para injeção de componentes plásticos

Abstract

A presente dissertação tem como objetivo a análise estrutural de um molde para injeção de componentes plásticos. O trabalho centra-se num molde específico que, devido à necessidade de diminuição das suas dimensões (para ser compatível com a máquina do cliente), originou alguns problemas. O estudo centrou-se numa análise de elementos finitos recorrendo ao programa SolidWorks. Numa primeira abordagem é feito um estudo com os componentes do molde simplificados. Os resultados desse estudo são posteriormente validados com base numa segunda simulação onde os componentes críticos são simulados considerando os canais de arrefecimento. A diminuição do tamanho dos constituintes estruturais do molde, a pedido do cliente, resultou numa fragilização do conjunto, gerando deslocamentos excessivos entre as buchas e as cavidades do molde e, consequentemente, o aparecimento de rebarba nas peças injetadas. Com o intuito de saber se o molde tinha sido bem dimensionado na fase de orçamentação, foi criada uma nova simulação com as dimensões dos componentes estruturais aumentadas para os valores usados na fase preliminar de orçamentação. Esta simulação revelou que o molde estava apto a injetar sem problemas, no entanto estava sobredimensionado. Sabe-se que o dimensionamento dos componentes do molde é feito com base na experiência de Manuel Novo (dono da Erofio) e de Gabriel Santos (responsável pela orçamentação). Este tipo de previsão é bem-sucedida porque é deixada uma margem de segurança bastante elevada. A razão para este acontecimento, prende-se com o facto de não se conseguir definir o ponto, a partir do qual começam a existir problemas. Esta teoria é corroborada pela última simulação realizada neste estudo. A análise do molde em questão foi realizada ao longo de 6 meses de estágio, na empresa Erofio S.A., no departamento da Produção, nas instalações da empresa na Batalha, Leiria. Ao longo dos próximos capítulos o estudo irá focar-se na avaliação de resultados, cujas conclusões serão apresentadas ao longo do trabalho.

This thesis aims at the analysis of a mold for injection of plastic components. The work focuses on a specific mold that, due to the need for reduction of its dimensions (in order to be compatible with the client machine), gave some problems. The study focused on a finite element analysis using the SolidWorks program. In a first approach is made a study of the components of the simplified mold, the results of this study are then validated against a second simulation where the critical components are simulated considering the cooling channels. The reduction in the size of structural components of the model, requested by the client, resulted in a weakening of the structure. Generating excessive displacement between the core and the mold cavities and thus the burr occurrence in the molded parts. In order to know if the mold had been well dimensioned on budgeting phase, a new simulation has been prepared, with the dimensions of the structural components increased to the values used in the preliminary phase of budgeting. This simulation showed that the mold was able to smoothly inject the parts, however was oversized. It is known that the design of the mold components is implemented based on Manuel Novo (Erofio’s owner) and Gabriel Santos (responsible for budgeting) experience. This type of prediction is successful because it has a very high safety margin. The reason for this event relates to the difficulty to achieve critic point, from which start to be problems. This theory is supported by the latest simulation conducted in this study. The analysis of the mold in question took place at the department of production of Erofio S.A. in the, the company premises in Batalha, Leiria, during 6 months. Over the next chapters the focus will be on the study and evaluation of results, whose findings will be presented throughout the work.