FirstMold Meio logótipo

Núcleo do molde e cavidade do molde: Diferenças e considerações de projeto

Partilhar este artigo:
imagem em destaque do núcleo do molde e da cavidade do molde

Em moldagem por injeçãoO termo "núcleo do molde e cavidade do molde" refere-se às peças de precisão utilizadas no coração do molde para as suas operações principais. A estrutura do núcleo e da cavidade é tipicamente extremamente complexa, tornando o seu fabrico difícil e dispendioso, muitas vezes com despesas de mão de obra muito superiores aos custos de material. A escolha do material para o núcleo e a cavidade afecta diretamente o custo do molde e a sua vida útil.

núcleos de molde e cavidades de molde na FirstMold

Para designers de produtos ou para quem necessita de serviços de fabrico de moldes ou serviços de produção em massa de peças de plásticoA compra inclui a conceção do molde, o fabrico das peças do molde (principalmente o núcleo e a cavidade), a montagem do molde, a viabilidade do molde para a produção por injeção, controlo de qualidadee a eficiência da produção, entre outros aspectos.

Para os fabricantes de moldes, após a conclusão do projeto do molde, o principal foco do departamento de fabrico é o núcleo e a cavidade. Este facto realça a importância do núcleo e da cavidade na composição do molde.

Hoje, vamos explorar a parte mais crucial da composição do molde - o núcleo e a cavidade.

O que é o núcleo e a cavidade?

O núcleo e a cavidade incluem a cavidade do molde e o núcleo do molde, que são firmemente combinados para formar a forma geral e interna estrutura do molde. A cavidade do molde é a principal responsável pela formação da forma e estrutura interna do produto e pelo controlo da sua precisão. Por outro lado, o núcleo do molde forma principalmente a forma e a estrutura externas do produto, completando a moldagem geral do produto.

Diferenças entre o núcleo e a cavidade

Para além das funções primárias acima mencionadas, as diferenças entre a cavidade e o núcleo reflectem-se nos seguintes aspectos:

cavidade de molde de um produto para secador de cabelo
Cavidade do molde
Núcleo do molde com plástico moldado
Núcleo do molde com plástico moldado

Diferenças de procedimento durante a injeção

Durante o processo de injeção, existem algumas diferenças nas etapas processuais entre o núcleo e a cavidade. Os grânulos de plástico entram num espaço fechado no molde através de uma cavidade (note-se que este espaço fechado é formado por duas partes, mas na maioria das vezes, este espaço é considerado parte da cavidade, daí ser também referido por muitos como a cavidade do molde).

Nesta altura, o núcleo do molde está bem ajustado à cavidade. Quando o plástico fundido arrefece até ao estado sólido, o núcleo é puxado para abrir e o produto no núcleo é ejectado através do sistema de ejeção. Note-se que, ao longo deste processo, a cavidade permanece estacionária, enquanto o núcleo se move.

Resistência da pressão diferencial

Devido às diferenças de forma e função, o núcleo e a cavidade suportam pressões diferentes. A cavidade tem normalmente de suportar pressões mais elevadas porque precisa de preencher totalmente a cavidade do molde com o material do produto durante o processo de moldagem e garantir a integridade da estrutura interna do produto. O núcleo suporta pressões mais baixas, principalmente para dar ao produto uma aparência perfeita.

Seleção de material para cavidade e núcleo

Existem também algumas diferenças na seleção de materiais para o núcleo e a cavidade. Uma vez que a cavidade tem de suportar uma maior pressão e desgaste, normalmente requer materiais mais resistentes ao desgaste, como ligas de aço ou carboneto. O núcleo pode utilizar materiais relativamente mais macios, como ligas de alumínio, para melhor encher e arrefecer durante o processo de moldagem do produto.

Ciclo de utilização e variabilidade da manutenção

O ciclo de utilização e a manutenção do núcleo e da cavidade também são diferentes. Uma vez que a cavidade está sujeita a uma maior pressão e desgaste, a sua vida útil é normalmente mais curta. As empresas de fabrico substituem frequentemente a cavidade com regularidade para garantir a qualidade do produto e a eficiência da produção. Em contrapartida, o núcleo está sujeito a menos desgaste e pressão, pelo que a sua vida útil é relativamente mais longa.

Como distinguir entre o núcleo e a cavidade?

Os métodos para diferenciar entre o núcleo e a cavidade incluem principalmente:

Observar a aparência:

A cavidade do molde tem normalmente um aspeto mais liso, com saliências e reentrâncias distintas, enquanto o núcleo do molde tende a ter um aspeto mais rugoso, com orifícios e marcas de corte. O aspeto da cavidade e do núcleo pode não ter diferenças visíveis, dependendo do tipo e da finalidade do molde.

Método de deteção e ensaio:

Determinar as funções e posições da cavidade e do núcleo através de deteção e testes, incluindo posicionamento, fixação e testes de pressão.

Observação da estrutura:

A estrutura do núcleo e da cavidade é diferente; a cavidade contém normalmente componentes como botões ou clipes para facilitar a desmontagem e a montagem, enquanto o núcleo inclui peças críticas como juntas de peças e mangas de molde.

Verificação da linha de corte e do pino de cavilha:

The core and cavity have different shapes for linhas de separação and dowel pins, which helps confirm their positions.

Peso e material de observação:

A cavidade é geralmente mais leve do que o núcleo e utiliza normalmente materiais com requisitos de resistência ao desgaste e dureza mais elevados, como o aço para ferramentas ou o aço-liga, enquanto o núcleo utiliza normalmente ferro fundido, aço ou ligas.

Controlo das marcações:

Depois de desmontar o molde, preste atenção às marcações nas partes do núcleo e da cavidade. Por exemplo, a cavidade pode ser marcada com "F" ou "1", enquanto o núcleo pode ter "R" ou "2".

Observar a forma e o posicionamento do produto:

Observando a forma do produto e as superfícies de contacto e os pinos de posicionamento da cavidade e do núcleo, é possível avaliar preliminarmente as suas posições.

These methods can be used individually or in combination to more accurately differentiate between the core and cavity.

Fabrico da cavidade do molde e do núcleo do molde

O processo de fabrico e processamento da cavidade do molde e do núcleo do molde tem semelhanças, mas também apresenta algumas diferenças, que são descritas a seguir:

1. Preparação do material

Antes de iniciar o processo de maquinação, é necessário preparar os materiais necessários. O tipo e o tamanho do núcleo do molde e do material da cavidade dependem do tipo e das especificações do molde. Além disso, devem ser preparadas várias ferramentas, acessórios e materiais auxiliares necessários para a maquinação.

2. Fresagem tradicional

A maquinagem inicial é efectuada numa fresadora, incluindo a perfuração de orifícios de arrefecimento, orifícios de rosca, perfuração e roscagem de orifícios para parafusos, perfuração e fresagem pino ejetor furos, numeração do molde, ângulos de referência, etc. Estes passos devem ser efectuados com precisão, de acordo com os requisitos do desenho, para garantir que a forma e o tamanho do núcleo e da cavidade correspondem ao desenho.

3. Maquinação CNC

A maquinagem em bruto é efectuada numa Centro de maquinação CNC, working on the shape and features. Maquinação CNC efficiently completes complex shape cutting while ensuring accuracy and surface quality.

4. Tratamento térmico

A cavidade e o núcleo são submetidos a um tratamento térmico de acordo com os requisitos do projeto para obter a dureza e a resistência ao desgaste desejadas. Durante o processo de tratamento térmico, é importante controlar parâmetros como a temperatura, o tempo e a velocidade de arrefecimento para garantir que os resultados cumprem as especificações.

5. Moagem

O acabamento é efectuado numa máquina de retificação, incluindo a retificação de ângulos de seis faces com dimensões de precisão para se adaptarem ao tamanho da estrutura, etc. Os requisitos de precisão para as dimensões externas são rigorosos, exigindo uma retificação e um acabamento precisos. Se o núcleo ou a cavidade for uma peça única, as suas dimensões exteriores devem ser 0,03 mm-0,05 mm inferiores às dimensões do desenho. Se estiver em duas peças, as dimensões externas combinadas das duas peças devem ser 0,03mm-0,05mm inferiores às dimensões do desenho, com perpendicularidade de 0,01 e paralelismo de 0,01.

6. Acabamento CNC

Para núcleos de molde e cavidades que exigem maior precisão, é necessário um acabamento CNC. Um centro de maquinação CNC efectua trabalhos de corte de alta precisão, como a gravação de texto e números de moldes.

7. Corte de fios

Wire-cutting technology is used to process insert holes, lifter holes, ejector pin holes, sprue holes, etc.

8. Maquinação por descarga eléctrica (EDM)

Tecnologia EDM é utilizado para o núcleo e a cavidade, tais como ranhuras finas e ranhuras estreitas.

9. Polimento de moldes

A superfície do núcleo e da cavidade do molde é polida para obter uma melhor qualidade da superfície e cumprir os requisitos de rugosidade. Durante o polimento, deve ter-se em atenção a direção e a área de polimento para evitar danificar outras áreas. Para as áreas que requerem um acabamento espelhado, o polimento grosseiro deve ser seguido de um polimento fino após o molde de ensaio.

10. Montagem

Todas as peças são montadas para formar um molde completo. Durante a montagem, é necessário prestar atenção à precisão do encaixe e aos requisitos de fixação para garantir que o molde é estável e fiável durante a utilização.

11. Moldagem de ensaio:

Por fim, é efectuado um teste de moldagem experimental para verificar a qualidade de maquinação e o desempenho do molde. O molde de ensaio verifica se o sistema de fecho do molde está desobstruído, se o canal de refrigeração está a funcionar corretamente e se o produto moldado cumpre os requisitos do projeto. Quaisquer problemas detectados durante o molde de ensaio devem ser ajustados e reparados prontamente para garantir que o molde pode ser colocado em produção.

Considerações sobre o projeto do núcleo e da cavidade no projeto do molde

O projeto do núcleo e da cavidade no fabrico de moldes é complexo e constitui uma das principais tecnologias de cada fabricante de moldes. Embora seja difícil descrever os meandros do projeto do núcleo e da cavidade em pormenor neste texto, aqui ficam algumas sugestões de referência para outros profissionais:

Noções básicas de design

A determinação da espessura do núcleo e da cavidade deve ter em conta a espessura de base necessária após a adição de canais de arrefecimento e a espessura necessária para manter a resistência do núcleo e da cavidade. A principal consideração para a resistência do núcleo e da cavidade é a sua capacidade de suportar a pressão de injeção sem causar a deformação do molde, o que poderia levar ao desprendimento do produto.

A conceção da resistência do núcleo e da cavidade deve ter em conta:

a. Pressão de injeção

b. Área projectada do produto

c. Altura do produto

d. Espessura do produto

e. Forma do produto

f. Forma de projeção do produto

g. Número total de cavidades do molde.

Definição das dimensões de segurança

Ao projetar um molde, é essencial primeiro estimar as dimensões do núcleo e depois estimar o tamanho da base do molde. A chave para estimar as dimensões reside na forma de determinar a distância de segurança. A escolha da distância de segurança afecta significativamente os custos do molde! Determine a espessura e o tamanho da cavidade e do núcleo com base nas características do produto, assegurando que a sua largura cabe entre dois pés de molde. O comprimento do núcleo ou da cavidade não deve ultrapassar a distância até ao pino de retorno.

Dimensões do produto (mm)Distância de segurança (mm)
<2025
20-6030
60-8035
80-30040
300-60045
Tabela de referência das dimensões de segurança do núcleo e da cavidade

Os dados acima servem como considerações padrão, mas, na realidade, cada indústria e mesmo cada peça pode ter os seus padrões de conceção específicos. Se procura informações de conceção mais detalhadas, recomendamos que visite a nossa página de conceção de moldes.

Seleção de materiais

A escolha do material para o núcleo e a cavidade do molde afecta diretamente a vida útil e o preço do molde. Do ponto de vista dos produtos que estão a ser fabricados, se a procura do produto for baixa, a escolha de materiais de alta qualidade para o núcleo e a cavidade do molde aumenta o custo do molde, levando a um aumento das despesas para a empresa - um desperdício se a procura for pequena. 

Por outro lado, suponhamos que a procura do produto é elevada e que são seleccionados materiais inferiores para a cavidade do molde e para o núcleo. Nesse caso, o molde pode não cumprir os requisitos de produção, necessitando de um novo molde e reduzindo a eficiência da produção, aumentando de forma semelhante os custos do molde. Para fazer uma escolha racional do material do núcleo do molde, é crucial compreender os materiais normalmente utilizados e as suas características, e é muito importante selecionar diferentes materiais com base na experiência de trabalho real.

Materiais comuns: P20738, 738H, 718, 718H, NAK80, 2316, 2316A, S136, etc. Os materiais utilizados para moldes endurecidos incluem 2344, 8407, SKD11, SKD61, etc.

Características do material:

P20

Geralmente adequado para moldes de plástico que requerem elevada dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. A nitruração pode melhorar a vida útil do molde. É aplicável a plásticos termoplásticos como PS, PE, PP e ABS sem adição de retardadores de fogo e é um material de núcleo de molde comummente utilizado com um preço relativamente baixo.

738

Oferece melhorias em várias propriedades em comparação com o P20, com o 738H a oferecer efeitos ainda melhores e uma vida útil do molde correspondentemente mais longa.

NAK80

Tem excelentes propriedades de maquinagem por descarga eléctrica e de polimento, sendo normalmente utilizado na produção de produtos de plástico que requerem elevada transparência.

2316

Adequado para moldes que processam plásticos de elevada acidez, oferecendo uma elevada capacidade de polimento e resistência aos ácidos, normalmente utilizado em moldes para a formação de materiais plásticos de PVC.

2344

Tipicamente utilizado em moldes de plástico duro, a sua vida útil pode atingir até 1 milhão de ciclos. No entanto, devido ao elevado custo do molde, é adequado para produtos de plástico com elevados volumes de produção. O mesmo se aplica a outros materiais de moldes duros como o 8407, SKD11, etc.

Conclusão

O conteúdo relacionado com o núcleo e a cavidade está intimamente ligado àqueles que trabalham na indústria de moldes. Dada a sua importância na estrutura do molde, mesmo que não esteja envolvido no fabrico de moldes ou na moldagem por injeção, ter uma compreensão básica de ambos pode ser algo benéfico nos seus futuros projectos de produtos.

O núcleo e a cavidade são componentes fundamentais que ditam a forma, a estrutura e a qualidade do produto final moldado. Compreender o seu funcionamento e as suas considerações de design pode melhorar a sua capacidade de conceber produtos que sejam não só funcionais e esteticamente agradáveis, mas também fabricáveis e económicos. Este conhecimento pode ajudar a colmatar a lacuna entre os conceitos de design e os aspectos práticos da produção, conduzindo a projectos e inovações mais bem sucedidos.

Índice
Etiquetas
Comentários

Deixe um comentário

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *