Discussão sobre a vida útil do molde industrial: Como prolongar a vida útil do molde industrial

A vida útil do molde sempre foi um fator essencial para a rentabilidade dos projectos industriais. Se pudermos utilizar métodos razoáveis para prolongar a vida útil do molde para além dos requisitos do projeto, isso melhorará significativamente a rentabilidade da empresa. Sabemos que muitos factores afectam a vida útil do molde. Independentemente do tipo de molde, o fator mais crítico que afecta a sua vida útil é inevitavelmente o material.

O material comum utilizado para molde de plástico e moldes de fundição sob pressão é o aço para moldes. Para compreender a vida útil de um molde, comecemos pelo material.

Requisitos de aço para moldes industriais

Os critérios de seleção do aço para moldes incluem o seguinte:

Requisitos do material de injeção: Diferentes plásticos requerem diferentes materiais de aço com base em necessidades específicas, tais como elevada capacidade de polimento, resistência à corrosão, etc.

Considerações sobre o preço: O desempenho do aço não depende apenas do seu custo. É essencial equilibrar os factores de custo do molde. A escolha do aço para moldes adequado, de acordo com o tempo de vida útil esperado do molde, pode evitar desperdícios desnecessários. Por exemplo:

O aço P20 geral tem uma duração de vida de cerca de 300 000 ciclos.

O aço 2738 pode suportar cerca de 500.000 ciclos sem problemas.

Dependendo da situação, o aço H13/2344 dura normalmente entre 800.000 e 1.000.000 de ciclos ou mais.

Classificação de moldes SPI para explicar a vida útil do molde e os requisitos de aço

A classificação de moldes SPI categoriza os moldes em diferentes classes com base na complexidade, requisitos de qualidade e volume de produção esperado.

Os moldes das classes 101 e 102 requerem frequentemente um tratamento térmico para atingir uma dureza de HRC50 ou superior. O aço selecionado deve ter um bom desempenho no tratamento térmico e no corte a níveis de dureza elevados. Embora a declaração mencione tipos de aço específicos como o 8407, S136 da Suécia, o 420, H13 dos Estados Unidos, o 2316, 2344, 083 da Europa ou o SKD61, DC53 do Japão, a seleção real depende de factores como o tipo de plástico, a corrosividade, os requisitos de aparência e a transparência.

Os moldes da classe 103 utilizam normalmente materiais pré-endurecidos com graus como S136H, 2316H, 718H, 083H e dureza que varia entre HB270-340.

Os moldes das classes 104 e 105 utilizam normalmente aços como P20, 718, 738, 618, 2311, 2711. O aço S50C, 45#, ou a maquinação direta das cavidades do molde no embrião do molde podem ser utilizados para moldes de baixa procura.

Vida útil do molde de injeção

Factores que afectam o tempo de vida dos moldes de injeção

Estrutura: Uma estrutura de molde bem concebida aumenta a sua capacidade de suporte de carga e reduz as tensões térmicas e mecânicas. Mecanismos adequados de orientação do molde evitam a abrasão e o tratamento especializado de componentes de elevada resistência minimiza a concentração de tensões.

Material: A escolha dos materiais do molde é crucial. Volumes de produção mais elevados impõem maiores cargas sobre o molde, exigindo materiais com uma capacidade de carga superior e uma vida útil prolongada.

Qualidade do processamento: Os defeitos resultantes do processamento e do tratamento térmico podem afetar negativamente a vida útil do molde. As marcas de faca residuais na superfície do molde, as fissuras microscópicas resultantes da maquinação por descarga eléctrica (EDM) e os defeitos de superfície causados pelo tratamento térmico podem prejudicar a capacidade de suporte e a vida útil do molde.

Condições de trabalho: Os moldes de injeção são submetidos a ciclos repetidos de fecho do molde, bloqueio e injeção, pressão de retençãoA máquina é um equipamento de produção de moldes, arrefecimento, abertura do molde e ejeção. Para garantir um desempenho ótimo, devemos assegurar que todos os mecanismos de trabalho funcionam de forma fiável, operam sem problemas e recebem manutenção e lubrificação regulares.

Condições das peças: A qualidade da superfície, a dureza, o alongamento, a precisão dimensional e outras propriedades mecânicas das peças processadas afectam diretamente a vida útil do molde. Questões como defeitos de superfície ou adesão de material podem perturbar o funcionamento normal do molde.

Dicas para prolongar a vida útil do molde de injeção

O ajuste razoável da força de aperto

A definição correcta da força de fixação é crucial para prolongar a vida útil do molde. O ajuste correto da força de fixação é importante para melhorar a vida útil do molde. Definir a força de fixação muito alta ou muito baixa pode afetar negativamente o molde. Uma força de fixação baixa pode fazer com que o molde abra ou seja danificado devido à pressão de injeção que excede a força de fixação. Por outro lado, uma força de fixação alta pode exercer uma pressão excessiva sobre o molde, danificando o linha de separação, área de escape e peças do molde.

Para evitar estes problemas, podemos calcular a força de aperto ideal para cada molde utilizando a análise do fluxo do molde ou a fórmula:

Força de aperto = área projectada x fator de força de aperto do material x fator de segurança

A área projectada inclui o produto e o corredor, e podemos obter a fixação

fator de força para o material a partir da tabela de propriedades do material ou consultando o fornecedor do material. O fator de segurança, normalmente 1,5 a 2, é selecionado com base em factores como a estabilidade e a estrutura da máquina de moldagem por injeção.

Ajustes razoáveis de abertura e fixação do molde

A velocidade de fixação tem um impacto no tempo de ciclo do processo de moldagem por injeção. No entanto, é essencial encontrar um equilíbrio, não se limitando a procurar a velocidade de fixação mais rápida possível. Uma velocidade de fixação excessiva pode levar a um maior desgaste e a potenciais danos nos componentes do molde. É muito importante assegurar uma transição suave da fixação rápida para a fixação lenta, para evitar quaisquer movimentos bruscos que possam causar desalinhamento ou danos no molde. A fixação lenta deve ocorrer antes de o pino e a peça se encaixarem para garantir o alinhamento correto e evitar interferências durante a fixação. Da mesma forma, a transição entre a libertação rápida e lenta do molde deve ser suave. A libertação rápida do molde deve ocorrer apenas depois de todos os produtos e peças terem sido libertados com sucesso do molde, para evitar quaisquer danos ou interferências potenciais.

Encontrar a velocidade de fixação adequada envolve a consideração de vários factores, tais como o design do molde, o material utilizado, a complexidade da peça e as capacidades da máquina. Recomendamos a consulta das directrizes do fabricante da máquina e das especificações do molde e a realização de testes adequados para determinar a velocidade de aperto ideal para um processo de moldagem por injeção específico.

Regulação correcta do ejetor

Ajustes incorrectos do mecanismo ejetor podem comprometer a vida útil do molde ao ejetar demasiado ou incorretamente o produto, o que pode danificar o molde. É importante assegurar que a peça moldada é ejectada corretamente do molde, tendo em conta a separação necessária para o produto real.

Um volume ejectado excessivo pode exercer uma pressão extrema sobre o pino ejetor. Por conseguinte, é crucial definir a pressão do ejetor a um nível adequado que se alinhe com os requisitos reais do produto, para além de considerar o volume ejectado.

Regulação correcta da câmara quente

O método de arranque e de encerramento um corredor quente pode efetivamente afetar a vida útil do molde. Procedimentos de arranque inadequados podem levar a problemas no molde, como a subida do molde, o que pode exigir a remoção e reparação do molde. Para evitar este tipo de problemas, recomendamos que se opere manualmente a porta da válvula e se verifique se as definições estão corretas e a funcionar adequadamente antes de iniciar a produção total.

Além disso, é aconselhável exportar o material no canal quente através da placa de distribuição de material e medir a sua temperatura para verificar se está de acordo com a temperatura desejada. Durante o fecho do canal quente, é importante reduzir prontamente a temperatura do canal quente para minimizar o risco de degradação do material. Estas práticas contribuem para o desempenho ótimo e para o prolongamento da vida útil do molde.

Definições razoáveis de arrefecimento do molde

Temperaturas excessivas do molde podem afetar negativamente a vida útil do molde. Temperaturas excessivas do molde podem reduzir a vida útil do molde. Limitar as temperaturas do molde ao mínimo necessário para obter uma aparência aceitável da peça é benéfico, pois esta abordagem ajuda a melhorar a vida útil do molde. Além disso, é importante manter uma distribuição equilibrada da temperatura dentro do molde. Idealmente, devemos manter a diferença de temperatura entre os lados móvel e fixo do molde dentro de uma faixa de 6 ℃. As variações de temperatura para além deste intervalo podem causar diferenças significativas na deformação térmica entre os dois lados do molde, levando a uma abertura e fecho deficientes, resultando, em última análise, em desgaste ou danos no molde. Podemos melhorar a vida útil global do molde controlando e equilibrando as temperaturas do molde.

Limpeza e manutenção de moldes

Inspeccione, limpe e lubrifique os moldes regularmente no ambiente de produção, de preferência pelo menos uma vez por turno. Durante o processo, preste atenção aos sinais de desgaste do molde, tais como arranhões, desgaste da linha de separação e rebarbas. É fundamental estabelecer um calendário de manutenção preventiva e manter registos da manutenção do molde. Ao analisar os eventos de manutenção recorrentes, é possível determinar a frequência da manutenção preventiva, o que ajuda a reduzir os eventos de manutenção não programados. É essencial verificar a lubrificação das corrediças e garantir o seu correto funcionamento. Também é importante monitorizar os sinais de falha dos travões e de ganchos soltos. Após cada limpeza e inspeção, é necessário verificar se a corrediça está na posição correcta antes de sair do molde.

Além disso, quando o molde não é utilizado durante mais de 6 horas, a aplicação de um inibidor de ferrugem e o revestimento minucioso das áreas texturadas e polidas podem ajudar a evitar danos provocados pela ferrugem. Ao seguir estas práticas, a manutenção do molde pode ser efectuada de forma eficaz, melhorando o desempenho e a vida útil do molde.

Tempo de vida do molde de fundição injectada

Como saber se um molde de fundição injectada chegou ao fim da sua vida útil

Em geral, se o molde de fundição injectada for utilizado no processo dos fenómenos seguintes, isso indica que o molde está próximo do "fim de vida".

Envelhecimento do molde e fissuração da superfície: À medida que o molde envelhece, pode desenvolver fissuras na superfície, o que pode afetar o aspeto das peças fundidas. Estas fissuras também podem levar a tensões ou deformações nas peças fundidas.

Fissuras na cavidade do molde: Se a cavidade do molde apresentar grandes fissuras, impedirá que a peça fundida se forme corretamente. Isto indica danos significativos no molde e dificulta o processo de fundição.

Colapso da superfície de separação do molde: Quando a superfície de separação do molde colapsa, resulta em vários defeitos. Esta condição reduz severamente a eficiência da fundição sob pressão e requer um pós-processamento extensivo das peças fundidas, levando a um aumento da carga de trabalho.

Formas de prolongar a vida útil do molde de fundição injectada

Existem várias formas de prolongar a vida útil dos moldes de fundição injetada, que devem ser principalmente de quatro aspectos: seleção do material do molde, projeto do molde, fabricação do molde, uso e manutenção do molde.

Já discutimos a seleção do material acima, pelo que não a repetiremos aqui.

Conceção do molde de fundição sob pressão

A conceção do molde de fundição injectada desempenha um papel significativo na determinação da sua vida útil. Um molde bem concebido pode aumentar significativamente a longevidade do processo de fundição injectada. Por conseguinte, é melhor ter em conta os aspectos abaixo durante a fase de conceção do molde, considerando as características da peça fundida:

Aumentar a resistência do molde:

Temos de garantir que o molde é concebido com uma resistência e rigidez suficientes para suportar as tensões mecânicas e térmicas a que está sujeito ao longo do processo de fundição injectada. Isto pode implicar a utilização de materiais de alta qualidade, a otimização da estrutura do molde e o reforço de áreas críticas propensas à concentração de tensões.

Melhorar a conceção do sistema de arrefecimento:

Preste muita atenção à conceção do sistema de arrefecimento do molde para controlar eficazmente a temperatura durante o processo de fundição. Optimize a disposição e o tamanho dos canais de arrefecimento, assegure um arrefecimento uniforme em todo o molde e utilize técnicas de arrefecimento avançadas, tais como o arrefecimento conformacional, para melhorar a eficiência do arrefecimento e prolongar a vida útil do molde.

Incorporar materiais resistentes ao desgaste:

Considere a utilização de materiais ou revestimentos resistentes ao desgaste para os componentes do molde que estão sujeitos a um elevado desgaste, como a cavidade, o núcleo e as corrediças. Estes materiais podem melhorar a resistência do molde ao desgaste e prolongar a sua vida útil.

Otimizar a conceção do sistema de gating:

O projeto do sistema de canais desempenha um papel crucial na qualidade da fundição e na vida útil do molde. Projetar cuidadosamente o jito, o canal e a comporta para assegurar um fluxo suave e controlado do metal fundido, minimizar a turbulência e o aprisionamento de ar, e reduzir o impacto na cavidade do molde.

Reduzir a concentração do stress:

Identificar áreas no projeto do molde onde possa ocorrer concentração de tensões, tais como cantos afiados ou mudanças súbitas na secção transversal. Modifique o projeto incorporando filetes, raios ou transições graduais para distribuir as tensões de forma mais uniforme e reduzir o risco de falha.

Implementar uma ventilação adequada:

Uma ventilação adequada é essencial para libertar ar e gases da cavidade do molde durante a fundição. Uma ventilação insuficiente pode levar a porosidade, defeitos e danos no molde. Conceba e coloque cuidadosamente os respiradouros em locais apropriados para garantir uma ventilação adequada sem comprometer a integridade do molde.

Efetuar uma análise do fluxo do molde:

Utilizar software de simulação do fluxo do molde para analisar e otimizar a conceção do molde antes do fabrico. Ao realizar este processo, podemos identificar potenciais problemas, como desequilíbrios de fluxo, aprisionamento de ar ou pressão excessiva, permitindo-nos fazer ajustes no projeto que melhoram a vida útil e o desempenho do molde.

Manutenção e inspeção regulares:

Estabeleça um programa de manutenção regular para o molde de fundição injetada, incluindo limpeza, lubrificação e inspeção. Inspecionar regularmente o molde para detetar sinais de desgaste, danos ou fadiga e resolver prontamente quaisquer problemas para evitar uma maior deterioração e prolongar a vida útil do molde.

Fabrico de moldes

O processo de fabrico do molde e a precisão do fabrico do molde são factores cruciais que afectam a vida útil dos moldes. É essencial dar prioridade e abordar minuciosamente os diferentes aspectos que influenciam a vida útil do molde durante a fase de fabrico. Ao dedicar atenção e esforços a estas áreas, podemos aumentar a durabilidade dos moldes e prolongar a sua vida útil.

Melhorar o processo de fabrico de moldes, melhorar a precisão do fabrico de moldes

A melhoria do processo de fabrico do molde e o aumento da precisão do fabrico do molde podem ter um impacto positivo na vida útil do molde. A geração de tensões internas durante o processamento do molde é uma preocupação significativa para os moldes de fundição injetada. Para melhorar a vida útil do molde, é necessário minimizar a ocorrência de tensões e eliminá-las rapidamente. É possível conseguir isto através de um planeamento cuidadoso do percurso do processo, criando especificações detalhadas do processo e aderindo a procedimentos de processamento precisos.

O reforço das práticas de gestão da qualidade e o aumento do nível de fabrico do molde são essenciais para melhorar a vida útil do molde. A redução da necessidade de soldadura de remendos do molde é particularmente importante, uma vez que os materiais utilizados para a soldadura de remendos, as altas temperaturas envolvidas e a tensão interna resultante podem influenciar significativamente a durabilidade do molde. Os fabricantes de moldes de fundição injetada procuram geralmente evitar a soldadura de remendos na cavidade, mas, se necessário, a utilização de métodos de soldadura a quente e a realização de têmpera para alívio de tensões após a soldadura podem ajudar a aumentar a vida útil do molde.

Reduzir a camada dura de impulsos eléctricos na superfície do molde

A redução da camada dura de impulsos eléctricos na superfície do molde é uma consideração importante no fabrico de moldes. Quando se utiliza a maquinação por descarga eléctrica (EDM) para o processamento da cavidade do molde, pode formar-se uma camada branca brilhante e uma camada metamórfica na superfície do molde. Isto faz com que a superfície do molde seja sujeita a tensões de tração. Se o processo de polimento subsequente não conseguir remover a tensão da superfície, é provável que o molde apresente fissuras precoces ou falhas quando entrar em produção.

A investigação demonstrou que, após a EDM, a superfície do molde pode apresentar tensões de tração que variam entre 700 e 1100 MPa. Além disso, podem existir numerosas microfissuras na superfície do molde quando são utilizadas correntes elevadas de maquinagem por descarga eléctrica. Estes factores contribuem para o risco de fissuração precoce ou falha do molde quando este é colocado em produção.

A folga para a montagem do molde é razoável

Uma folga razoável na montagem do molde é um aspeto importante do fabrico de moldes de fundição injetada. O processo de fundição injetada envolve altas temperaturas, altas velocidades e altas pressões. Se a montagem do molde de fundição injectada não for feita corretamente, pode dar origem a problemas, que podem causar danos no molde e afetar a sua vida útil.

De facto, a montagem de um molde de fundição injetada é geralmente considerada mais desafiante e crítica do que a de um molde de injeção. Devido às características únicas do processo de fundição, especialmente com moldes de grandes dimensões, o campo de temperatura do molde sofre alterações significativas entre as temperaturas de produção da fundição injetada e a temperatura ambiente. Por conseguinte, é necessário um conhecimento profundo das características do molde e das variações do campo de temperatura durante o processo de montagem. Isto permite ajustes de montagem direccionados para garantir um intervalo razoável na montagem do molde.

A produção de fundição injetada pode ser realizada sem problemas, como o "escoamento da água" ou o encravamento do deslizador, através da obtenção de uma folga adequada na montagem do molde. Isto melhora a fiabilidade do molde e aumenta a sua vida útil global.

Utilização e manutenção de moldes

Limpar os resíduos da utilização do molde a tempo de evitar a extrusão do molde

Devemos limpar prontamente os resíduos no molde para evitar danos. Se o molde contiver detritos ou sucata, particularmente na zona do cursor, pode levar ao colapso ou danificar o cursor quando a máquina de fundição injectada voltar a funcionar. Por conseguinte, limpe o molde e resolva o problema de imediato para evitar danos adicionais. Atrasar as reparações para depois de o molde estar danificado pode afetar significativamente a sua vida útil.

Minimizar o arrefecimento e o aquecimento do molde e tentar produzir continuamente

Minimizar os ciclos de arrefecimento e aquecimento do molde e ter como objetivo a produção contínua é benéfico para prolongar a vida útil do molde. A expansão e contração térmicas recíprocas sofridas pelo molde de fundição sob pressão durante o processo, com flutuações de temperatura que variam entre 220°C e 450°C, podem provocar danos por fadiga. O início da produção com um molde frio resulta num aumento das diferenças de temperatura, na expansão e contração do molde e na correspondente fadiga, acelerando os danos no molde e encurtando a sua vida útil. Por conseguinte, é aconselhável esforçar-se por obter uma produção contínua e minimizar os ciclos de arrefecimento e aquecimento do molde para prolongar a sua vida útil.

Além disso, quando o molde está num estado frio e não atingiu a temperatura média de produção, é essencial evitar a abertura da injeção de pressão e pressurização a alta velocidade. A abertura destes processos com uma grande folga no molde pode fazer com que resíduos ou detritos entrem em áreas críticas do molde, tais como os orifícios da barra deslizante e da barra superior, provocando danos no molde e afectando negativamente a sua vida útil.

Manutenção regular do molde

A manutenção e a assistência técnica regulares dos moldes são cruciais para garantir a longevidade e o desempenho dos moldes de fundição injectada. Devido às condições exigentes de alta pressão, alta velocidade e alta temperatura durante a produção contínua, os moldes de fundição injetada são propensos a danos, falhas e problemas ocultos. Por conseguinte, é essencial reforçar as práticas de manutenção dos moldes, incluindo inspecções regulares, rotinas de manutenção e substituição de peças danificadas ou gastas. Também é necessário limpar a corrediça, o orifício de ejeção e outras áreas críticas. Ao dar prioridade à manutenção do molde, as empresas de fundição injetada podem garantir a fiabilidade do molde durante a produção e prolongar a sua vida útil global.

Conclusão

Além disso, o controlo da vida do bolor é da maior importância. Aguardo com expetativa a oportunidade de discutir em pormenor o controlo da vida dos bolores e agradeço o vosso apoio e motivação nesta matéria!