O gito é um canal troncocónico divergente, com um ângulo de abertura de 2 a 5º, que liga o bico da máquina de injeção aos canais de alimentação ou diretamente à zona moldante. Esta conicidade é necessária para facilitar a sua extração (Silva, 2015). De forma a garantir a extração do gito, cria-se um puxador de gito que também fará de poço frio, que serve para reter o material frio ou degradado que ficou ainda no bico de injeção a altas temperaturas da injeção anterior, evitando a entrada desse material para a cavidade e que obstrua o sistema de alimentação. Os puxadores de gito podem ter várias configurações como se verifica na Figura 3.8.
Os canais de alimentação que ainda se consideram gito, fazem a ligação do elemento troncocónico da entrada da injeção até às zonas moldantes. Os canais de alimentação possuem como representado na Figura 3.9 diferentes geometrias, algumas mais fáceis de maquinar, outras mais difíceis, umas mais eficientes no fluxo de material e outras menos eficientes no fluxo do material..
Figura 3.9 - Geometrias utilizadas nos canais de injeção (Caetano, 2010).
Analisando a figura anterior é possível verificar que existem diversas geometrias da secção transversal os canais de alimentação. Este podem ser circulares, trapezoidais, trapezoidais modificados, semicirculares ou retangulares. É esta diferença de geometria que é adotada na classificação dos canais de alimentação. Ou aspeto importante que é necessário ter em conta a quando das situações de projeto prende-se com a injeção de múltiplas peças, com dimensões diferentes, na mesma zona moldante. Considerando que devido à diferença de geometria das peças que se estão a injetar, estas terão diferentes variações dimensionais em virtude das diferenças de contração que cada peça terá, sendo assim é necessário implementar um balanceamento no sistema de alimentação do molde. O balanceamento pode ser conseguido através da variação do diâmetro de cada alimentador/ataque induzindo diferenças intencionais de resistência ao fluxo. Quando se pretende que o enchimento das várias cavidades seja feito simultaneamente, basta fazer com que o fundido percorra sempre a mesma distância desde o gito até cada uma das zonas moldante. No momento do projeto, existem algumas regras básica que devem ser tidas em conta para garantir que os enchimentos das várias cavidades sejam feitas ao mesmo tempo. Sendo assim as regras são (Silva, 2015):
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Utilizar um ângulo de saída entre 5º e 15º nos canais trapezoidais; Diâmetro mínimo de 1,5 mm;
Devem ser polidos de modo a facilitar o fluxo e a extração;
Colocar extratores ao longo do percurso do sistema de alimentação; Colocar um poço frio em todas as interseções dos canais, de forma
a captar o material mais frio que se encontra na frente de fluxo;
O fluxo do material antes de entrar na cavidade e de deixar o canal de alimentação, passa por uma constrição. Esta constrição é conhecida como de tipo de ataque. O tipo de ataque que se escolhe aquando do enchimento de um determinado molde, tem como função principal o controlo do enchimento de várias cavidades, em segundo lugar estrangular o fluxo de fundido de modo a garantir uma taxa de fluxo constante e necessária para encher totalmente as zonas moldantes e por último, mas não menos importante, garantir que o fundido não perde a sua viscosidade durante o processo de injeção. Para além das funções anteriormente referidas (que dizem respeito ao processo de injeção), no processo de extração, o tipo de ataque também representa um papel importante pois, deve permitir a fácil separação entre peça e gito (se possível automática), sem deixar marcas muito visíveis. A posição dos ataques deve visar principalmente o enchimento da peça sem defeitos. Assim sendo, a sua localização deve ser nas zonas mais espessas da peça, em que se consiga fazer o enchimento equilibrado da peça e se possível sem criar linhas de soldadura. A sua localização deve ainda evitar prisões de ar, para além de promover a injeção do material pastoso diretamente para uma parede, por forma a evitar o efeito de jato (Figura 3.10).
Considerando que existem diversos tipos de ataques, e que podem ser de canais frios ou canais quentes, somente se irá dar atenção aos mais usuais e recomendados para o tipo de peças com que se teve mais contacto ao longo do estágio.
3.3.2.1 - Canais frios
A injeção direta à peça (Figura 3.11) é um tipo de ataque comum em moldes de uma cavidade e em que a peça apresenta grandes espessuras e é considerado um sistema de alimentação de canais frios. A queda de pressão no sistema de alimentação é relativamente baixa, o que permite melhor compactação da peça. As desvantagens encontram-se nas elevadas tensões que ocorrem na zona de injeção em virtude das diferentes contrações. O acabamento final da peça não é o melhor devido à separação que ocorre do gito na peça, onde irá sempre existir uma marca bastante visível.
Figura 3.11 - Ataque de gito direto à peça (Tavares, 2016)
Outro tipo de ataque é o que ocorre na zona lateral à peça ou no plano de partição do molde. Este tipo de ataque também tem uma ampla utilização e geralmente, apresenta uma secção retangular, tal como indicado na figura 3.15.
Ruben Alexandre da Costa Mota - 33 - Figura 3.12 - Ataque à junta (Tavares, 2016).
As vantagens deste tipo de ataque são (Silva, 2015):
A facilidade de maquinação e consequente baixo custo;
A grande exatidão dimensional e a facilidade de variação das suas dimensões. Assim, a velocidade de enchimento da cavidade pode ser controlada independentemente do tempo de solidificação do ataque e permitir moldar todos os materiais comuns;
Pode ser facilmente alterado durante o processo de ensaio do molde.
O ataque em leque (Figura 3.13), permite um enchimento mais uniforme e rápido de peça quando esta apresenta um tamanho considerável.
Este tipo de ataque é aconselhado em peças que exijam uma elevada estabilidade dimensional, evitando assim grandes empenos e é maioritariamente utilizado para peças que apresentem grandes superfícies e espessuras pequenas.
Outro tipo de ataque é conhecido como ataque por injeção submarina. Este tipo de ataque, apresenta geralmente uma forma circular e é uma variante do ataque lateral e é usado quando o gito é removido de forma em automática em moldes de duas placas, sem necessidade de recurso ao molde de três placas. Este ataque, ilustrado na Figura 3.14, tem o inconveniente de deixar uma marca muito visível na parte lateral das peças. Ao colocar este tipo de ataque é necessário ter em atenção aos ângulos de ataque submarino que se insere, de forma a minimizar as marcas na peça (Silva, 2015).
Figura 3.14 - Ataque submarino ou Injeção submarina (Tavares, 2016).
Segundo Silva, (2015) o ataque submarino curvo (também chamado de ataque em banana) é uma variante ao ataque submarino, com a vantagem de permitir esconder a marca do ataque. Tem, no entanto, a grande desvantagem de uma maior complexidade de construção e um maior risco de uma extração deficiente devido à grande deformação que o material tem de sofrer durante a extração podendo este partir, e ao partir vai ficar uma parte jito no sistema de ataque originando a sua obstrução. Na Figura 3.15 apresenta-se o ataque submarino curvo de uma peça.
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Ainda segundo Silva, (2015) a injeção num extrator é um tipo de ataque que pode ser considerada uma variante dos ataques em submarino e permite esconder a marca do ataque. A injeção num extrator tem menor complexidade de construção e menor risco de extração insuficiente. Apresenta, no entanto, o inconveniente de deixar parte do canal de alimentação na peça, como é possível de observar na Figura 3.16, havendo a necessidade de intervenção do operador (para remover o jito) antes do início do próximo ciclo de injeção.
Figura 3.16 - Ataque num extrator (Silva, 2015).
3.3.2.2 - Canais Quentes
A injeção através de bico quente tornou-se na mais comum, pois permite a poupança de material ao transportá-lo até à zona moldante através de canais aquecidos e é possível produzir sem deixar grande marca de injeção em qualquer tipo de superfície (Figura 3.17). Normalmente para maiores bicos de grandes diâmetros, cria-se um recesso na peça no local de injeção, por forma a disfarçar o vestígio do ponto de injeção. Usualmente aplica-se na injeção com bico quente o sistema de Valve Gate, reduzindo ainda mais a marca na peça tornando quase impercetível o local de ataque. O sistema Valve Gate é atuado por via da pressão da injeção, em que a pressão do material provoca o recuo da válvula no bico ao injetar, e o avanço da válvula ao deixar de injetar. Este sistema permite um controlo mais preciso da segunda pressão obtendo assim peças de maior qualidade.
(a) (b)
Figura 3.17 - Sistemas de ataque em bico quente normal (a) e com o sistema Valve Gate (b) (Silva, 2015).
3.3.2.3 - Disposições das cavidades
A disposição das cavidades nos moldes é também de primordial importância, quer se usem canais de alimentação frios ou quentes. Nos moldes convencionais sejam de duas ou três placas, nunca se evita o desperdício de material durante a injeção. Apesar do baixo custo da conceção deste tipo de moldes, com canal frio, pode-se ter a ideia que são benéficos e suficientes para qualquer produto, mas por vezes em certos casos o desperdício de material que se obtém é muito elevado e a rentabilidade do processo, demonstra que o baixo custo inicial é apenas ilusório. Este desperdício já várias vezes referido, denomina-se de gito. Quando se injeta através de canais frios, é necessário estudar muito bem o gito, tipo de canal, configuração da distribuição, género de ataque à peça, colocação de poços frios e ter sempre o cuidado que seja possível extrair automaticamente o gito do molde. Este sistema de alimentação pode ser indireto como se verifica nas Figura 3.18 e através de ramificações que encaminham o material até à cavidade, tal como se pode observar na Figura 3.19. Num molde com canais frios é importante de salientar que as peças carecem maioritariamente de retrabalho para remover o gito ou para disfarçar os pontos de injeção.
Ruben Alexandre da Costa Mota - 37 - Figura 3.18 - Molde convencional com alimentação direta (Pedrosa, 2014).
(a) (b)
Figura 3.19 - Sistema alimentação indireta (a) e placa da cavidade de um molde convencional com alimentação indireta (b) (Lidomar, 2012)
Ao contrário do molde convencional, um molde de canais quentes apesar de representar um elevado investimento inicial, possibilita injetar peças com controlo da temperatura no fundido até à cavidade, não necessita de operações de acabamento posteriores e permite reduzir o tempo de ciclo. Portanto, quando se pensa em produções de grande volume que necessitam elevada capacidade de resposta, a única solução é implementar é um sistema de canais quentes. A grande vantagem deste tipo de sistema de alimentação destaca-se por não deixar vestígio no ponto de injeção, tal como já foi referido anteriormente, o que é favorável para peças que possuem requisitos apertados de funcionamento e aspeto. A distribuição do material até à cavidade neste caso ocorre através de um carburador, que fará
chegar o material ainda fundido até aos bicos de injeção. A temperatura pode ser controlada até ao instante que entra na cavidade, ou seja, resistências e termopares permitem o ajuste fino em várias zonas do carburador e bicos de injeção. Para além da necessidade de ter equipamento auxiliar neste tipo de sistema o que torna tudo muito dispendioso, a degradação do material é mais suscetível devido às altas temperaturas constantes, são estas as maiores desvantagens dos canais quentes. Na Figura 3.20 e Figura 3.21 ilustra-se um esquema de um molde com canais quentes e um sistema integrado de canais quentes, respetivamente.
Figura 3.20 - Esquema de um molde com canais quentes (Wikipedia, 2008).
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3.3.3 - Sistema de Escape de Gases
O sistema de escape de gases é maquinado no plano de junta, e tem como única função o de encaminhar para o exterior do molde o ar que ficará acumulado dentro da cavidade, o qual será expelido para fora do molde aquando do processo de injeção de material no molde. Em forma de esquema, está demonstrado na Figura 3.22 o sistema de gases de escape e alguns pontos a ter em conta aquando na fase de projeto.
Figura 3.22 - Representação esquemática de um sistema de escape de gases (Lomax, 2009; Tavares, 2016).
As saídas dos gases devem ser preferencialmente na direção de fluxo do material plástico, em áreas onde termina o enchimento e em zonas onde se verifica a ligação de duas ou mais frentes de fluxo de plástico. A geometria da zona moldante (complexidade) condiciona a necessidade e a localização dos escapes de gases. No caso em que a geometria da peça crie dificuldades na implementação do sistema de escape de gases, é necessário encontrar soluções alternativas em zonas onde não é possível aplicar rasgos normais que promova a saída dos gases. As soluções para estas dificuldades podem passar por sistemas onde a saída de gases se faça pelos extratores, pelos postiços e ainda por materiais especiais (aços porosos).No entanto, um sistema de escape de gases deficiente provoca defeitos nas peças, tais como (Tavares, 2016):
Falta de enchimento; Peças queimadas;
Contrações instáveis da peça, criando género de “rugas”.
Em casos extremos, os gases voláteis presos no molde podem provocar reações químicas na superfície do molde e acabar por danificar o próprio molde.