Entre todos os métodos de fabricação de plástico, a moldagem por injeção é considerada altamente eficiente e amplamente utilizada. Uma das etapas mais importantes é o resfriamento, que influencia o sucesso do ciclo, o resultado final e o custo do processo.

Neste post detalhado, vamos explorar como o tempo de resfriamento afeta a moldagem por injeção, a ciência por trás do gerenciamento térmico em moldes e a importância do projeto do sistema de resfriamento para alcançar a redução do tempo de ciclo. A compreensão desse princípio contribuirá para a melhoria da produção ou dos processos.

Como o tempo de resfriamento afeta a moldagem por injeção

Qual é o objetivo do tempo de resfriamento?

O tempo de resfriamento é o período durante o qual o plástico dentro do molde precisa esfriar para se tornar sólido o suficiente para ser retirado sem deformações. Os processos de moldagem por injeção geralmente passam 60% desse tempo nessa etapa.

Um relatório da Sociedade de Engenheiros de Plásticos (SPE) estima que, para diferentes peças e materiais, a fase de resfriamento ocupa de 50% a 80% do ciclo total de moldagem.

Por que o tempo de resfriamento é tão importante?

Qualidade da peça: Se a peça não for resfriada o suficiente, isso pode resultar em peças deformadas, afundadas e dimensionalmente instáveis.

Redução do tempo de ciclo: A otimização do tempo de resfriamento reduz diretamente o ciclo geral de produção, aumentando a produtividade.

Vida útil da ferramenta: O gerenciamento térmico adequado nos moldes reduz a tensão e o desgaste das ferramentas.

Se o resfriamento for feito muito lentamente ou apresentar temperaturas irregulares, os fabricantes acabam tendo um aumento na produção de refugo e períodos de espera mais longos.

Fatores que influenciam o tempo de resfriamento

1. As características termodinâmicas dos materiais

O nível de condutividade térmica e de armazenamento de calor varia de acordo com os diferentes tipos de plásticos. Por exemplo, ABS esfria mais lentamente do que o polipropileno quando se utiliza poliuretano. Geralmente, os plásticos cristalinos levam mais tempo para esfriar do que os plásticos amorfos.

2. Geometria da peça

Os cortes mais gordurosos costumam levar mais tempo para atingir a temperatura interna correta. Como todos os seus blocos têm a mesma espessura uniforme, eles esfriam rapidamente e apresentam menor variação no encolhimento.

3. Canais de resfriamento do molde

Canais de resfriamento eficientes no molde são essenciais. Se os canais não forem projetados adequadamente, surgem áreas quentes que não são resfriadas corretamente. Um projeto eficaz para o fluxo de ar pode melhorar a consistência e reduzir o número de problemas.

De acordo com uma pesquisa publicada na revista *Polymer-Plastics Technology and Engineering*, o uso de um sistema de resfriamento com design conformacional pode reduzir o tempo de resfriamento em até 30% em comparação com os canais retilíneos tradicionais.

Redução do tempo de ciclo por meio da otimização do resfriamento

Estratégias de projeto de sistemas de refrigeração

• Canais de resfriamento com formato conformacional: As inserções impressas em 3D permitem curvar o sistema de resfriamento próximo ao formato da peça, o que reduz o calor que chega ao molde.
• Baffle: É o processo pelo qual a água circula pelo motor, enquanto os “bubblers” são dispositivos destinados a dissipar o calor do motor.
• Hidráulica: Isso permite que as tubulações de água se encaixem com mais facilidade em áreas com espaço limitado dos reatores nucleares.
• Unidades de controle de temperatura: Mantenha a temperatura do molde constante para garantir um resfriamento confiável em todas as vezes.

Ao adotar um projeto inteligente do sistema de resfriamento, os fabricantes conseguem uma redução significativa no tempo de ciclo, permitindo uma produção mais rápida sem comprometer a qualidade.

Melhores práticas em gerenciamento térmico de moldes 

Se a temperatura não estiver equilibrada, as peças podem encolher em ritmos diferentes e começar a empenar. Para evitar isso, implemente as seguintes estratégias de gerenciamento térmico nos moldes:

• Utilize moldes de liga de cobre quando for necessário aproveitar suas características.
• Avalie a distribuição irregular de calor no prédio por meio da termografia infravermelha.
• Fique atento à temperatura do líquido de arrefecimento e nunca deixe que o fluxo varie muito.

Essas técnicas permitem a fabricação de peças mais resistentes e economizam tempo, evitando a necessidade de muitos retoques após a fabricação.

Avanços nas inovações em refrigeração

Dispositivos inteligentes que monitoram a presença de mofo

Atualmente, os sensores de IoT estão integrados aos sistemas modernos, ajudando a monitorar variações de temperatura e a realizar automaticamente as alterações necessárias no fluxo.

Software de simulação e análise

Softwares como o Moldflow ou o SolidWorks Plastics simulam o resfriamento antes da fabricação da matriz, ajudando a prever como o tempo de resfriamento afeta os resultados da moldagem por injeção.

Como o tempo de resfriamento afeta os custos e a eficiência

Uma redução de apenas 1 a 2 segundos no tempo de resfriamento pode gerar uma economia significativa nos custos anuais para empresas com altos índices de produção. Veja como:

• É possível realizar mais turnos por ciclo, o que resulta na produção de mais peças.
• Economia de energia na fabricação de cada peça
• Menos necessidade de lidar com retrabalho e descartar itens

A McKinsey descobriu que a implementação de ciclos ideais em uma fábrica pode aumentar a produtividade em cerca de 20% nos processos de moldagem.

Considerações finais: como melhorar a eficiência do molde de injeção 

A forma como o tempo de resfriamento afeta a moldagem por injeção não é apenas um detalhe técnico; é um fator-chave para o desempenho. Otimizar os canais de resfriamento do molde, investir no projeto de sistemas de resfriamento inteligentes e gerenciar as condições térmicas de maneira eficaz pode levar a melhorias significativas na produção e na qualidade.

Na MYT Machining, nossa equipe se concentra na otimização de projetos de moldes e na realização de simulações térmicas. Entre em contato conosco hoje mesmo para saber como podemos ajudar na sua operação.

Perguntas frequentes sobre como o tempo de resfriamento afeta a moldagem por injeção

Como posso descobrir o tempo ideal para o resfriamento?

O tipo de material utilizado, a espessura da parede e a temperatura no interior do molde determinarão o resultado. O Moldflow e outras ferramentas fornecem estimativas precisas a esse respeito.

A baixa temperatura de refrigeração poderia alterar o sabor ou o prazo de validade dos alimentos?

Sim, isso pode resultar em objetos deformados, marcas nos pontos em que o molde afundou ou peças que encolhem de forma irregular. O controle adequado da temperatura mantém as dimensões necessárias para a sua ferramenta.

O que são canais de resfriamento de moldes?

Esses canais dentro do molde conduzem o líquido de resfriamento para resfriar o molde conforme necessário durante a injeção.

Qual é o papel do resfriamento na redução do tempo de ciclo?

Quando o resfriamento é realizado de forma eficiente, o tempo de ciclo é reduzido rapidamente, o que aumenta a produção por hora e diminui o custo por peça.

De que forma o gerenciamento térmico em moldes melhora a eficiência?

Isso garante um resfriamento uniforme, evita defeitos e reduz o desgaste do molde, de modo que as ferramentas duram mais e as peças apresentam qualidade consistente.