[Lição Técnica] Seleção de materiais para moldes de moldagem por sopro

A moldagem por sopro oco é um método de moldagem para a fabricação de produtos plásticos ocos. Tomando emprestado a tecnologia de sopro de recipientes de vidro, ela se desenvolveu na tecnologia de moldagem por sopro de plástico na década de 1930. A moldagem por sopro oco é um método de moldagem de plástico que usa pressão de gás para inflar uma pré-forma quente fechada em um molde em um produto oco.

As matrizes ocas para moldagem por sopro geralmente podem ser divididas em duas categorias principais com base no processo de formação de pré-formas: matrizes para moldagem por extrusão e sopro e matrizes para moldagem por injeção e sopro. Eles também podem ser divididos em duas categorias com base nas diferentes condições de estiramento: matrizes de moldagem por sopro comuns e matrizes de moldagem por sopro por estiramento.

A moldagem por extrusão e sopro envolve derreter e plastificar termoplásticos, extrusar uma pré-forma através de uma matriz de extrusão, colocar a pré-forma em um molde, inflá-la com ar comprimido e depois resfriá-la para obter o produto acabado. A moldagem por injeção e sopro usa uma máquina de moldagem por injeção para injetar material fundido em um molde para preparar uma pré-forma, que é então colocada em um molde de moldagem por sopro enquanto ainda quente e inflada pela introdução de ar. A moldagem por estiramento e sopro envolve aquecer uma pré-forma a uma temperatura adequada, colocá-la em um molde, esticá-la axialmente com uma haste de estiramento e, em seguida, esticá-la lateralmente com ar. A moldagem por sopro por estiramento pode ser dividida em processos de uma etapa (pré-forma quente) e de duas etapas (pré-forma fria), dependendo do método de preparação da pré-forma.

As matrizes de moldagem por extrusão e sopro consistem principalmente em duas metades fêmeas do molde, conforme mostrado na figura abaixo. Como as matrizes de moldagem por sopro operam sob altas cargas durante a produção em massa, as pastilhas são necessárias em áreas facilmente desgastadas e danificadas, como a abertura do molde, o gargalo e as bordas cortadas. Isso facilita a substituição dessas peças, garante a durabilidade do molde e também facilita a fabricação do molde e o ajuste do tamanho do produto para produtos com aparência complexa.

1. Bucha bucal; 2. Inserção de pescoço; 3. Corpo da garrafa; 4. Ventilação do corpo da garrafa;

5. Inserção inferior; 6. Calha de transbordamento inferior; 7. Sistema de refrigeração.

(Estrutura principal da moldagem por sopro)

1. Materiais de liga de alumínio

Os moldes de sopro feitos de alumínio são leves, possuem rápida transferência de calor, boa condutividade térmica, boa usinabilidade e baixa densidade. No entanto, o alumínio tem baixa dureza, é facilmente desgastado, tem baixa soldabilidade após danos e é relativamente caro. Além disso, ao usar liga de alumínio para formar canais de resfriamento diretamente, os requisitos de qualidade para a água de resfriamento são altos e a resistência da conexão roscada é relativamente fraca.

2. Materiais de aço estrutural

Geralmente, se os produtos moldados por sopro são produzidos em grandes lotes com longos tempos de produção e considerando a necessidade de alta resistência e dureza nos cortes do molde, o aço estrutural é a melhor escolha para o material do molde. Embora seu desempenho de transferência de calor não seja tão bom quanto as ligas de alumínio e ligas de cobre-berílio, uma estrutura de canal de resfriamento bem projetada pode efetivamente melhorar a transferência de calor.

(a) Aço com baixo teor de carbono

O uso de aço com baixo teor de carbono para a cavidade dos moldes oferece vantagens exclusivas para aplicações com equipamentos limitados de fabricação de moldes. O aço baixo carbono possui boa soldabilidade, facilitando os processos de soldagem. Para moldes de moldagem por sopro grandes e extragrandes com canais de resfriamento profundos e longos que são difíceis de usinar usando métodos de perfuração, o aço de baixo carbono pode ser usado para soldagem em camadas para formar os canais de resfriamento e até mesmo a cavidade. Este método é suficiente para produtos com requisitos de precisão menos rigorosos. Moldes de moldagem por sopro feitos de aço de baixo carbono também podem passar por tratamento de superfície por meio de cementação (nitretação). Para moldes de aço de baixo carbono usados ​​há algum tempo, a cementação (nitretação) pode prolongar sua vida útil.

(b) Aço de médio carbono ou aço de liga de médio carbono

Esses materiais são normalmente usados ​​diretamente para formar cavidades de moldes, placas de base de moldes e outros componentes. Para moldes de moldagem por sopro onde os canais de resfriamento podem ser formados diretamente usando métodos de usinagem, o aço de médio carbono ou o aço de liga de médio carbono são adequados para fabricação direta.

(c) Aço com alto teor de carbono ou aço com liga de alto carbono

Aço com alto teor de carbono ou liga de aço com alto teor de carbono é comumente usado para fazer peças de guia e posicionamento para matrizes de moldagem por sopro, bem como algumas peças especiais resistentes ao desgaste.

3. Material de aço inoxidável

O aço inoxidável é amplamente utilizado em moldes para produtos moldados por sopro de pequeno e médio porte que exigem alta qualidade superficial e são produzidos em grandes lotes. Os moldes de aço inoxidável oferecem vantagens únicas para produtos que exigem alta qualidade superficial e grandes volumes de produção devido à sua boa estabilidade dimensional, alto acabamento superficial e excelente resistência à corrosão.

4. Materiais de liga de cobre-berílio

As ligas de cobre-berílio possuem excelentes propriedades abrangentes, tornando-as particularmente adequadas para a fabricação de produtos moldados por sopro de pequeno e médio porte e moldes por sopro para produção em grande volume. Atualmente, as ligas de cobre-berílio são amplamente utilizadas em moldes de sopro de liga de alumínio para criar inserções de pré-formas com bons resultados. As ligas de cobre-berílio normalmente contêm 2,75% de berílio e 0,5% de cobalto, sendo o restante principalmente cobre. Alterar o teor de berílio pode conferir diferentes resistências, dureza, condutividade térmica, resistência à corrosão e resistência ao desgaste. No entanto, as ligas de cobre-berílio são relativamente caras. O pó de cobre-berílio é prejudicial à saúde humana; portanto, medidas de proteção devem ser tomadas durante o processamento.

1. Selecione os materiais de acordo com o tamanho do lote dos produtos moldados por sopro.

Para produtos que exigem alta qualidade superficial e grandes volumes de produção, é aconselhável selecionar aço para moldes de alta qualidade para fabricar moldes de moldagem por sopro.

Para produtos com baixos requisitos de qualidade superficial e alto volume de produção, o aço carbono comum pode ser usado para fazer moldes de moldagem por sopro.

Os requisitos de qualidade da superfície do produto não são altos e a produção não é grande, portanto, materiais gerais, como liga de alumínio e aço carbono comum, são usados ​​para fazer moldes de moldagem por sopro.

2. Selecione os materiais de acordo com o método de processamento do molde.

A cavidade do molde é usinada usando métodos de usinagem CNC e pode ser feita de aço carbono de alta qualidade ou outros aços para moldes.

O molde é fabricado usando um método de processamento em camadas e pode ser feito de aço com baixo teor de carbono.

O molde é feito por fundição e usinagem, e liga de alumínio pode ser usada para fundição.

3. Selecione os materiais de acordo com os componentes estruturais do molde.

Quando o requisito de resistência da cavidade de um molde de sopro não é alto, a liga de alumínio pode ser selecionada. No entanto, quando o requisito de resistência do corte do molde e das peças roscadas é alto, liga de cobre-berílio, aço carbono de alta qualidade e outros materiais de aço de alta qualidade podem ser usados ​​​​para fazer inserções.

Quando os componentes de ventilação e inserções do molde exigem alta precisão e qualidade de superfície, materiais de molde de alta qualidade, como liga de cobre-berílio e aço inoxidável, podem ser selecionados.

As peças de orientação e posicionamento do molde possuem altos requisitos de resistência e resistência ao desgaste e podem ser feitas de materiais como aço de alto carbono e alta dureza.

O tratamento térmico de moldes de moldagem por sopro também é crucial. Para moldes de moldagem por sopro feitos de aço, o revenido geralmente deve ser realizado após a usinagem de desbaste para reduzir a deformação. Após a têmpera, o molde deve permanecer em repouso por 24 a 48 horas antes de terminar. Para as arestas cortadas, pode-se utilizar têmpera local para aumentar sua dureza.

Peças como guias e componentes de posicionamento de moldes podem ser endurecidas. Alguns moldes feitos com métodos de fundição em liga de alumínio devem passar por um certo tratamento de envelhecimento para prolongar sua vida útil.

Para moldes de moldagem por sopro que exigem uma longa vida útil e produzem grandes lotes de produtos, um segundo tratamento de nitretação pode ser realizado após o sucesso da moldagem experimental para garantir sua durabilidade.