projetando com borracha

22
PROJETANDO COM BORRACHA Luis Tormento Outubro/2016

Upload: luis-tormento

Post on 10-Jan-2017

61 views

Category:

Engineering


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Projetando com borracha

PROJETANDO COM BORRACHA

Luis TormentoOutubro/2016

Page 2: Projetando com borracha

PROJETANDO PARA CUSTOS MÍNIMOS

• Enquanto cada componente é projetado para preencher um conjunto de requisitos operacionais, existe um número de princípios comuns que irão reduzir o tempo e o custo na obtenção de um componente econômico. Muitos destes são evidentes, mas alguns precisam de um perfeito entendimento das diferenças entre moldar borrachas termofixas e moldar plásticos.

• As peças serão obtidas a um custo mínimo quando não houver surpresas no desenho, fornecimento ou uso. Uma boa comunicação e o contato prévio com os fornecedores, irá particularmente auxiliar no desenvolvimento da nova peça.

Page 3: Projetando com borracha

PRODUZINDO UMA ESPECIFICAÇÃO

• Uma especificação é valiosa na seleção do material adequado para testes, bem como para a produção de peças seguras e econômicas através do desenho. A sobre-especificação pode levar ao uso de um polímero caro e uma ferramenta inadequada ou custosamente desnecessária, ou a um desnecessário custo de processamento.

Page 4: Projetando com borracha

PROTOTIPAGEM

• Um protótipo de cavidade simples pode ser produzido rápida e economicamente, permitindo testar o desenho, materiais e fornecer um pequeno número de peças para a pré-produção.

Page 5: Projetando com borracha

PROJETANDO COMPONENTES• Os seguintes fatores devem ser considerados no estágio de

projeto: – Localização da linha de separação. – Maneira como a peça será removida do molde quando a mesma

estiver quente e macia. – Peças de borracha geralmente não necessitam de aperto. – Formas reentrantes são praticáveis com borracha. – O núcleo de seções espessas, que aumentaria os tempos de cura, deve

ser retirado. – Formas geométricas tornam os ferramentais mais econômicos.

• Combinar características – tais como selos, molas, logos e tolerâncias – de outras peças.

Page 6: Projetando com borracha

DESENHO DO FERRAMENTAL• O projetista deve levar em consideração a existência de diferenças

significativas entre moldes para borrachas termofixas e para plásticos. Materiais termofixos são curados por aquecimento ao redor de 150°C. Muito deste calor é obtido das paredes do ferramental.

• Como as borrachas são bons isolantes, a transferência de calor nas seções espessas da peça poderá ser lenta. Diferentemente dos termoplásticos, as rebarbas, entradas, canais e alimentadores de borrachas termofixas são curados irreversivelmente e não podem ser reutilizados.

• Rebarba é característica da moldagem normal de borracha: a borracha não "congela" como os plásticos- ao fluírem através de seções muito finas, entram em folgas de até 0.002mm.

Page 7: Projetando com borracha

DESENHO DO FERRAMENTAL• Os projetistas não devem especificar o número de cavidades num

ferramental, pois a produção econômica depende de inúmeros fatores, como: – a precisão requerida – as dimensões e orientação da peça – características da prensa – as quantidades e taxas requeridas.

• Frequentemente existe uma variedade de possíveis meios para moldar um componente. Por exemplo, um cilindro pode ser moldado com a linha de separação no ferramental paralela ao eixo, ou em ângulos retos em relação a ele. Esta decisão afeta o número de possíveis cavidades e a aparência e preço do artefato final. Com frequência, depende da quantidade visível de rebarba permitida na linha de separação do ferramental. A escolha final será governada pela função da peça, pela aparência, pela economia da área do ferramental e a tolerância.

Page 8: Projetando com borracha

DESENHO DO FERRAMENTAL• Muitos ferramentais de produção de peças de borracha são feitos de aço suave.

Alguns compostos liberam halogênios durante a cura, que a longo prazo podem corroer a superfície do molde; no entanto, na maioria dos casos os compostos de borracha não são materiais agressivos. Quando injetados, fluem com relutância e necessitam de portas e alimentadores maiores, quando comparados com plásticos, e sua abrasão é mínima.

• É esperado que os ferramentais suportem cerca de 100.000 prensadas – um molde de quatro cavidades produz 400.000 peças durante sua vida normal. Peças de precisão e tolerâncias mais apertadas geralmente significam menor vida útil do ferramental e altos custos de manutenção. Mudanças frequentes e canais curtos também reduzem a vida útil do ferramental. Todos os ferramentais necessitarão de reparo periódico e deverão ser revisados anualmente.

• O desenho do ferramental deverá ser discutido com o fabricante do artefato de borracha nos estágios iniciais do projeto.

Page 9: Projetando com borracha

CUSTO• As chaves que determinam o custo são: ciclo de vulcanização,

número de cavidades no molde, custo do material e necessidade de operações manuais antes e após a moldagem.

• O ciclo de vulcanização geralmente gira de dois a dez minutos, contudo, para peças espessas pode ser muito mais longo. Reduzindo a massa de um componente, não somente reduzimos o custo do material, mas também o ciclo de vulcanização- isto é especialmente válido para seções espessas.

• Quando zero defeitos é requerido para prevenir inspeções de qualidade após a moldagem, isto inevitavelmente adiciona custo ao processo.

Page 10: Projetando com borracha

COR• A borracha obtém muito de sua leveza, força tensora e

resistência ao calor pela adição de negro de fumo, fator pelo qual a maioria dos compostos de borracha é negra.

• Borrachas coloridas podem ser produzidas utilizando outras cargas reforçantes e pigmentos adequados. Entretanto, as mudanças que ocorrem durante a vulcanização e a natureza do processo de moldagem, tornam difícil manter uma coloração constante, particularmente com cores muito claras. Borrachas de silicone são as mais adequadas para a obtenção de moldagens claras e coloridas, mesmo com cores muito claras e translúcidas.

Page 11: Projetando com borracha

ACABAMENTO SUPERFICIAL• O acabamento da borracha varia de semi-brilhante à

extremamente fosco, utilizando o mesmo molde, mas sempre será menos liso e espelhado que o plástico. A natureza fosca e não refletiva de sua superfície significa que as borrachas coloridas terão aparências diferentes em função da dureza do material.

• Aparências atraentes podem ser obtidas pela moldagem em um molde com acabamento superficial padronizado, tal como um padrão geométrico fosco ou acabamento "chapiscado".

Page 12: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS• As tabelas abaixo são apresentadas como um guia simples de seleção.• Quando aplicamos tolerâncias, devem ser levadas em consideração as

seguintes regras:– (1) Tolerâncias dimensionais fixadas aplicam-se individualmente para cada

dimensão fixada pelo seu próprio tamanho.– (2) Tolerâncias dimensionais fechadas são determinadas pela maior dimensão

fechada e esta tolerância é utilizada para todas as dimensões fechadas.– (3) Dimensões fixadas ou fechadas para uma dada tabela, necessariamente

não caminham juntas e podem separar-se entre as tabelas.– (4) Tolerâncias não apresentadas podem ser determinadas consultando o

fabricante do artefato.– (5) Tomar cuidado nas aplicações de tolerâncias padronizadas em produtos

que possuam ampla variação dimensional em seções.

Page 13: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS• Tabela 1• A tolerância dimensional "A1" é a tolerância mais fechada e

indica uma alta precisão no artefato de borracha. Tais artefatos requerem moldes caros, com poucas cavidades por molde, controles de processo e custosos procedimentos de inspeção. È desejável que o método exato de medição seja acordado entre o fabricante do artefato de borracha e o cliente, pois os erros na medição podem ser amplos em relação às tolerâncias. Alguns materiais, particularmente aqueles que necessitem de pós-cura, por si só não atendem as tolerâncias de designação "A1".

Page 14: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS

Dimensão (In)

Fixada Fechada Dimensão (In)

Fixada Fechada

0 - 0,40 0,004 0,005 0-10 0,10 0,13

0,40-0,63 0,005 0,006 10-16 0,13 0,16

0,63-1,00 0,006 0,008 16-25 0,16 0,20

1,00-1,60 0,008 0,01 25-40 0,20 0,25

1,60-2,50 0,01 0,013 40-63 0,25 0,32

2,50-4,00 0,013 0,016 63-100 0,32 0,40

4,00-6,30 0,016 0,02 100-160 0,40 0,50

Tabela padronizada de tolerância dimensional – produtos moldados de borrachaTolerância dimensional "A1"

Page 15: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS

• Tabela 2• A tolerância dimensional "A2" indica um

produto de precisão. Os moldes devem ser trabalhados com máquinas de precisão e mantidos sob boa manutenção. Os métodos de medição são mais simples que a tolerância dimensional "A1", mas deve haver cuidadosa inspeção.

Page 16: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS

Dimensão (In) Fixada Fechada Dimensão (In) Fixada Fechada

0 - 0,40 0,006 0,008 0-10 0,16 0,2

0,40-0,63 0,008 0,01 10-16 0,2 0,25

0,63-1,00 0,01 0,013 16-25 0,25 0,32

1,00-1,60 0,013 0,016 25-40 0,32 0,4

1,60-2,50 0,016 0,02 40-63 0,4 0,5

2,50-4,00 0,02 0,025 63-100 0,5 0,63

4,00-6,30 0,025 0,032 100-160 0,63 0,8

Tabela padronizada de tolerância dimensional – produtos moldados de borrachaTolerância dimensional "A2"

Page 17: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS

Dimensão (In)

Fixada Fechada Dimensão (In)

Fixada Fechada

0 - 0,40 0,008 0,013 0-10 0,2 0,32

0,40-0,63 0,01 0,016 10-16 0,25 0,4

0,63-1,00 0,013 0,02 16-25 0,32 0,5

1,00-1,60 0,016 0,025 25-40 0,4 0,63

1,60-2,50 0,02 0,032 40-63 0,5 0,8

2,50-4,00 0,025 0,04 63-100 0,63 1

4,00-6,30 0,032 0,05 100-160 0,8 1,25

Tabela 3A tolerância dimensional "A3" indica um produto de tolerância "comercial" e será normalmente utilizada em muitos produtos.Tabela padronizada de tolerância dimensional – produtos moldados de borrachaTolerância dimensional "A3" Comercial

Page 18: Projetando com borracha

TOLERÂNCIAS

Dimensão (In) Fixada Fechada Dimensão (In) Fixada Fechada

0 - 0,40 0,013 0,032 0-10 0,32 0,8

0,40-0,63 0,016 0,036 10-16 0,4 0,9

0,63-1,00 0,02 0,04 16-25 0,5 1

1,00-1,60 0,025 0,045 25-40 0,63 1,12

1,60-2,50 0,032 0,05 40-63 0,8 1,25

2,50-4,00 0,04 0,056 63-100 1 1,4

4,00-6,30 0,05 0,063 100-160 1,25 1,6

Tabela 4A tolerância dimensional "A4" aplica-se a produtos onde o controle dimensional não seja crítico e o custo seja secundário.Tabela padronizada de tolerância dimensional – produtos moldados de borrachaTolerância dimensional "A4" Não Crítica

Page 19: Projetando com borracha

Medida das Dimensões• Condicionamento de Peças: A medição das dimensões deve ser

feita em peças pré-condicionadas por pelo menos 24 horas após a operação de moldagem. A medição deve ocorrer em no máximo 60 dias após o embarque, ou antes da peça ser colocada em uso, escolhendo-se aquele que tiver menor tempo. Deve-se tomar cuidado com o armazenamento das peças.

• No caso de medições de referência, particularmente no caso da tolerância dimensional "A1" ou para materiais conhecidos como sensíveis a variações por temperatura ou umidade relativa, as peças em questão devem ser condicionadas por pelo menos 24 horas.

Page 20: Projetando com borracha

Medida das Dimensões• Métodos de Medição: dependendo das características das

dimensões a serem alcançadas, podem ser utilizados:– a. micrômetro com dimensões acordadas entre o cliente e o

fabricante de artefato de borracha.– b. um dispositivo ótico.– c. dispositivos apropriados às dimensões a serem medidas.

• Em nenhuma circunstância a peça deve estar distorcida durante a medição. Para dimensões difíceis de serem medidas ou aquelas tolerâncias dimensionais incomuns, deve ser acordado o método exato de medição antecipadamente, entre o cliente e o fabricante do artefato de borracha.

Page 21: Projetando com borracha

Dimensões Relativas• Informação geral: dimensões relativas, tais como concentricidade,

enquadramento, nivelamento, paralelismo ou localização de um ou mais insertos no produto são dimensões descritas em relação a alguma outra dimensão. Desde que é impossível visualizar os muitos potenciais desenhos de todos os produtos moldados nos quais as dimensões relativas serão especificadas, é impraticável o estabelecimento de padrões de tolerâncias para estas dimensões. O projetista deve reconhecer que quanto maior for o requisito, mais caro será o produto. Ele deve permitir ao fabricante do artefato de borracha utilizar pinos de suporte, apoios ou saliências no molde, para garantir uma localização positiva e registro do inserto ou insertos na cavidade do molde.

Page 22: Projetando com borracha

Contato

LT QuímicosAv. Pedro Severino Jr., 366 Cjto 35

04310-060 – São Paulo – SP – BrasilLuis TormentoNPD Director

[email protected]: +55 (11) 5581-0708