Avaliação das deformações em moldes de injeção de alumínio

• Autor(a) principal: Ribeiro, Thomas Stedile
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng; por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
• Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/11338/13218
• topic: Alumínio - Moldes; Moldagem (Fundição); Análise estrutural (Engenharia); Deformações (Mecânica); Mechanical engineering; Aluminum - Pattern design; Molding (Founding); Structural analysis (Engineering); Deformations (Mechanics); Engenharia mecânica

A simulação do processo de injeção de alumínio já faz parte do fluxo de projeto de matrizarias. Análises estruturais do molde de injeção de alumínio, porém, são menos comuns. O conhecimento dos carregamentos sofridos pelo molde e seus efeitos na deformação dos componentes é importante para a segurança da operação, para a qualidade da peça produzida e para possíveis economias de material. Porém, para manter competitividade com outras matrizarias, o método de análise estrutural deve ser preciso, rápido e de fácil uso. Tendo em mente este requisito, com o objetivo de aumentar o entendimento sobre as deformações sofridas por um molde de injeção de alumínio durante o ciclo, foram selecionados três métodos de estudo a serem avaliados. O Método dos Elementos Finitos, o Método da Aproximação Externa por Elementos Finitos e o Método Analítico. Estes três métodos foram utilizados para calcular as deformações sofridas pelos componentes estruturais de um molde pequeno. Foram elaborados dois conjuntos de experimentos. Na Etapa 1, foram simulados moldes sob carregamentos puramente mecânicos, puramente térmicos e combinados, para entender qual a contribuição de cada tipo de carregamento na deformação dos componentes. Comparando os resultados obtidos com os três casos de carregamento, obteve-se que no lado fixo do molde, os carregamentos térmicos tiveram maior efeito, enquanto no lado móvel as solicitações mecânicas são a principal fonte das deformações. Na Etapa 2, modificações nas espessuras de fundo dos componentes estruturais foram aplicadas ao modelo original, de modo a entender o efeito dessas dimensões nas deformações do molde. Como resultado, se encontrou que os componentes do lado móvel são mais sensíveis a mudanças de espessura de fundo de seus componentes do que os do lado fixo, demonstrando aumentos nos deslocamentos medidos de até 118% em componentes do lado móvel, mas de apenas 31% no lado fixo. Por fim, comparando os três métodos nos experimentos das duas etapas, se concluiu que o método analítico carece precisão, apresenta deformações consistentemente menores do que os outros métodos, além de ser pouco sensível às mudanças dimensionais da Etapa 2. O Método da Aproximação Externa por Elementos Finitos mostra ter potencial de implementação em ferramentarias, com resultados precisos em comparação com os resultados obtidos pelo MEF, fácil uso e rapidez na resolução. [resumo fornecido pelo autor]