Avaliação da contração e do empenamento de PLA e PA66 injetados em molde de fabricação rápida (VRE) e em molde metálico (Atena Editora)

Abstract

Um dos principais defeitos que ocorre em peças moldadas por injeção é o empenamento decorrente da contração não homogênea durante o resfriamento da peça no molde e após a desmoldagem da peça do molde. Em se tratando de moldes metálicos a utilização de softwares de auxílio ao projeto (CAE) já vem sendo considerada uma prática comum para avaliar e investigar formas de reduzir ou mesmo eliminar o empenamento de peças poliméricas moldadas por injeção. Com o advento das técnicas de manufatura rápida, o uso de moldes protótipos (insertos) fabricados por vazamento de resina epóxi (VRE) tem sido empregado no processo de desenvolvimento de produtos poliméricos como uma alternativa para a produção de pequenas quantidades de peças ou produção piloto. Apesar disso, estudos focados no entendimento do empenamento de peças moldadas neste tipo de molde são praticamente inexistentes. Este trabalho investigou o empenamento e a contração de peças (corpos de prova retangulares) injetadas em PLA, e PA66 em um molde VRE e em molde de aço SAE 1045 mediante comparações realizadas através de simulações em um software CAE e resultados de moldagem obtidos da prática. O empenamento foi avaliado através de estudos da influência da espessura da peça (valores de 2,5; 3,0 e 3,5 mm) e da temperatura do molde (baixo, médio e alto, em conformidade com cada polímero). Os resultados de simulação, para ambos os tipos de moldes indicaram que, para mesmo valor de temperatura do molde, as peças em PLA apresentaram uma leve tendência de apresentar maiores empenamentos para maiores valores de espessura. Os resultados também mostraram que, para mesmos valores de espessura da peça, o empenamento das peças simuladas em PA66 aumentou na medida em que foram utilizadas temperaturas de molde mais elevadas. Para as peças de 3 mm de espessura injetadas experimentalmente em PLA no molde VRE os resultados mostraram ter havido um aumento significativo do empenamento quando foi empregada a maior temperatura do molde (em torno de 50°C) quando comparado ao molde metálico. Os resultados de empenamento das peças injetadas em molde VRE e metálico para a PA66 não mostraram diferenças significativas entre as temperaturas de 40°C e 70°C. Já na média temperatura do molde ocorreu um aumento significativo de quase duas vezes do empenamento para o molde VRE. Nas peças de PLA injetadas em VRE, notou-se que ocorreu um aumento significativo da contração transversal com o aumento da temperatura do molde. Nas peças injetadas em PA66, quando se compara os valores da contração transversal dos dois materiais do molde, verificaram-se valores significamente maiores de contração nas peças injetadas em VRE.