Saída é a inclinação aplicada às paredes verticais para que uma peça possa ser liberada do molde. Não custa nada adicioná-la durante o projeto e é caro adicioná-la depois, o que a torna um dos detalhes mais importantes em um desenho de peça moldada.
É também o detalhe mais frequentemente esquecido, geralmente porque os modelos CAD são desenhados com paredes verticais por padrão e ninguém os revisita antes da liberação. O resultado é um comentário de DFM na fase de cotação, uma revisão de projeto e um atraso que era totalmente evitável.
Este guia abrange quanta saída é necessária, o que altera o requisito e o que acontece quando não há o suficiente.
Por que a Saída é Necessária
O plástico encolhe sobre o núcleo à medida que esfria. Esse encolhimento agarra o aço do molde, e a peça deve ser empurrada contra essa aderência.
Uma parede perfeitamente vertical desliza contra o aço ao longo de todo o seu comprimento durante a ejeção. O atrito é alto e a peça resiste. Adicionar mesmo uma pequena inclinação significa que a parede se separa do aço imediatamente quando a ejeção começa, e o percurso restante é livre.
O efeito não é marginal. Um pequeno ângulo converte uma ejeção difícil em uma fácil, porque o contato é liberado no início do curso em vez de ser mantido durante todo ele.
A Orientação Geral
Como ponto de partida para termoplásticos não preenchidos com um acabamento usinado padrão, cerca de um grau por lado é uma linha de base razoável para profundidades moderadas.
Esse valor é um ponto de partida, não uma regra. Vários fatores o movem substancialmente, e o restante deste guia os abrange.
Onde um projeto pode acomodar mais saída sem consequência funcional, mais é melhor. Dois ou três graus ejetam de forma mais confiável do que um e não custam nada se a geometria permitir. Designers frequentemente especificam o mínimo que acham que podem conseguir, quando o valor generoso não teria causado nenhum problema.
O que Aumenta o Requisito
Textura
O maior fator único, e o mais frequentemente negligenciado.
Uma superfície texturizada é uma série de pequenos rebaixos. Cada pico e vale na textura agarra a peça durante a ejeção, e quanto mais profunda a textura, maior a aderência.
Superfícies texturizadas precisam de consideravelmente mais saída do que as lisas. Uma diretriz aproximada usada na indústria é de cerca de um a um grau e meio de saída adicional por 0,025 mm de profundidade de textura, além do requisito base. Texturas profundas podem, portanto, exigir vários graus.
Fornecedores de textura publicam recomendações de saída para seus padrões de textura específicos, sejam SPI, VDI ou uma especificação proprietária. Consulte-os em vez de estimar, pois a variação entre as texturas é grande.
A falha prática aqui é especificar uma textura tarde no processo de design, após a saída ter sido definida para um acabamento liso. A peça então arrasta, risca e mostra marcas de ejeção, e corrigi-la significa reduzir a profundidade da textura ou modificar a ferramenta.
Profundidade
Recursos mais profundos precisam de mais saída, por uma razão geométrica simples: o mesmo ângulo produz mais separação sobre uma parede mais longa, mas a área total de contato também é maior.
Costelas altas, cavidades profundas e machos longos são as áreas problemáticas usuais. Machos profundos em particular são difíceis, pois têm alta área de superfície, são cercados por plástico encolhendo e são frequentemente finos o suficiente para que o próprio aço seja frágil.
Para recursos profundos, aumente a saída além da linha de base. Onde a relação profundidade-largura é alta, discuta o recurso especificamente na fase de DFM em vez de aplicar um valor geral.
Material
Os materiais se comportam de maneira diferente na ejeção.
Materiais de maior encolhimento agarram o núcleo com mais força à medida que esfriam e geralmente precisam de mais saída. Materiais semicristalinos como polipropileno, polietileno e nylon encolhem mais do que os amorfos.
Materiais mais rígidos e menos tolerantes são menos capazes de flexionar ligeiramente durante a ejeção, portanto, precisam de saída adequada em vez de tolerar saída marginal.
Materiais preenchidos, particularmente graus preenchidos com vidro, são mais rígidos e mais abrasivos, e geralmente precisam de mais saída do que o equivalente não preenchido.
Materiais elastoméricos mais macios às vezes podem tolerar menos saída porque flexionam, embora possam agarrar mais.
Onde um material é incomum ou a peça é exigente, pergunte ao fornecedor do material ou ao seu moldador uma recomendação específica para o grau em vez de aplicar um valor geral.
Qualidade do Acabamento da Superfície
Contrariamente à intuição, superfícies muito polidas podem às vezes precisar de mais saída em vez de menos, porque uma superfície altamente polida pode criar um efeito de vácuo à medida que a peça se separa. Isso depende da geometria e vale a pena discutir onde grandes superfícies planas polidas estão envolvidas.
O que Acontece com Saída Insuficiente
Marcas de arrasto e riscos ao longo das paredes onde a peça raspa o aço durante a ejeção. Cosmeticamentes óbvio e muitas vezes o primeiro sinal.
Marcas de pino ejetor e perfuração, onde os pinos ejetores marcam ou penetram na peça porque a força necessária excede o que a espessura da parede pode suportar localmente.
Distorção da peça à medida que as forças de ejeção deformam a peça.
Branqueamento por estresse em alguns materiais onde o estresse local da ejeção é visível.
Tempos de ciclo mais longos, pois é necessário mais resfriamento antes que a peça esteja rígida o suficiente para ser ejetada sem danos.
Desgaste da ferramenta, à medida que o arrasto repetido polisse e eventualmente desgasta as superfícies da cavidade.
Aderência, no pior caso, exigindo intervenção para remover a peça e interromper a produção.
Note que a maioria desses problemas aparece como problemas de produção e não de projeto, razão pela qual são frequentemente atribuídos a configurações de processo e o esforço de solução de problemas é gasto no lugar errado. Saída insuficiente não pode ser corrigida ajustando a máquina.
Onde a Saída é Aplicada
Saída é necessária em qualquer superfície paralela à direção de abertura do molde. Isso inclui:
- Paredes externas
- Paredes internas e cavidades
- Costelas, em ambos os lados
- Bosses, por dentro e por fora
- Texto e logotipos, que precisam de saída em suas faces verticais
- Qualquer coisa formada por um núcleo
Superfícies perpendiculares à direção de abertura não precisam de saída, nem superfícies formadas por uma ação lateral na direção em que essa ação se move, embora essas precisem de saída em relação à sua própria direção de retirada.
A posição da linha de partição é importante. A saída é medida a partir da direção de tração, portanto, se a linha de partição se mover, o requisito de saída muda. Concordar com a linha de partição antecipadamente, como parte da revisão de DFM, permite que a saída seja aplicada corretamente pela primeira vez.
Aplicando Saída em CAD
Duas abordagens, e a diferença é dimensionalmente importante.
Saída a partir da extremidade maior mantém a maior dimensão nominal e reduz o material à medida que a parede recua.
Saída a partir da extremidade menor mantém a menor dimensão nominal e adiciona material.
Qual você escolhe depende de qual dimensão é funcionalmente crítica. Para um boss que recebe um parafuso, o diâmetro interno na entrada é importante. Para uma parede que deve caber dentro de outra peça, a dimensão externa no ponto mais largo é importante.
Decida deliberadamente em vez de aceitar o padrão CAD, e especifique qual dimensão é nominal no desenho.
Note também que adicionar saída altera a espessura da parede, pois uma parede que se inclina ao longo de sua altura é mais espessa em uma extremidade. Em recursos profundos, isso pode ser significativo o suficiente para afetar o preenchimento e o encolhimento, o que liga a saída a considerações de espessura da parede.
Recursos de Saída Zero
Alguns recursos genuinamente não podem ter saída. Superfícies de vedação, furos de precisão e interfaces de acoplamento às vezes devem ser paralelos.
Estes são possíveis, mas adicionam custo, tipicamente através de ações adicionais de moldagem ou através da aceitação de uma ejeção mais difícil com medidas específicas para gerenciá-la.
Onde um recurso de saída zero é genuinamente necessário, marque-o explicitamente e antecipadamente. Um fabricante de ferramentas que souber disso durante o DFM pode projetar em torno dele. Um que o descobre após o projeto da ferramenta tem um problema.
A disciplina importante é distinguir recursos que genuinamente requerem saída zero daqueles simplesmente desenhados sem ela. Na maioria dos projetos, a maioria da segunda categoria pode ter saída sem nenhuma consequência funcional.
Um Checklist Prático
Antes de liberar um projeto de peça moldada:
- Confirme a direção de abertura do molde e a linha de partição pretendida
- Identifique todas as superfícies paralelas a essa direção
- Aplique saída de base a todas elas
- Aumente a saída em recursos profundos
- Aumente a saída para o material se for de alto encolhimento ou preenchido
- Verifique se alguma superfície será texturizada e aumente a saída de acordo com a recomendação do fornecedor da textura
- Saída em costelas e bosses em todas as faces, por dentro e por fora
- Saída em texto e logotipos
- Decida qual dimensão é nominal nas paredes com saída e declare-a
- Marque qualquer recurso genuinamente de saída zero explicitamente
Executar isso antes da cotação economiza um ciclo de revisão de DFM, que normalmente custa mais em cronograma do que a revisão custa em tempo.
Obtendo Revisão Antes da Ferramentaria
Problemas de saída são baratos de corrigir em CAD e caros de corrigir em aço. Uma ferramenta construída com saída insuficiente produzirá peças marcadas durante toda a sua vida útil ou exigirá modificação, e modificar uma ferramenta endurecida é difícil.
A Elite Mold Tech fornece revisão de DFM antes da cotação de moldagem de produção e ferramentaria de protótipo, cobrindo saída juntamente com espessura de parede, gating e estratégia de ejeção. Enviar um arquivo de peça com o material pretendido e qualquer requisito de textura produz comentários específicos sobre onde a saída é insuficiente em vez de uma nota geral.
Perguntas Frequentes
P: Quanta saída um peça moldada por injeção precisa?
R: Cerca de um grau por lado é um ponto de partida comum para materiais não preenchidos com acabamento liso em profundidade moderada. Textura, profundidade, material e acabamento aumentam substancialmente o requisito.
P: Por que superfícies texturizadas precisam de mais saída?
R: A textura é efetivamente uma série de pequenos rebaixos que agarram a peça durante a ejeção. Texturas mais profundas precisam de mais saída adicional, e os fornecedores de textura publicam recomendações específicas para seus padrões.
P: O que acontece se uma peça não tiver saída?
R: A ejeção se torna difícil, produzindo marcas de arrasto, danos por pino ejetor, distorção, ciclos mais longos e, eventualmente, desgaste da ferramenta. Estes aparecem como problemas de produção, mas não podem ser resolvidos ajustando as configurações da máquina.
P: Uma peça moldada pode ter saída zero em qualquer lugar?
R: Sim, onde genuinamente necessário para vedação ou encaixes de precisão, mas isso adiciona custo e complexidade à ferramentaria. Marque tais recursos antecipadamente para que o fabricante da ferramenta possa projetar em torno deles em vez de descobri-los mais tarde.
P: Adicionar saída altera as dimensões da minha peça?
R: Sim, pois uma parede com saída é mais espessa em uma extremidade. Decida qual dimensão é funcionalmente crítica e especifique-a como nominal, e verifique se a variação de espessura resultante não afeta o preenchimento. Saída é a inclinação aplicada às paredes verticais para que uma peça possa ser liberada do molde. Não custa nada adicioná-la durante o projeto e é caro adicioná-la depois, o que a torna um dos detalhes mais importantes em um desenho de peça moldada.