Moldagem por injeção: nova e vantajosa centragem do molde

Tradicionalmente, são utilizados dois sistemas de centragem diferentes no fecho de um molde de injeção: quatro pilares-guia colocados nos seus cantos asseguram uma pré-centragem bastante grosseira durante a fase inicial do movimento de fecho, enquanto que durante os últimos milímetros do percurso, quatro dispositivos adicionais planos de centragem nos lados do molde asseguram a centragem fina. É realmente necessário ter dois sistemas que não se harmonizam de forma otimizada? Uma entrevista com o chefe de manutenção de moldes do fabricante de conectores Stocko Contact sobre a sua experiência com o Agathon Guiding System Plus de alta precisão e de fase única.

Na fábrica de moldagem por injeção em Hellenthal, 80 máquinas produzem diariamente 2,7 milhões de caixas para conectores com peso entre 0,1 e 16 gramas. (Foto: Klaus Vollrath)

"Somos um fabricante de sistemas de conectores para sectores industriais como os eletrodomésticos, a tecnologia de aquecimento e a indústria automóvel", diz Oliver Müller, Chefe do Serviço de Ferramentas da Stocko Contact GmbH & Co. KG em Hellenthal (Alemanha). A ligação aos fios é efetuada com recurso a diferentes tecnologias, como a deslocação do isolamento, a crimpagem ou as ligações por solda. A Stocko baseia-se em soluções comprovadas, alta qualidade e uma vasta gama de aplicações. Face a concorrentes por vezes muito maiores, a empresa baseia-se sobretudo na inovação, na flexibilidade e nas parcerias de desenvolvimento para encontrar soluções para os novos desafios do mercado. O aumento da densidade funcional e a miniaturização dos dispositivos resultam na diminuição dos ciclos de vida dos artigos existentes. Por isso, os clientes exigem cada vez mais adaptações individuais ou novos desenvolvimentos. Para satisfazer estas exigências, a Stocko conta com a experiência, a visão e o pragmatismo dos seus projetistas para desenvolver soluções que sejam tecnicamente exequíveis e economicamente viáveis.

Parceria de sucesso: Matthias Rüter da Agathon (à esquerda) e Oliver Müller da Stocko Contact com um Agathon Guiding System Plus. (Foto: Klaus Vollrath)

Inovação: Nesta passagem para um eletrodoméstico, um lábio de vedação adicional, feito de plástico macio, impede a entrada de humidade. (Foto: Klaus Vollrath)

Aumento dos requisitos das ferramentas de produção

"Estas exigências mais elevadas sobre os produtos só podem ser satisfeitas com a ajuda de ferramentas correspondentemente potentes", acrescenta Oliver Müller. Isto aplica-se tanto às ferramentas progressivas utilizadas na produção de peças estampadas como às ferramentas utilizadas na moldagem por injeção. Enquanto as ferramentas progressivas são maioritariamente fornecidas externamente, os moldes de injeção são fabricados internamente. São extremamente complexos e consistem em centenas ou mesmo milhares de peças individuais. Muitas delas são muito filigranas. Para garantir o funcionamento perfeito das caixas de conectores produzidas com estas ferramentas, os moldes devem ser fabricados com a máxima precisão. Para a sua produção, a Stocko apoia-se assim na melhor tecnologia de ponta disponível. Isto também se aplica aos componentes padrão que asseguram as funções essenciais do molde, como o movimento de fecho de alta precisão. Mesmo o mais pequeno desvio durante a centragem pode levar a desalinhamentos ou rebarbas nos componentes e, consequentemente, a rejeições. O comportamento a longo prazo dos elementos de centragem e de guia também desempenha um papel importante, uma vez que os moldes têm por vezes de suportar vários milhões de ciclos de produção. As despesas de manutenção e assistência técnica são, por isso, um fator significativo. Isto também se aplica aos moldes progressivos.

Os moldes para conectores são compostos por centenas ou mesmo milhares de peças individuais. (Foto: Klaus Vollrath)

Encomenda meticulosa: Esta "caixa de ajuste" contém as numerosas peças individuais para um produto específico. Cada componente individual está marcado com um código QR. A gestão sofisticada da logística e do ERP e o registo quase contínuo dos dados de produção facilitam o trabalho dos funcionários. (Foto: Klaus Vollrath)

Agathon Guiding System Plus em vez de guias planas

"No fabrico de moldes de injeção, são tradicionalmente utilizados dois sistemas diferentes para guiar e centrar as metades do molde durante o fecho: pilares-guia e guias planas", afirma Matthias Rüter, Diretor de Vendas da filial alemã do fabricante suíço de peças de precisão Agathon, em Bellach (Suíça). Os pilares-guia nos cantos asseguram o alinhamento grosseiro no início do movimento de fecho, enquanto quatro guias planas no meio dos lados do molde asseguram o alinhamento fino nos últimos milímetros do curso de fecho. A distância de trabalho relativamente curta das guias planas pode levar a um contacto metálico indesejável em moldes com espaçamento estreito e secções de contorno fortemente inclinadas, o que pode ter efeitos prejudiciais no produto. Outra desvantagem é o desgaste que ocorre nas guias planas devido à elevada pressão superficial, que também pode resultar em danos nas superfícies deslizantes. No caso de moldes de longa duração, as guias planas podem mesmo ter de ser substituídas várias vezes ao longo da vida útil da ferramenta.

Velha escola: Este molde é pré-centrado de forma convencional durante o fecho com a ajuda de pilares-guia nos cantos, enquanto a centragem fina por guias planas no meio dos lados só se torna eficaz nos últimos milímetros. (Foto: Klaus Vollrath)

Componente de centragem plana com o típico "exagero" de lubrificante, que, no entanto, não ajuda devido à enorme pressão superficial que ocorre durante o fecho. (Foto: Klaus Vollrath)

A Agathon desenvolveu, por isso, o Guiding System Plus como alternativa. Este consiste em longos pilares-guia retificados com precisão e tolerância h3 nos quatro cantos do molde, que deslizam em compartimentos de rolos correspondentes com rolos de alta precisão na metade oposta do molde. Os pilares-guia, os compartimentos e os rolos são fabricados com tal precisão que as guias funcionam com folga zero logo que entram na primeira fila de rolos. Graças ao seu contacto linear com o pilar guia, os elementos rolantes têm mais de 6 vezes a capacidade de carga e a rigidez de uma guia de pilar esférico. As metades do molde são assim guiadas com a máxima precisão ao longo de quase todo o comprimento do curso de fecho. Outra vantagem é a menor "pegada" desta solução "dois em um" em comparação com a abordagem tradicional. A omissão resultante do espaço necessário para os elementos de centragem planos permite que cavidades adicionais sejam acomodadas na mesma área de superfície. Alternativamente, um molde mais pequeno pode ser montado numa máquina mais pequena, oferecendo a mesma capacidade de produção.

O Agathon Guiding System Plus substitui a combinação convencional de pilares-guia e guias planas. Este sistema "dois-em-um" conta com guias de rolos pré-carregados, sem folgas, em vez de fricção deslizante. O resultado é uma centragem duradoura e altamente precisa assim que a pré-carga se torna efectiva. (Foto: Agathon)

Durabilidade excecional

"Em 2021, decidimos pela primeira vez usar o Agathon Guiding System Plus para um molde para caixas de conectores de fogão com o qual estávamos a ter problemas", relata Oliver Müller. Como já existia uma parceria de longa data com a Agathon no domínio dos sistemas de guia de alta precisão para ferramentas progressivas, era óbvio que também se deveria analisar mais de perto o novo desenvolvimento da Agathon para este molde de injeção. No passado, as guias planas deste molde tiveram de ser substituídas após cerca de 625.000 ciclos de injeção devido ao aumento dos danos por desgaste. Isto também se deveu em parte à temperatura particularmente elevada do molde de 140 °C. As guias planas e os pilares de guia anteriores foram substituídos por quatro Agathon Guiding System Plus após 2,5 milhões de ciclos. Com o novo sistema, o molde completou desde então mais 1,5 milhões de ciclos de injeção sem qualquer queixa na área das guias.

Pilar guia e gaiola de rolos do Agathon Guiding System Plus instalados num molde. (Foto: Klaus Vollrath)

Infelizmente, o modelo de conetor produzido com este molde deverá ser descontinuado num futuro próximo. Portanto, neste caso, provavelmente não haverá hipótese de se aproximar do limite de durabilidade real da guia Agathon. No entanto, com base na experiência adquirida até à data, ele poderia prever que o número máximo de ciclos que poderia ser alcançado poderia ser da ordem dos dois dígitos de milhões. Uma vez que a guia Agathon custa pouco mais do que o equipamento de origem, o investimento foi mais do que compensado, quanto mais não seja devido aos dois conjuntos de guias planas que foram poupados até à data. Além disso, a maior disponibilidade do molde e da máquina de moldagem por injeção seria também um bónus, uma vez que o Agathon Guiding System Plus, ao contrário das guias planas, já não precisa de ser lubrificado diariamente, mas apenas uma vez por semana. Para além da maior disponibilidade, isto também poupa as peças rejeitadas produzidas durante os ciclos de arranque normalmente necessários após estas paragens.

Com base nesta experiência positiva, cerca de 15 conjuntos destas guias de molde foram agora instalados noutros moldes. A experiência com estas conversões também foi positiva. Os dispositivos de centragem provaram ser fáceis de manusear, duráveis e requerem pouca manutenção. No caso de moldes que são utilizados por períodos mais curtos, ele assume que os Guiding Systems Plus removidos podem ser facilmente reutilizados noutros moldes quando a primeira ferramenta é retirada de serviço. Na área de manutenção do molde, os funcionários comentaram positivamente que a separação suave das metades do molde facilita muito o trabalho e que o martelo de face macia e o conjunto de alavancas variadas precisam ser usados muito menos. A quantidade mínima necessária de lubrificação também pode ser realizada facilmente.

Graças ao atrito mínimo de rolamento dos pilares de guia, as metades do molde podem ser unidas e separadas novamente na mesa com pouco esforço. De notar os compartimentos vazios para as guias planas que se tornaram redundantes. (Foto: Klaus Vollrath)

Boa nota para o serviço

"Também posso dar à Agathon uma boa classificação na área do apoio e assistência", diz Oliver Müller, resumindo a sua experiência. Em caso de dúvidas ou problemas, houve sempre um apoio rápido, seja por telefone, numa reunião de equipa ou através de uma visita de curta duração ao local pelo serviço de campo. Em comparação com as suas experiências com outros fornecedores, isto está muito à frente dos outros. Não só do ponto de vista técnico, mas também do ponto de vista económico, vale a pena considerar fazer do Guiding System Plus uma caraterística padrão no fabrico de novos moldes de injeção.

A monitorização da produção e manutenção dos moldes na própria oficina de fabrico de moldes e a ligação dos seus dados operacionais com os dados da produção é efetuada em grande escala, resultando em enormes quantidades de dados. O resultado é um grau muito elevado de controlo sobre os processos de produção em curso. "Com base na minha experiência na indústria, posso confirmar que o nível de aquisição de dados de produção na Stocko Contact ao nível da fábrica é exemplar", afirma Matthias Rüter.

Com o novo Agathon Guiding System Plus, o grupo de trabalho tem de recorrer com menos frequência ao conjunto de macetes de face macia para separar as metades do molde. (Foto: Klaus Vollrath)

Este texto foi publicado com o apoio da Agathon