Otimização da eficência térmica de moldes de injeção

Sena, Marco António Coelho

http://hdl.handle.net/10400.26/12421

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Authors

Sena, Marco António Coelho

Advisor(s)

Grade, António Manuel de Morais

Abstract(s)

A indústria de moldes de injeção para plásticos, é um dos sectores mais sólidos de atividade atualmente a nível nacional, reconhecida pela sua qualidade. No entanto, na agressiva e competitiva economia global dos dias de hoje, a inovação e consequente rapidez de resposta são dos fatores mais importantes de competitividade no mercado atual. Um molde de injeção é constituído por um estrutura maciça, pesada e cara de produzir, desperdiçando algum material na sua construção pelo fato de recorrer a processos de fabrico baseados na subtração de material. Aliar a produção de moldes de injeção às novas tecnologias de fabrico aditivo surge como uma alternativa mais rápida e sustentável para a construção destas estruturas. Aproveitando todas as vantagens do fabrico aditivo, é possível ainda otimizar as topologias internas das estruturas maciças, transformando-as em conjuntos alveolares otimizados para a solicitação estrutural e térmica desejada, reduzindo drasticamente o peso total da estrutura e diminuindo a quantidade de material necessária para a produção. De forma a estudar esta possibilidade, dois tipos de provetes foram criados, com recurso à tecnologia Selective Laser Melting (SLM), com dois tipos de geometrias internas distintas, representando dois excertos de uma estrutura de um molde. As topologias internas possuem como objetivo principal, criar um elevado grau de porosidade interna e, ainda assim obter, em relação a componentes maciços, resultados satisfatórios no que compete ao comportamento mecânico e térmico. O comportamento mecânico e térmico de cada geometria foi avaliado numericamente através da utilização de ferramentas de Computer Aided Engineering (CAE). Posteriormente os provetes produzidos foram avaliados experimentalmente através de ensaios de compressão e ensaios térmicos. Os resultados mostraram que a topologia interna de face hexagonal oferece uma resistência mecânica superior à topologia cuboctaédrica, enquanto na análise térmica o provete geometria cuboctaédrica apresenta melhores resultados.