Desenvolvimento e implementação de um modelo de transferência de calor para aplicar no projeto de moldes de elevado desempenho

Abstract

A indústria da moldação por injeção (MI) encontra-se em rápida expansão, sendo cada vez mais o número de peças produzidas em diferentes indústrias, como é o exemplo da indústria automóvel, onde componentes metálicos e montagens conseguidas através de processos tradicionais são substituídas por peças plásticas de elevado desempenho, o que permite reduzir o peso dos veículos e a energia necessária para os mover, reduzindo assim os consumos e as emissões de gases poluentes. No presente estudo foi desenvolvido um modelo de transferência de calor analítico (MTCA) que permite analisar a transferência de calor nas diferentes fases do ciclo da moldação por injeção (Rapid Heat Cycle Moulding - RHCM), permitindo também obter parâmetros geométricos otimizados. O MTCA descreve sistemas de RCHM para a produção de plásticos amorfos. O modelo desenvolvido considera a utilização de canais circulares, que servem tanto para o aquecimento como para o arrefecimento, com variação mínima entre as temperaturas de entrada e de saída do fluído de trabalho. A validação do MTCA foi efetuada com base em resultados disponíveis na literatura, comparando a variação da temperatura em função do tempo para pontos de referência utilizando os modelos 1D e 2D desenvolvidos. O MTCA desenvolvido baseou-se na implementação de um sistema de equações de calor através de um modelo 1D, o que permitiu obter uma representação das temperaturas através da secção radial do sistema molde/peça, e a duração de cada uma das fases do ciclo da MI. O modelo permite analisar os parâmetros fundamentais do ciclo MI, sem requerer modelação CAD do sistema, revelando-se uma ferramenta expedita na etapa de desenvolvimento e projeto.