Mini-Projecto · Dossiê de materiais e tratamentos para um molde de injeção
Contexto
A "Moldotec", uma fábrica de moldes de injeção de plástico, vai construir um molde para produzir um componente em série longa, com uma variante em plástico com carga de fibra de vidro (abrasivo) e outra em PVC (corrosivo). O gabinete de projeto já tem o desenho 3D do conjunto; falta o dossiê de materiais e tratamentos de cada componente, que vais preparar como estagiário/a da equipa técnica.
Trabalhas individualmente ou a pares. Recebes a lista de componentes do molde, o referencial de solicitações de cada um, e um relatório de ensaios de dois aços candidatos, e entregas um dossiê técnico completo, com a seleção justificada e a interpretação dos ensaios.
Requisitos
Funcionais
- Identificar, para cada componente do molde (cavidade, macho, colunas-guia, placas de base, macho de extração), a solicitação dominante (compressão, desgaste, corrosão, atrito, fadiga).
- Selecionar, para cada componente, um material identificado pela chave EN 10027 (número e designação simbólica) e um tratamento (térmico e, se aplicável, de superfície), com justificação escrita.
- Elaborar uma tabela comparativa de, no mínimo, dois aços candidatos para a cavidade da variante em plástico abrasivo, com dureza, estado (fornecimento, temperado, revenido) e escala de dureza usada.
- Interpretar o relatório de ensaios fornecido (tração e dureza de dois aços) e concluir, por escrito, qual aço cumpre a especificação de cada componente.
- Propor o tratamento para a variante em PVC (corrosivo) e para as colunas-guia (tolerância apertada, sem distorção admissível).
Não-funcionais
- Toda a identificação de aços em chave EN 10027, sem inventar designações.
- Qualquer equivalência com outra norma (ex. AISI) assinalada como aproximada.
- Nenhum valor de dureza fora da gama de validade da escala usada.
- Secção própria de segurança e saúde no trabalho para os tratamentos térmicos propostos.
Fases
Fase 1 · Levantamento dos componentes (1h) Listar os componentes do molde e a solicitação dominante de cada um, a partir do desenho e do referencial de solicitações fornecido.
Fase 2 · Seleção de materiais (2h) Escolher o aço (chave EN 10027) para cada componente, com base nas propriedades exigidas pela solicitação.
Fase 3 · Seleção de tratamentos (2h) Escolher o tratamento térmico e, se aplicável, o tratamento de superfície de cada componente, justificando dureza, distorção e custo.
Fase 4 · Interpretação de ensaios (2h) Analisar o relatório de ensaios de tração e dureza dos dois aços candidatos e decidir qual cumpre a especificação da cavidade.
Fase 5 · Dossiê técnico (2h) Reunir a tabela de seleção, a interpretação dos ensaios e a secção de segurança num dossiê organizado.
Fase 6 · Apresentação (1h) Apresentar o dossiê à turma, defendendo as escolhas de material e tratamento.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Seleção de materiais justificada e correta | 25% |
| Seleção de tratamentos justificada e correta | 25% |
| Interpretação dos ensaios de tração e dureza | 20% |
| Rigor na identificação normalizada (EN 10027) | 15% |
| Dossiê, segurança e apresentação | 15% |
Erros comuns
- Escolher o aço "mais duro" para todos os componentes, ignorando custo, maquinabilidade e a solicitação real.
- Confundir cementação com nitruração ao escolher o tratamento das colunas-guia.
- Comparar dois valores de dureza sem indicar a escala e o estado de cada aço.
- Escrever uma equivalência com a norma AISI como se fosse exata.
- Esquecer a corrosão na variante de PVC e escolher só pelo desgaste.
- Omitir a secção de segurança, tratando-a como opcional.
Bónus (opcional)
- Propor um revestimento PVD (TiN, CrN ou DLC) para reduzir o atrito na variante de fibra de vidro, e justificar a escolha entre os três.
- Calcular, a partir de um par força/alongamento hipotético, o módulo de elasticidade de um dos aços candidatos e confirmar se bate com o valor típico do aço.
- Pesquisar a ficha técnica real de um fornecedor de aços de molde e comparar os valores de dureza fornecidos com os usados no dossiê.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a nitruração é normalmente preferida à cementação em componentes já retificados à cota final? E: se o relatório de ensaios não indicasse o estado (fornecimento, temperado, revenido) de cada aço, os valores de dureza apresentados serviriam para alguma decisão de projeto?