UC05042

Efetuar o set-up da célula de fundição injetada

Da máquina fria à célula pronta a produzir, molde a molde

Curso profissional · 50h · Técnico/a de Fundição

Plano

  1. A fundição injetada: objetivo e etapas
  2. Máquinas: câmara quente e câmara fria
  3. A célula de fundição injetada
  4. Metais e ligas
  5. Moldes: tipos e constituição
  6. Sistema de alimentação e injeção
  7. Preparação da máquina, do molde e do material auxiliar
  8. Transporte e amarração com ponte rolante
  9. Instalação do molde na máquina
  10. Circuitos de termorregulação e refrigeração
  11. Ligações elétricas, hidráulicas e estanquidade
  12. Aquecimento do molde e parâmetros de injeção
  13. Periféricos, colisões e arranque de produção
  14. Manutenção preventiva
  15. Segurança, ambiente e qualidade

Bloco 1 · A fundição injetada: objetivo e etapas

O que é a fundição injetada

A fundição injetada (fundição sob pressão) injeta uma liga metálica fundida, sob elevada pressão e velocidade, num molde metálico com a forma da peça.

  • Produz grandes séries de peças complexas, com paredes finas e bom acabamento.
  • Muitas vezes dispensa maquinação posterior.
  • Sector automóvel, eletrodomésticos, eletrónica de consumo e ferragens.

O processo troca custo de ferramenta (o molde é caro) por custo por peça muito baixo em grande série.

As etapas do processo

  1. Preparação: máquina, molde e material auxiliar.
  2. Instalação do molde: transporte, posicionamento e fixação.
  3. Ligação dos circuitos: termorregulação, refrigeração, elétricos, hidráulicos.
  4. Aquecimento e ajuste: temperatura e parâmetros de trabalho.
  5. Injeção: o metal entra no molde a alta pressão.
  6. Extração: a peça solidificada sai do molde.
  7. Ciclo seguinte: o molde fecha e repete-se.

Esta UC foca as etapas 1 a 4, o set-up da célula.

Bloco 2 · Máquinas: câmara quente e câmara fria

Máquina de câmara quente

O conjunto de injeção está mergulhado no forno, dentro do metal fundido. Um pistão empurra o metal diretamente do forno para o molde.

  • Ciclos muito rápidos.
  • Usada para ligas de baixo ponto de fusão: zinco.
  • O aço do conjunto de injeção não resiste a metais mais agressivos a temperaturas mais altas.

Máquina de câmara fria

O metal funde-se num forno separado e é vertido, dose a dose, numa câmara de injeção, de onde um pistão o empurra para o molde.

Característica Câmara quente Câmara fria
Ligas típicas zinco, chumbo alumínio, magnésio
Velocidade de ciclo maior menor
Temperatura de trabalho mais baixa mais alta
Desgaste do conjunto de injeção menor maior

Dominante na indústria automóvel, para alumínio e magnésio.

Bloco 3 · A célula de fundição injetada

Componentes da célula

  • Máquina de fundição injetada: grupo de fecho e grupo de injeção.
  • Molde: a ferramenta com a cavidade da peça.
  • Ponte rolante: transporte e posicionamento de moldes pesados.
  • Dispositivos de fixação e elevação: olhais, manilhas, correntes, cintas.
  • Unidades de termorregulação e refrigeração.
  • Robô ou extrator, quando existe.
  • Elementos periféricos: lubrificação, transportadores, corte de gitos.
  • Registos: fichas de processo e de manutenção.

A célula só está pronta quando todos estes elementos estão preparados entre si.

Bloco 4 · Metais e ligas para fundição injetada

Ligas e temperaturas de fusão

Liga Ponto de fusão aproximado Aplicações típicas
Zinco 385 a 420 °C ferragens, peças decorativas
Alumínio 570 a 660 °C blocos e caixas do automóvel
Magnésio 450 a 650 °C peças estruturais leves
Cobre (latão) acima de 900 °C ferragens de alta resistência

A temperatura do banho metálico é um parâmetro crítico: metal frio não preenche bem o molde; metal demasiado quente desgasta mais depressa o molde e a máquina.

Bloco 5 · Moldes: tipos e constituição

Constituição de um molde

  • Cavidade: a forma negativa da peça.
  • Sistema de alimentação e injeção: canais até à cavidade.
  • Gavetas: elementos móveis para desmoldar reentrâncias.
  • Circuito de termorregulação: canais para controlo de temperatura.
  • Sistema de extração: pernos impulsores que empurram a peça.
  • Placas de base e de fixação: aparafusadas aos pratos da máquina.

Um molde é uma ferramenta de aço resistente a milhares de ciclos de aquecimento e arrefecimento.

Tipos de molde

  • Cavidade única: uma peça por ciclo; peças grandes ou baixa produção.
  • Multi-cavidade: várias cavidades iguais; peças pequenas em grande série.
  • De família: várias cavidades diferentes, de um mesmo conjunto de peças.

A escolha depende do volume de produção e do tamanho da peça.

Bloco 6 · Sistema de alimentação e injeção

Como o metal chega à cavidade

  • Gito de ataque: o canal principal por onde entra o metal.
  • Canais de distribuição: repartem o metal nos moldes multi-cavidade.
  • Entradas (ataques): pontos estreitos que controlam a velocidade de enchimento.
  • Respiros: zonas de escape de ar, evitam bolhas e porosidade.

Do lado da máquina, o sistema de injeção é a câmara e o pistão que empurram o metal, com pressão e velocidade ajustadas.

Bloco 7 · Preparação da máquina, do molde e do material auxiliar

Preparar a máquina e o molde

Máquina:

  • Limpar os pratos de resíduos do molde anterior.
  • Verificar o estado dos pernos de fecho e das guias.
  • Confirmar circuitos elétricos, hidráulicos e de termorregulação operacionais.

Molde:

  • Consultar a ficha técnica e as instruções de instalação.
  • Inspecionar visualmente: danos, folgas, corrosão.
  • Confirmar a referência do molde face à peça a produzir.

Preparar o material auxiliar

  • Pernos impulsores de reposição, do diâmetro certo.
  • Grampos e calços de fixação aos pratos.
  • Dispositivos de fixação e elevação: olhais, manilhas, correntes, cintas, com carga verificada.
  • Ferramentas de aperto e ajuste, e registos do set-up.

Nunca se inicia o transporte sem confirmar a carga máxima admissível dos dispositivos de elevação.

Bloco 8 · Transporte e amarração com ponte rolante

Amarrar e transportar um molde: passo a passo

  1. Verificar o peso do molde na ficha técnica e confirmar a carga da ponte e acessórios.
  2. Selecionar os olhais de suspensão e confirmar o aperto.
  3. Amarrar com correntes ou cintas, ligadas por manilhas dimensionadas.
  4. Verificar o equilíbrio elevando poucos centímetros antes de deslocar.
  5. Deslocar lentamente, sem balanço, com a área livre de pessoas.
  6. Posicionar o molde junto à máquina, pronto a instalar.

Bloco 9 · Instalação do molde na máquina

Instalar o molde: passo a passo

  1. Preparar os pratos, ajustando a distância de abertura ao molde.
  2. Posicionar e alinhar o molde, com a ponte rolante, fazendo coincidir os furos de centragem.
  3. Apertar o molde com os grampos e calços selecionados, no binário indicado.
  4. Confirmar o alinhamento entre a parte fixa e a parte móvel.
  5. Só depois de bem apertado se retiram os acessórios de elevação.

Uma instalação mal alinhada de um molde médio pode atrasar o arranque em horas.

Ajuste da posição de injeção

O bico de injeção da máquina tem de encostar exatamente ao gito de ataque do molde.

  • Sem folgas nem desalinhamentos.
  • Todo o metal injetado entra na cavidade sem perdas.
  • Evita rebarbas e projeção de metal na zona de contacto.

Bloco 10 · Circuitos de termorregulação e refrigeração

Porque precisam de controlo de temperatura

  • Termorregulação: mantém o molde à temperatura de trabalho ao longo do ciclo.
  • Refrigeração: retira o calor introduzido pelo metal fundido a cada ciclo.

Um molde sem controlo de temperatura deforma-se, gasta-se mais depressa e produz peças defeituosas.

Instalar os circuitos

  1. Ligar as mangueiras aos engates rápidos do molde, respeitando entrada e saída.
  2. Ligar os circuitos elétricos e hidráulicos do molde (sensores, gavetas hidráulicas).
  3. Verificar a estanquidade antes de ligar a máquina.
  4. Regular a unidade de termorregulação para a temperatura da ficha técnica.

Uma fuga junto de metal fundido a centenas de graus é um risco grave de projeção de vapor.

Bloco 11 · Ligações elétricas, hidráulicas e gavetas

Circuitos elétricos e hidráulicos do molde

  • Sensores de temperatura ligados à unidade de controlo.
  • Gavetas hidráulicas, quando o molde as tem, para desmoldar reentrâncias.
  • Verificação de todas as ligações antes de programar o ciclo.

A instalação de gavetas hidráulicas faz parte do referencial de conhecimentos desta UC: são um subsistema do molde que precisa de ligação e sincronismo próprios.

Bloco 12 · Aquecimento do molde e parâmetros de injeção

Aquecer o molde

Um molde frio faz o metal solidificar antes de preencher toda a cavidade.

  • A própria unidade de termorregulação aquece o molde.
  • Por vezes complementa-se com tiros "em vazio", sem peça boa, até atingir a temperatura de regime.

Parâmetros de fundição injetada

Parâmetro O que controla
Temperatura do banho metálico fluidez e vida útil do molde
Temperatura do molde qualidade superficial e dimensional
Pressão de injeção preenchimento completo da cavidade
Velocidade de injeção acabamento e rechupes
Tempo de ciclo produtividade
Lubrificante do molde desmoldagem sem danos

Ajustam-se com base na ficha de processo da peça, e afinam-se com peças de ensaio.

Bloco 13 · Periféricos, colisões e arranque de produção

Ajustar periféricos e verificar colisões

  • Periféricos: extratores, robôs, transportadores, lubrificação automática, ajustados ao novo molde.
  • Colisões: verificar cruzamentos perigosos entre molde, periféricos e robô ou extrator.
  • Tempos: ajustar cada movimento ao ciclo da máquina.

Só depois destas verificações se passa à produção contínua.

Bloco 14 · Manutenção preventiva

Manter a célula sempre pronta

A manutenção preventiva das máquinas de fundição injetada evita paragens não planeadas.

  • Lubrificação periódica de guias e pernos.
  • Verificação de desgaste dos pernos e das guias.
  • Controlo dos circuitos de refrigeração.
  • Registo do número de ciclos de cada molde.

Manutenção preventiva é mais barata do que uma paragem em produção.

Bloco 15 · Segurança, ambiente e qualidade

Normas transversais ao set-up

  • Segurança e saúde no trabalho: EPI obrigatórios, luvas resistentes ao calor, calçado de proteção, proteção ocular e auditiva.
  • Gestão de resíduos: separação de óleos usados, aparas metálicas e lubrificantes contaminados.
  • Proteção ambiental: contenção de fugas, uso eficiente da água de refrigeração.
  • Qualidade: registo de cada set-up, com os parâmetros usados, para rastreabilidade.

Estas normas atravessam todas as etapas do set-up, do transporte do molde à produção.

Recapitulando

  • A fundição injetada produz grandes séries em câmara quente (zinco) ou câmara fria (alumínio, magnésio).
  • A célula junta máquina, molde, ponte rolante, circuitos e periféricos.
  • O set-up segue sempre: preparar → transportar e instalar → ligar circuitos → aquecer e ajustar parâmetros → ajustar periféricos e verificar colisões.
  • Manutenção preventiva, segurança, ambiente e qualidade atravessam todo o processo.

Próximo: fichas e mini-projecto, um set-up completo do zero.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: o molde é o investimento inicial; só compensa em grande série. Ligar isto ao critério "peças de qualidade ao custo certo". - Erro comum: confundir fundição injetada com fundição em areia (molde perdido). Aqui o molde é permanente e reutiliza-se milhares de vezes. - Exemplo: pedir à turma para apontar 3 objetos metálicos à sua volta que provavelmente vieram de fundição injetada (puxadores, carcaças, suportes).

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: sem um set-up correto nas etapas 1 a 4, nenhuma etapa seguinte produz peças boas. É a base de tudo. - Pergunta: "porque é que a etapa 4, o aquecimento, vem antes da injeção e não depois?" Um molde frio solidifica o metal antes de preencher a cavidade. - Analogia: como aquecer o forno antes de cozer, em vez de meter a massa e ligar ao mesmo tempo.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: "câmara quente" descreve a posição do conjunto de injeção dentro do metal fundido, não a temperatura da sala. - Erro comum: achar que se usa câmara quente para tudo por ser mais rápida. A liga é que decide. - Exemplo: puxadores e ferragens de zinco, produzidos a alta cadência em câmara quente.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: ler a tabela linha a linha com a turma, comparando os dois tipos. - Erro comum: esquecer que a câmara fria é mais lenta porque há um passo extra, o vazamento do forno para a câmara. - Pergunta: "porque não se usa câmara quente para alumínio?" O aço degrada-se em contacto prolongado com alumínio fundido.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: a célula é mais do que a máquina. Um set-up completo cobre todos estes elementos, não só o molde. - Erro comum: os alunos pensam só na máquina e esquecem os periféricos e os registos. - Exemplo: mostrar fotografias ou vídeo de uma célula real e pedir para apontar cada componente.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: cada liga escolhe o tipo de máquina (câmara quente ou fria), ligando este bloco ao anterior. - Erro comum: tratar "temperatura do banho" e "temperatura do molde" como a mesma coisa. São dois parâmetros distintos, tratados no bloco 12. - Exemplo: comparar com cozinhar diferentes alimentos a temperaturas diferentes, sem trocar a receita.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: cada peça do molde tem um papel; nenhuma é "só decoração". - Erro comum: confundir gavetas com placas de fixação. As gavetas movem-se durante o ciclo; as placas de fixação são fixas. - Exemplo: desenhar no quadro um molde simples e etiquetar cada parte com a turma.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: o tipo de molde é uma decisão de projeto do fabrico, não do dia a dia do técnico, mas é preciso reconhecê-lo ao instalar. - Pergunta: "que tipo de molde faz sentido para 1 milhão de peças pequenas por ano?" Multi-cavidade. - Exemplo: um molde de família para uma torneira, com o corpo e a base fundidos no mesmo ciclo.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: os respiros são pequenos mas críticos; sem eles, ar preso vira porosidade dentro da peça. - Erro comum: pensar que o gito é só um "canal de entrada" sem função técnica. Também controla o padrão de enchimento. - Analogia: um sistema de rega com um tubo principal e vários ramais para chegar a cada canteiro.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: esta é a realização "efetuar a preparação da máquina, do molde e do material auxiliar", o ponto de partida do referencial. - Erro comum: saltar a inspeção visual do molde e só descobrir um dano depois de o instalar na máquina. - Exemplo: mostrar uma ficha técnica de molde real e identificar cada campo com a turma.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: preparar o material auxiliar ANTES de mover o molde, não a meio do transporte. - Erro comum/pergunta: "o que acontece se um olhal estiver subdimensionado para a carga?" Risco grave de queda do molde. - Exemplo: pedir à turma para calcular a carga de trabalho segura de uma manilha a partir da sua marcação.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: cumprir os procedimentos de segurança no transporte é um critério de desempenho explícito da UC. - Erro comum: elevar a carga de rompante, sem o teste de equilíbrio a poucos centímetros do chão. - Exemplo/analogia: como testar o equilíbrio de uma mochila muito pesada antes de a levantar a peito, em vez de a puxar de repente.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: só se solta a ponte rolante quando o molde está totalmente apertado. Nunca antes. - Erro comum: apertar em ordem aleatória em vez de seguir o padrão cruzado indicado no binário de aperto. - Exemplo: uma equipa treinada instala um molde médio em 30 a 45 minutos, incluindo o transporte.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: este ajuste é fino, faz-se depois do molde já apertado, não antes. - Pergunta: "o que acontece se houver uma pequena folga entre o bico e o gito?" Fuga de metal fundido sob pressão, um risco de queimadura. - Exemplo: comparar com encaixar bem a mangueira de um cilindro de gás antes de abrir a válvula.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: termorregulação e refrigeração são dois circuitos com finalidades diferentes, embora usem canais parecidos. - Erro comum: tratar os dois como sinónimos. Um aquece/estabiliza, o outro arrefece. - Exemplo: como um radiador de casa (aquece até à temperatura definida) versus o radiador do carro (arrefece o motor).

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: a verificação de estanquidade é sempre antes de aquecer o molde, nunca depois. - Erro comum: ligar tudo e só verificar fugas quando a máquina já está a aquecer. - Exemplo/pergunta: "que sinais indicam uma fuga antes de arrancar a máquina?" Humidade nos engates, gotas nos tubos, pressão a cair no manómetro.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: nem todos os moldes têm gavetas hidráulicas; só os que têm reentrâncias que o simples abrir/fechar não resolve. - Erro comum: esquecer de sincronizar o tempo de saída da gaveta com o ciclo de abertura do molde, provocando colisão. - Exemplo: uma peça com um furo lateral precisa de uma gaveta que recolhe antes de o molde abrir.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: aquecer o molde é uma etapa própria do set-up, com tempo próprio, não se salta para poupar minutos. - Erro comum: começar a produzir a sério com o molde ainda a meio do aquecimento. - Exemplo: como pré-aquecer uma frigideira antes de fritar, para não colar os alimentos.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: os parâmetros interligam-se; mudar um pode exigir reajustar outro. - Erro comum/pergunta: "porque não se ajusta só a pressão para resolver tudo?" Pressão a mais sem temperatura certa cria rebarbas e desgaste extra. - Exemplo: afinar os parâmetros por tentativa controlada, comparando cada peça de ensaio com a ficha de qualidade.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: verificar colisões faz-se sempre em modo lento/manual antes de correr o ciclo automático a cadência total. - Erro comum: ligar logo o ciclo automático a cadência normal sem passar primeiro por ciclos de teste lentos. - Exemplo: um extrator mal ajustado pode colidir com o molde no primeiro ciclo automático, danificando ambos.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: manutenção preventiva não é "perder tempo", é o que evita perder muito mais tempo depois. - Erro comum: só reagir quando algo falha (manutenção corretiva) em vez de prevenir. - Pergunta: "porque é que se regista o número de ciclos de cada molde?" Para antecipar a fadiga do aço e planear a manutenção.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: isto não é um bloco à parte, é transversal a todos os anteriores. Ligar de volta a cada etapa do set-up. - Erro comum: tratar segurança e ambiente como burocracia extra em vez de parte do trabalho técnico. - Exemplo: um registo de set-up bem feito permite identificar, meses depois, porque é que um lote específico saiu com defeito.