Com o avanço das políticas ambientais globais, os talheres reutilizáveis de plástico PP de grau alimentício tornaram-se uma importante direção de desenvolvimento para a indústria de talheres. O plástico PP de grau alimentício (polipropileno, código de reciclagem 5) é um material seguro amplamente utilizado em talheres reutilizáveis. É atóxico e inodoro, pode suportar altas temperaturas de até 120 °C, pode ser aquecido repetidamente sem deformação fácil e não contém bisfenol A. Possui propriedades químicas estáveis e não reage facilmente com alimentos. Após certificação autorizada, pode estar em contato com alimentos a longo prazo.
Este projeto visa projetar e fabricar um conjunto de moldes de injeção para a produção de talheres para uma determinada empresa de rede de catering, a fim de atender às suas necessidades de produção em larga escala e ecologicamente corretas.
- Projetar uma base de molde com 3 núcleos intercambiáveis para permitir 3 produtos de tigela de tamanhos diferentes, reduzindo efetivamente os custos do projeto para o cliente.
- Otimizar a estrutura do molde para garantir espessura uniforme da parede do produto (± 0,05 mm) e evitar defeitos de deformação ou encolhimento.
- Adaptar às características do material PP (fácil de encolher), otimizar o sistema de canal quente e o sistema de refrigeração.
- A vida útil do molde superior a 1 milhão de ciclos, atendendo às necessidades de produção de longo prazo do cliente.
- Análise do produto e determinação do esquema do molde
- Mapeamento do produto: Obter modelos CAD de três tigelas usando tecnologia de digitalização 3D e anotar dimensões chave como diâmetro da caixa, altura e tolerâncias de espessura da parede.
- Adaptação das características do material: O material PP tem uma faixa estreita de temperatura de fusão (170-230 °C), exigindo o projeto de um sistema de canal quente com controle de temperatura independente para evitar superaquecimento local ou enchimento insuficiente do molde.
- Seleção da estrutura do molde: A estrutura de molde padrão HASCO é usada para garantir a estabilidade da instalação do molde.
- Projeto da estrutura do molde
- Projeto da superfície de partição: Selecionar a fronteira entre o fundo do talher e o corpo da caixa como superfície de partição para simplificar a estrutura de desmoldagem.
- Sistema de vazamento:
- Ângulo R do bico de injeção: R15,5, conectado ao bico da máquina de moldagem por injeção.
- Marca do canal quente: MOLDMASTERS, do Canadá.
- Bico: um bico de válvula no centro do fundo do produto para evitar marcas de solda na superfície.
- Sistema de refrigeração: Canal de água de refrigeração circular com diâmetro de 8 mm, disposto ao redor da cavidade, reduzindo o tempo de refrigeração para 10 segundos.
- Mecanismo de desmoldagem: Bloco de empurrar + ejeção de ar para garantir desmoldagem suave.
- Fabricação do molde
- As cavidades e os insertos do núcleo são feitos de aço 1.2343ESU com dureza HRC48-50, garantindo resistência ao desgaste, resistência ao polimento e resistência à corrosão.
- Processamento em centro de usinagem de precisão, rugosidade superficial Ra ≤ 0,4 μm, tolerância com ± 0,01 mm.
- O sistema de canal quente adota controle de temperatura independente HeatingZone, com diferença de temperatura controlada dentro de ± 2 °C.
- Moldagem de teste T1 e solução de problemas
- Problema 1: Os produtos plásticos apresentam aprisionamento de gás durante o teste inicial.
- Solução: A adição de um canal de ar ao molde e a otimização dos parâmetros de injeção resolveram efetivamente o problema.
- Produzir continuamente por 8 horas e calcular a taxa de defeito:
- Desvio de tamanho: 0%
- Defeito de superfície: 0,1%
- Dificuldade na desmoldagem: 0%
- Eficiência de produção: Um ciclo de moldagem de 20 segundos, com produção diária de 4000 peças.
- Indicadores técnicos
- Vida útil do molde: 1,05 milhão de ciclos (excedendo a meta em 1 milhão de ciclos).
- Taxa de qualificação do produto: 99,65% (requisito do cliente ≥ 99%).
- Taxa de utilização de material: 92% (85% para moldes tradicionais).
- Benefícios econômicos
- O custo por peça foi reduzido em 20% (graças a um bom projeto de molde e a um bom sistema de refrigeração).
- A capacidade de produção anual do cliente foi aumentada para 1 milhão de peças para atender à demanda do mercado.
- Benefícios ambientais
- Redução de resíduos de material PP em 15%, em linha com os objetivos ESG da empresa.
- Chave de adaptação do material PP:
- Controlar rigorosamente a temperatura do fundido e a temperatura do molde.
- Adotar canal quente com controle de temperatura de alta precisão para resolver o problema de enchimento insuficiente do molde.
- Direção de otimização do projeto do molde:
- Aumentar o número de canais de água de refrigeração para encurtar ainda mais o ciclo de moldagem.
- Testar o projeto do primeiro exame simulado com múltiplos modelos e melhorar a taxa de utilização do embrião do molde.
- Feedback do cliente:
- A alta estabilidade do molde reduz o tempo de manutenção da máquina de moldagem por injeção.
- As tigelas de plástico passaram na certificação ambiental verde da UE.
- Imagem da estrutura do molde (1 figura anexa: imagem da montagem do molde; 2 figura anexa: imagem do molde real; 3 figura anexa: imagem do produto de tigela de plástico).
- Tabela de parâmetros da máquina (pressão de injeção, tempo de espera, tempo de refrigeração, etc.).
- Relatório CMM de aceitação do cliente (inspeção de insertos de molde).
Este projeto resolveu com sucesso o problema técnico da moldagem por injeção de material PP, otimizando a estrutura do molde e os parâmetros do processo, fornecendo uma solução confiável para a produção em larga escala de talheres em forma de tigela e criando benefícios econômicos e ambientais significativos para a empresa.