BR102015021504A2 - método e aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "método e aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos". a moldagem por injeção de materiais plásticos por meio de um aparelho compreendendo pelo menos um injetor (3; 3a a 3d) incluindo um pino de válvula (7) deslocável de uma forma controlada entre uma posição fechada e uma posição aberta por meio de um acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d). pelo menos uma etapa é fornecida para detecção do valor de torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d) quando o pino de válvula (7) está no percurso a partir da posição fechada para a posição aberta, e o valor de torque detectado é empregado para orientar o processo de moldagem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA MOLDAGEM POR INJEÇÃO DE MATERIAIS PLÁSTICOS".

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se à moldagem por injeção de materiais plásticos e, particularmente, se refere a um método de moldagem por injeção por meio de um aparelho compreendendo um distribuidor de material plástico fluido sob pressão conectado a pelo menos um injetor incluindo um pino de válvula deslocável entre uma posição fechada e uma posição aberta.

[002] Tipicamente, esses métodos de moldagem por injeção compreendem uma etapa de enchimento da cavidade do molde com o material plástico, seguindo o deslocamento do pino de válvula a partir da posição fechada para a posição aberta, seguido por uma etapa de empacotamento sob pressão do material plástico injetado na cavidade, onde o pino de válvula é mantido na posição aberta. O pino de válvula é então deslocado a partir da posição aberta para a posição fechada, e ,depois de um tempo de espera para permitir que o material plástico se solidifique, o artigo moldado é extraído do molde.

[003] Os deslocamentos do pino de válvula do ou de cada injetor são tradicionalmente operados por meio de um acionador de fluido. Recentemente, aparelhos foram propostos nos quais o pino de válvula é acionado por um acionador rotativo elétrico, de uma forma controlada, por meio de sistemas eletrônicos.

Estado da Técnica Anterior [004] O uso de acionadores elétricos para o acionamento do pino de válvula do ou de cada injetor do aparelho de moldagem é descrito, por exemplo, em documentos JP-06114887, US-7.121.820 e EP-2.679.374 (pelo mesmo requerente). Os acionadores elétricos, em comparação com os acionadores de fluido, são muito mais facilmente controláveis com o auxílio de sistemas eletrônicos, que operam com base nos parâmetros de processo, detectados pelos sensores adequados e/ou por meio de algoritmos específicos. Dessa forma, é possível se operar um controle eficiente de ambas a posição do pino de válvula entre a posição fechada e a posição aberta para variar o fluxo de material plástico injetado durante o ciclo de moldagem, como descrito no documento US-6.294.122, e a velocidade de deslocamento do pino de válvula durante seu movimento da posição fechada para a posição aberta. Dessa forma, os documentos WO 2012/074879 e WO 2012/087491 fornecem o controle do acionador elétrico para deslocar o pino de válvula de uma forma contínua a partir da posição fechada para a posição aberta em uma velocidade inicial, e então para uma ou mais velocidades superiores em comparação com a inicial. Esse controle é operado como uma função do tempo ou espaço coberto pelo pino de válvula começando a partir de sua posição fechada.

[005] O controle de posição de um pino de válvula eletricamente acionado também é conhecido a partir de JP 2009298091A, JP 2002059467A. A publicação "BRAUN P.: "PREAZISE POSITIONI-ERN", Plastverarbeiter, Huethig GmbH, Heildeiberg DE, 1 de dezembro de 2005, páginas 38 e 39, XP001155127, descreve o pino de válvula sendo operado de forma controlável por um acionador elétrico e um torque detectado e empregado para fornecer uma detecção de mau funcionamento.

[006] Esse tipo de controle é difícil de ser correlacionado com as condições de processo reais, ou, em vez disso, a uma série de parâmetros altamente variáveis, por exemplo, como uma função das mudanças nas condições de trabalho e estado físico do material plástico (temperatura, viscosidade, condições de empacotamento dentro do molde), etc.

[007] Um controle mais preciso seria particularmente desejável para a moldagem por injeção de artigos para os quais uma alta qualidade é necessária, tanto de um ponto de vista mecânico quanto de um ponto de vista estético, por exemplo, no caso de grandes componentes de veículo a motor tal como para choques e similares. Nesse caso, o aparelho de moldagem inclui tipicamente um determinado número de injetores distribuídos em diferentes zonas do molde: no caso no qual esses injetores são alimentados por um distribuidor singular, diferenças apreciáveis em pressão e densidade do material plástico injetado podem ser geradas entre as zonas da cavidade perto dos injetores centrais e as que correspondem aos injetores periféricos. Por essa razão, nesses casos, uma injeção sequencial é utilizada, na qual a etapa de enchimento da cavidade de molde é de fato realizada pelo controle sequencial da abertura dos pinos de válvula de diferentes injetores de modo a encher progressivamente a cavidade de molde, começando com a zona central na direção das zonas periféricas. Nesse caso, os pinos de válvula dos injetores centrais podem permanecer abertos durante todo o ciclo de injeção, ou podem ser deslocados para a posição fechada depois da abertura dos pinos de válvula dos injetores periféricos. Dessa forma, o avanço da frente de enchimento da cavidade de molde é aperfeiçoado, e a pressão localizada causada pelo acúmulo de material plástico nas zonas inicialmente abastecidas da cavidade é reduzida.

[008] Particularmente, no caso desse tipo de injeção sequencial, a etapa de abastecimento e a etapa de empacotamento subsequente devem ser bem equilibradas entre os vários injetores e diferentes zonas de cavidade, visto que, de outra forma, os problemas de deformação da peça moldada podem ser gerados além dos tensionamentos com redução consequente de propriedades mecânicas, localizados que aumentam de espessura, e em alguns casos filamentos e quebras durante a etapa de moldagem.

[009] Problemas similares, apesar de menores, podem ocorrer também na moldagem por injeção de artigos cujas dimensões não exigem necessariamente uma metodologia sequencial.

Sumário da Invenção [0010] O objetivo da invenção é se tornar uma solução eficiente para os problemas técnicos acima, disponível, através de um controle do processo de injeção que é mais diretamente correlacionado com os parâmetros de processo reais além de sua variação.

[0011] Em vista de se alcançar esse objetivo, a invenção se refere a um método para moldagem por injeção do tipo definido no começo, cuja característica singular se baseia no fato de fornecer pelo menos uma etapa de detecção do valor do torque desenvolvido pelo aciona-dor rotativo elétrico quando o pino de válvula está no percurso a partir da dita posição fechada para a dita posição aberta, o valor de torque detectado sendo empregado para orientar o processo de moldagem.

[0012] A invenção é baseada na descoberta de que o torque desenvolvido pelo motor elétrico, que é necessário para mover o pino de válvula, e também, possivelmente, para manter o mesmo temporariamente estacionário ao longo do percurso de abertura, é uma função da pressão do material plástico injetado no molde. Através do valor de torque detectado, o controle do acionador elétrico pode, por exemplo, agir no posicionamento do pino de válvula para aumentar ou reduzir o fluxo de material plástico dentro do molde, ou agir em sua velocidade, variando a mesma de uma forma adequada.

[0013] A detecção do troque desenvolvido pelo acionador elétrico derivando das forças que agem no pino de válvula pode ser realizada em uma forma mais precisa em condições estáticas, ou, em vez disso, com uma válvula imóvel. Para esse efeito, a invenção vislumbra vantajosamente que o movimento do pino de válvula partir da posição fechada para a posição aberta é descontínuo e inclui pelo menos uma etapa de parada temporária do pino de válvula aonde a etapa de detecção do valor de torque do acionador elétrico é realizada. Essa etapa de parada pode ser seguida por uma etapa de retorno breve do pino de válvula na direção da posição fechada, por uma quantidade predeterminada. Isso é particularmente útil em vista do fato de que, devido aos espaços de acoplamento entre o pino e o acionador, a posição do último pode não ser determinada de forma inequívoca; a inversão do movimento da válvula permite, depois dessa parada, a detecção do torque do motor elétrico possuindo tendo recuperado qualquer espaço possível.

[0014] Visto que o valor de torque nem sempre é diretamente proporcional à pressão de injeção, é conveniente se prosseguir para uma etapa de calibragem inicial preliminar na qual a detecção do valor de torque seja convenientemente realizada durante o curso de uma série de ciclos de abertura e fechamento vazios do pino de válvula, isto é, sem injeção de material plástico dentro do molde.

[0015] O método de acordo com a invenção é particularmente vantajoso nos processos de injeção sequencial, que foi previamente mencionado: nesse caso, o valor de torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico do pino de válvula de cada injetor é detectado, e os valores de torque detectados são empregados, por exemplo, para tornar esses torques essencialmente uniformes por meio de variações de movimento dos pinos de válvula. Isso permite uma distribuição ideal de pressão dentro da cavidade do molde, e, portanto, por fim, uma melhor qualidade de artigos moldados como tal.

[0016] De acordo com outro aspecto da invenção, um aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos dentro de uma cavidade de molde é fornecido, compreendendo um distribuidor de material plástico de fluido sob pressão conectado a pelo menos um injetor incluindo um pino de válvula deslocável entre uma posição fechada e uma posição aberta, onde o pino de válvula é operado de forma controlada por um acionador rotativo elétrico, caracterizado pelo fato de ser configurado para detectar o valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico pelo menos quando o pino de válvula está no percurso da dita posição fechada para a dita posição aberta, e para empregar o valor de torque detectado para orientar o processo de moldagem.

[0017] Durante o método de moldagem, no final da etapa de abertura, o pino de válvula é mantido estacionário em uma etapa de empacotamento do material plástico injetado no molde, e então retorna para a posição fechada. Preferivelmente, o aparelho de acordo com a invenção é configurado para detectar também o valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico durante a etapa de empacotamento e/ou durante o retorno do pino de válvula para a posição fechada.

[0018] Convenientemente, o aparelho de acordo com a invenção também é configurado para realizar o movimento do pino de válvula a partir da posição fechada para a posição aberta em uma forma descontínua, com pelo menos uma etapa de parada temporária na qual a dita etapa de detecção do valor de torque é realizada. Essa etapa de parada temporária pode ser seguida por uma etapa de retorno do pino de válvula na direção da dita posição fechada, por uma quantidade predeterminada.

Breve Descrição das Figuras [0019] A invenção será descrita agora em detalhes com referência aos desenhos em anexo, fornecidos puramente por meio de exemplo não limitador, nos quais: [0020] A figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal parcial ilustrando uma parte de um aparelho de moldagem por injeção convencional;

[0021] A figura 2 é um diagrama normalizado que ilustra o gráfico do passo do pino de válvula, da pressão de injeção e do torque desenvolvido pelo acionador elétrico do aparelho de moldagem da figura 1 durante um ciclo de injeção, como uma função do tempo;

[0022] A figura 3 é um diagrama análogo ao da figura 2 no qual a velocidade do pino de válvula foi adicionada ao gráfico;

[0023] A figura 4 é um diagrama análogo ao da figura 3 com relação ao caso no qual uma etapa de parada do pino de válvula durante seu deslocamento de abertura é vislumbrada;

[0024] A figura 5 é uma vista em elevação esquemática ilustrando uma configuração do aparelho de moldagem adequado para realização de um ciclo de injeção sequencial;

[0025] A figura 6 é um diagrama análogo ao da figura 2 com referência ao aparelho de moldagem da figura 5; e [0026] A figura 7 é um diagrama análogo ao da figura 3 ainda com referência ao aparelho de moldagem da figura 5.

Descrição Detalhada da Invenção [0027] A figura 1 ilustra de forma esquemática um aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos compreendendo, de uma forma geralmente convencional, um injetor 3 conectado a um distribuidor de material plástico fundido ou câmara quente 2 e compreendendo um bocal 5 fornecido em sua extremidade livre com um terminal de bocal 6 em comunicação com a cavidade de um molde S através de uma passagem de injeção ("porta"). O fluxo do material plástico através do terminal de bocal 6 é controlado por um pino de válvula 7 axi-almente deslocável ao longo do bocal 5 por um acionador 8, entre uma posição fechada abaixada ilustrada na figura 1, e uma posição aberta elevada.

[0028] O acionador 8 é um acionador elétrico, e mais especificamente, um motor elétrico rotativo: sua disposição, representada na fi- gura 1, é puramente indicativa, visto que é convenientemente do tipo descrito e ilustrado no documento já citado EP-2.679.374 pelo mesmo requerente, de acordo com o qual o eixo rotativo do motor elétrico 8 aciona o pino de válvula 7 através de uma transmissão tipo reversível, tipicamente incluindo uma unidade de parafuso e porca e uma alavanca de articulação.

[0029] O motor elétrico 8 é conectado de forma operacional a uma unidade de controle eletrônico 4 configurada para acionar o motor elétrico 8, e, consequentemente, o pino de válvula 7, de uma forma controlada como uma função de vários parâmetros incluindo, como será observado, o valor do torque desenvolvido pelo motor elétrico 8 durante o deslocamento do pino de válvula 7 e especificamente quando está no percurso da posição fechada para a posição aberta.

[0030] A invenção vislumbra que o ciclo de injeção do material plástico para dentro da cavidade do molde S é de fato controlado também, isso é, orientado por meio do valor de torque, detectado com sistemas dentro do escopo dos versados na técnica, que é uma função das forças que agem no pino de válvula 7.

[0031] A figura 2 ilustra, na forma de um diagrama normalizado, a correlação entre o passo do pino de válvula (linha sólida A) a partir da posição fechada para a posição aberta, a tendência da pressão de injeção (o gráfico com alinha tracejada B) e do torque desenvolvido pelo motor elétrico 8 (gráfico com linha sólida C), como uma função do tempo. Tipicamente, o ciclo de injeção compreende uma etapa de abastecimento da cavidade de molde S com material plástico, seguindo o deslocamento do pino de válvula 7 a partir da posição fechada para a posição aberta, seguido por uma etapa de empacotamento sob pressão do material plástico injetado na cavidade, onde o pino de válvula 7 é mantido estacionário na posição aberta. O pino de válvula 7 é então retornado a posição aberta para a posição fechada.

[0032] Como observado no diagrama da figura 2, a pressão de injeção aumenta gradualmente até um máximo alcançado na etapa de empacotamento, e então diminui e permanece essencialmente constante, e então zera quando o pino de válvula 7 retorna para a posição fechada. O torque desenvolvido pelo motor elétrico 8 é primeiramente negativo, no começo da abertura do pino de válvula 7 e aumenta com o aumento da pressão de injeção essencialmente seguindo a tendência, mesmo na etapa de empacotamento, no final da qual aumenta novamente para iniciar o retorno do pino de válvula 7 na direção da posição fechada, e então diminui progressivamente até um valor suficiente para manter o pino de válvula 7 fechado com a cavidade de molde S cheia e empacotada.

[0033] No diagrama da figura 3, os gráficos A referente ao passo do pino de válvula 7, B referente à pressão de injeção e C referente ao troque desenvolvido pelo acionador elétrico 8 são representados, como uma função do tempo, no caso no qual a velocidade do deslocamento do pino de válvula 7 a partir da posição fechada para a posição aberta não é constante, mas inclui uma etapa inicial em uma primeira velocidade, seguida por uma etapa intermediária em uma velocidade mais alta (e, possivelmente uma etapa final em uma velocidade maior ainda). A tendência da velocidade é representada na figura 3 pelo gráfico D: como pode ser observado, o movimento do pino de válvula 7 da posição fechada para a posição aberta não é contínuo, mas é descontínuo, visto que pelo menos uma etapa de parada é fornecida, ilustrada no gráfico da figura 3 pelo estiramento na velocidade zero entre os es-tiramentos iniciais em uma velocidade mais baixa e os de velocidade intermediária ou velocidade maior final do gráfico D. Essa etapa de parada do pino de válvula 7 é considerada adequada e vantajosa para uma detecção mais precisa do torque desenvolvido pelo motor elétrico 8 durante o ciclo de injeção: de fato, durante o movimento do pino de válvula 7, ο valor de torque medido não é facilmente corrigido para a pressão de injeção, visto que existem efeitos deslizantes dinâmicos como fricção, mesmo no nível de mecanismos cinemáticos, que foram mencionados acima, na transmissão entre o motor elétrico 8 e a válvula 7. É, portanto, mais adequado se detectar o torque quando o pino de válvula 7, e, portanto, o motor elétrico 8, estão estacionários por um período de tempo que também pode ser muito breve.

[0034] O diagrama da figura 4 é análogo ao da figura 3 e difere do mesmo pelo fato de a tendência da velocidade do pino de válvula 7 representada pelo gráfico D ilustrar, no momento da parada do movimento do pino de válvula 7 na direção da posição aberta, uma reversão breve do movimento no qual existe uma etapa de retorno parcial na direção da posição fechada. Essa inversão, de uma quantidade predeterminada leve, permite vantajosamente a eliminação do valor de torque desenvolvido pelo motor elétrico 8, levando em consideração também os espaços presentes no mecanismo cinemático de transmissão relativa, e em particular entre a extremidade do pino de válvula 7 oposta ao terminal de bocal 6 e sua fixação à transmissão acionada pelo motor elétrico 8. Essa conexão, tipicamente produzida por meio de um cabeçote de válvula 7 acoplado a um espaço geralmente da ordem de 0,1 a 0,2 mm a um assento tipo baioneta, pode determinar uma posição inequívoca da válvula 7 propriamente dita. De fato, se durante o movimento de abertura, as forças de dragagem operadas pelo material plástico fluido na válvula 7 forem altas, essa válvula 7 estará mais perto do apoio inferior do assento tipo baioneta com relação a seu cabeçote. O movimento de retorno breve do pino de válvula 7 operado seguindo sua parada permitem, então, a recuperação do espaço mencionado acima e a obtenção de uma medição de torque mais precisa.

[0035] Uma etapa análoga da inversão de movimento breve do pino de válvula 7 também pode ser fornecida no final de seu passo de abertura, ou, em vez disso, no começo da etapa de empacotamento do material plástico dentro da cavidade de molda, para uma etapa de detecção adicional do torque desenvolvido pelo motor elétrico 8.

[0036] A metodologia descrita acima com referência ao injetor único 3 é vantajosamente aplicável ao caso no qual a informação sequencial é operada através de uma pluralidade de injetores dispostos em uma série com um injetor central 3a, injetores intermediários 3b, 3c e injetores de extremidade 3d, acionados por motores elétricos rotativos respectivos 8a, 8b, 8c, 8d, controlados enquanto permitem a detecção do torque desenvolvido pelos mesmos.

[0037] No caso do exemplo representado na figura 5, o aparelho de moldagem por injeção sequencial é utilizado para produzir um artigo grande com alto valor estético, tal como um para-choque P para carros. Os injetores 3a-3d são alimentados a partir de um distribuidor comum ou câmara quente 2e são posicionados de modo que: o primeiro em uma passagem de injeção central do molde e os outros em passagens de injeção gradualmente mais periféricas.

[0038] A figura 6 é um diagrama normalizado que ilustra, como uma função do tempo, o passo dos pinos de válvula, respectivamente, do injetor central 3a (gráfico Aa), injetores intermediários 3b e 3c (gráficos Ab e Ac) e injetores de extremidade 3d (gráfico Ad), a tendência da pressão de injeção (gráfico B) e as tendências dos torques, respectivamente, do motor 8a (gráfico Ca), motores 8b (gráfico Cb), motores 8c (gráfico Cd) e motores 8d (gráfico Cd). A detecção de valores de torque dos motores 8a a 8d permite, por exemplo, durante a injeção sequencial, a definição de um algoritmo de movimento de diferentes pinos de válvula 7, adequados para otimização do ciclo. Por exemplo, durante o ciclo de injeção, os vários pinos de válvula podem ser movidos para a posição aberta de tal forma que o torque do motor detecta- do para cada injetor tenha um valor similar ao do injetor anterior.

[0039] Mesmo na etapa de manutenção e/ou na etapa de fechamento, é útil e adequado se realizar a detecção do torque absorvido pelos motores elétricos dos injetores: por exemplo, pode ser derivado do diagrama da figura 7, que será discutido, que o passo do pino de válvula do injetor central Aa para durante o fechamento, em um valor próximo a 20% quando o torque detectado Ca do motor elétrico respectivo durante essa breve parada é superior a um valor limite, determinado, por exemplo, como uma função dos ciclos de injeção previamente realizados. O controle de torque na etapa de manutenção e/ou fechamento, no segundo caso seguindo uma parada temporária breve de cada pino de válvula 7, pode permitir, por exemplo, a padronização dos torques dos acionadores elétricos de todos os injetores nessas etapas, também por meio de variações de movimento dos pinos de válvula relativos, de modo a controlar de forma mais eficiente as deformações das peças moldadas nas zonas próximas aos injetores.

[0040] Em qualquer caso, o controle também baseado na detecção de torques aplicados pelos motores elétricos permite um equilíbrio melhor de pressões e distribuições de material dentro da cavidade de molde, de tal forma que a pressão e densidade do material plástico possa ser mais uniforme. Dessa forma, a peça P moldada no final do processo sequencial terá características aperfeiçoadas em termos de propriedades mecânicas e qualidades estéticas.

[0041] O diagrama representado na figura 7 também ilustra nesse caso, em termos de valores normalizados como uma função de tempo, as tendências dos passos, as pressões de injeção e os torques desenvolvidos pelos acionadores elétricos 8a a 8d dos injetores 3a a 3d, no caso no qual um controle de velocidade dos pinos de válvula relativos 7 é fornecido. Para cada um dos mesmos, uma etapa de parada temporária pode ser fornecida, possivelmente seguida por um retorno bre- ve para a posição fechada, para uma melhor detecção dos torques.

[0042] O método de acordo com a invenção pode incluir de forma conveniente uma etapa de calibragem inicial na qual a detecção do valor de torque é realizada durante uma série de ciclos de abertura e fechamento vazios do ou de cada pino de válvula 7, ou, em vez disso, sem injeção de material plástico dentro do molde S.

[0043] Abaixo, os aspectos singulares do método de moldagem de acordo com a invenção serão resumidos, e os efeitos que causam.

[0044] A. A pressão dianteira da válvula, e, portanto, imediatamente a montante da "porta", é correlacionada com o torque necessário para se manter a válvula na posição aberta ou na posição parcialmente aberta (e vice-versa: o torque é correlacionado com a pressão).

[0045] B. Essa funcionalidade é possibilitada pelo fato de a corrente cinemática entre o motor elétrico e a válvula ser reversível.

[0046] C. Se a válvula for fechada com o controle de posição, o torque detectado é proporcional à pressão do material plástico dentro da cavidade de molde no ponto de injeção. O valor não é exato visto que, em adição a várias forças de fricção, existem fenômenos de congelamento do material plástico na porta que retêm a válvula.

[0047] D. O torque detectado durante o movimento, em particular durante um ciclo vazio, portanto, sem injeção, mas com material plástico dentro do bocal, pode fornecer uma indicação da viscosidade do material e sua temperatura. Em particular, durante as etapas de calibragem iniciais, se o valor de torque exceder os limites predeterminados (como uma função do material plástico fornecido) isso significa que a viscosidade do material fundido não é suficiente, e, portanto, a temperatura atual do bocal da câmara quente não é adequada para iniciar a moldagem.

[0048] E. Durante as calibragens iniciais, os limites de abertura e fechamento (TDC e BDC) podem ser determinados como uma função do torque singular necessário para o movimento, exceto que a válvula está livre para mover imersa no plástico fundido.

[0049] F. Se durante a calibragem, os valores de torque vislumbrados para determinados passos da válvula não forem respeitados dentro dos limites adequados, o sistema gera erros: por exemplo, se depois de se descobrir o TDC, o sistema detectar o BDC (devido ao aumento de torque acima de um limite determinado), antes de ter realizado todo o passo mecânico planejado para o projeto, menos uma tolerância, o sistema reporta um erro. Um erro também pode ser reportado no caso de, durante o passo em velocidade constante, o torque oscilar ou variar além de determinados limites, indicando, por exemplo, obstrução da válvula no guia de válvula, e possíveis interrupções, ou quebras mecânicas anormais.

[0050] G. Durante os movimentos realizados durante o ciclo de moldagem, é possível se configurar as posições e limites de torque (superior e inferior) para determinar o funcionamento correto do sistema e do processo. O processo pode continuar limitando o torque a esses valores limitados, ou pode gerar alertas ou erros reportados para o operador, ou como um sinal elétrico de uma peça descartada para a prensa ou para a ilha de produção, para separar essa parte das partes "boas".

[0051] H. Durante a moldagem, e em particular durante os ciclos de inicialização (que podem ser de 10 a 30 ciclos dependendo do tipo de processo) devido à lenta estabilização do processo, as variações nas condições de trabalho podem ser reportadas, tal como torques necessários para o movimento, ou alturas de encerramento, de modo que, por exemplo, a camada plástica que é intercalada entre o pino e a "porta" possa variar (geralmente de forma decrescente). Outro exemplo típico é o aquecimento do molde, que reduz a pressão de injeção, e, portanto, os torques detectados. O sistema de controle pode se adaptar à variação das condições de trabalho, não definindo mais a altura de encerramento como uma posição fixa com relação a uma referência absoluta (por exemplo, TDC), mas como uma função de superação de um torque determinado, sempre dentro dos limites de tolerância de posição e de torque.

[0052] I. O torque, durante o movimento e quando estacionário, pode variar continuamente de valores negativos para valores positivos, graças à funcionalidade do software/firmware de controle, em posições implementadas na unidade de controle eletrônico do motor elétrico. O torque é negativo ou positivo como uma função da reação que deve exercer na válvula para compensar as forças agindo na mesma: forças de tração se houver uma dragagem da válvula durante a injeção (na prática as forças viscosas ou de cisalhamento são altas, por exemplo, com materiais viscosos e bocais muito longos ou válvulas muito grandes, de modo que a superfície da válvula seja grande com relação à seção de passagem anular do material plástico fundido, ou podem ser forças de compressão ou impulsão, tal como exercidas pela pressão do material plástico que pressiona a projeção dianteira da válvula (e, portanto, como uma função do diâmetro da válvula e da pressão de injeção).

[0053] J. Abertura da válvula pode ocorrer em uma ou mais velocidades diferentes.

[0054] K. É favorável e mais eficiente se detectar o torque quando o acionador é temporariamente estacionário.

[0055] L. Em qualquer caso, é possível também se utilizar os valores de torque durante os movimentos, por exemplo, se os ciclos de calibragem vazia forem utilizados, de modo que os valores detectados durante esses ciclos sejam subtraídos ou de outra forma processados juntos com os gráficos do torque detectado durante a moldagem.

[0056] M. Devido aos espaços de acoplamento entre o pino e o acionador, a posição do mesmo pode não ser determinada: de fato, durante a abertura, se as forças de dragagem forem altas, é verificado que a válvula estará mais próxima do apoio inferior do assento tipo baioneta do cabeçote de válvula propriamente dito, enquanto que, se as forças de pressão forem altas, o cabeçote de válvula se apoiará no apoio superior do assento tipo baioneta (por inferior se pretende significar mais perto da câmara, enquanto mais alto significa mais distante da câmara). O mesmo ocorre durante o movimento de fechamento.

[0057] N. É preferível durante a etapa de abertura se interromper o movimento por um breve momento para se detectar os torques e, consequentemente, as forças agindo na válvula.

[0058] O. Se os torques forem negativos, e, portanto, as forças de índice de dragagem superiores às forças de pressão, a válvula se apoiará no apoio inferior do assento. Para se detectar uma pressão correta, é, portanto, adequado se inverter ligeiramente o movimento a fim de recuperar o espaço no cabeçote de válvula.

[0059] P. O software de controle pode utilizar valores de torque detectados para análise ou verificação do processo ou se configurar parâmetros de sistema através de algoritmos complexos.

[0060] Q. Em particular, durante a injeção sequencial, é possível se definir um algoritmo de movimento como uma função dos torques detectados por mais acionadores.

[0061] R. O método pode analisar um ciclo de moldagem único, ou uma série de ciclos definida a fim de variar dinamicamente os valores de configuração de cada acionador e para se alcançar a convergência com relação a um resultado desejado.

[0062] S. Um objetivo pode ser de obtenção de torques finais iguais em todos ou um número determinado de acionadores, como uma função das características de moldagem e processo. O sistema pode fechar as "portas", pela aceleração da pressão transmitida a ju- sante, de modo que os torques resultem como estando dentro de uma faixa determinada. Essa faixa pode ser configurada automaticamente ou determinada como uma função de resultados do torque obtido durante um processo de injeção sequencial padrão (com bocais abertos e fechados na velocidade máxima e em uma altura totalmente aberta). Nesse caso, é possível que o software determine duas faixas desviadas (predeterminada ou percentual) com relação ao valor médio dos torques.

[0063] T. Durante a etapa de injeção sequencial, o software pode abrir as válvulas para a altura necessária para manter o torque relativo em um valor similar ao acionador anterior.

[0064] U. O software também pode fechar as válvulas anteriores, se seu torque relativo exceder, durante a etapa de injeção, os valores determinados, ou for maior do que o torque do acionador que segue na sequência. De fato, quando os acionadores sucessivos começam a abrir, os acionadores anteriores podem começar a fechar até que o torque alvo seja alcançado. Nessa etapa, o acionador pode parar a fim de detectar o torque real e decidir se fecha mais para limitar adicionalmente o torque e, dessa forma, a pressão.

[0065] V. O resultado final é de se poder produzir uma redistribui-ção mais uniforme de pressões dentro da cavidade do molde e, portanto, uma melhor qualidade de artigos moldados.

[0066] Obviamente, as modalidades da invenção podem variar de forma ampla com relação ás descritas e ilustradas, sem se distanciar do escopo da presente invenção como definido pelas reivindicações a seguir.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Método de moldagem por injeção de materiais plásticos em uma cavidade de molde (S) por meio de um aparelho de moldagem compreendendo um distribuidor (2) de material plástico fluido (3; 3a a 3d) incluindo um pino de válvula (7) deslocável entre uma posição fechada e uma posição aberta, onde o pino de válvula (7) é operado de forma controlável por um acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d), caracterizado pelo fato de fornecer pelo menos uma etapa de detecção de valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d) quando o pino de válvula (7) está no percurso da dita posição fechada para a dita posição aberta, o valor de torque detectado sendo empregado para orientar o processo de moldagem.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente uma etapa de empacotamento sob pressão do material plástico injetado onde o pino de válvula (7) é mantido estacionário na posição aberta, e uma etapa de retorno subsequente do pino de válvula (7) para dentro da posição fechada, caracterizado pelo fato de fornecer pelo menos uma etapa adicional de detecção de valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d) do pino de válvula (7) durante a dita etapa de empacotamento e/ou durante a dita etapa de retorno para a posição fechada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o valor de torque detectado ser correlacionado á pressão de injeção.

4. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o movimento do pino de válvula (7) da posição fechada para a posição aberta ser descontínuo e incluir pelo menos uma etapa de parada temporária do pino de válvula (7) no qual a dita etapa de detecção do valor de torque é realizada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a dita etapa de parada temporária é seguida por uma etapa de retorno do pino de válvula (7) na direção da dita posição fechada por uma quantidade predeterminada.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de a velocidade do pino de válvula (7) a partir da posição fechada para a posição aberta ser variável de uma primeira velocidade inicial para pelo menos uma segunda velocidade superior à primeira velocidade.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de incluir uma etapa de calibragem inicial onde a dita etapa de detecção do valor de torque é realizada durante uma série de ciclos de abertura e fechamento do pino de válvula (7) sem injeção de material plástico no molde (S).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o aparelho de moldagem compreende uma pluralidade de injetores (3a a 3d), cada um dos quais é operado por um acio-nador rotativo elétrico respectivo (8a a 8d) e disposto em uma zona geralmente central e em zonas geralmente periféricas da cavidade de molde (S), respectivamente, e onde os ditos injetores (3a a 3d) são operados sequencialmente de modo que os pinos de válvula (7) dos injetores normalmente centrais (3a, 3b) sejam deslocados da posição fechada para a posição aberta antes dos pinos de válvula (7) dos injetores geralmente periféricos (3c, 3d) onde a cavidade de molde (S) é preenchida progressivamente a partir da dita zona geralmente central na direção das ditas zonas geralmente periféricas, caracterizado pelo fato de o valor dos torques desenvolvidos pelo acionador rotativo elétrico (8a a 8d) de cada pino de válvula (7) ser detectado e os valores de torque detectados serem empregados para orientar o processo de moldagem.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de os valores de torque detectados serem empregados para tornar os ditos torques essencialmente uniformes por meio de variações de deslocamento dos pinos de válvula relativos (7).

10. Aparelho para moldagem por injeção de material plástico dentro de uma cavidade de molde (S), compreendendo um distribuidor (2) de material plástico fluido sob pressão conectado a pelo menos um injetor (3; 3a-3d) incluindo um pino de válvula (7) deslocá-vel entre uma posição fechada e uma posição aberta, onde o pino de válvula (7) é operado deforma controlável por um acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d), caracterizado pelo fato de ser configurado para detectar o valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d) pelo menos quando o pino de válvula (7) está no percurso a partir da dita posição fechada para a dita posição aberta, e para empregar o valor de torque detectado para controlar o processo de moldagem.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, no qual no final do deslocamento de abertura, o pino de válvula (7) é mantido estacionário durante uma etapa de empacotamento do material plástico injetado e então retorna para a posição fechada, caracterizado pelo fato de ser configurado para detectar também o valor do torque desenvolvido pelo acionador rotativo elétrico (8; 8a a 8d) durante a dita etapa de empacotamento e/ou durante o retorno do pino de válvula (7) para a posição fechada.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de ser configurado para realizar o movimento do pino de válvula (7) a partir da posição fechada para a posição aberta de forma descontínua, com pelo menos uma etapa de parada temporária do dito pino de válvula (7) onde o dito valor de torque é detectado.