Estudo de Preenchimento
Fluxo e reologia calculados a partir dos dados do dimensionamento (PP, 4 cavidade(s)). Estimativa analítica — não substitui simulação por elementos finitos.
Visualização 3D — frente de fluxo
Sem peça carregada — mostrando o envelope 120 × 80 × 40 mm. Carregue o arquivo em Peça 3D.
Camada congelada, cisalhamento e empenamento são calculados sobre a peça real — carregue o arquivo em Peça 3D.
Física acoplada: casca congelada δ = 0,6·√(α·t), viscosidade pseudoplástica com aquecimento viscoso no gate (ΔT = ΔP/ρ·cp), contração pvT anisotrópica (paralela × transversal ao fluxo), flexão bimetálica macho/cavidade e qualidade das linhas de solda pelo ângulo de encontro. Modelo reduzido 2,5D — confirme cotas críticas em tryout.
Azul = ponto de injeção · vermelho = fim do preenchimento · linhas = isócronas de tempo · ⚠ vermelho = bolsa de ar, ⚠ amarelo = linha de solda (posições estimadas). Frente estimada pela distância ao ponto de injeção — visualização analítica, não simulação por elementos finitos. Arraste para girar, role para zoom.
1. Avanço da frente de fluxo e tempo de injeção
| Preenchido | Tempo | Frente | Pressão |
|---|---|---|---|
10% | 0.2 s | 15 mm | 1.015 bar |
25% | 0.4 s | 37.4 mm | 1.034 bar |
40% | 0.6 s | 59.9 mm | 1.056 bar |
55% | 0.8 s | 82.3 mm | 1.081 bar |
70% | 1.1 s | 104.8 mm | 1.109 bar |
85% | 1.3 s | 127.2 mm | 1.140 bar |
100% | 1.5 s | 149.7 mm | 1.174 bar |
Pressão × tempo de injeção
Menor pressão em ≈ 2 s (atual 1.5 s).
2. Pressão de injeção e força de fechamento
- • Lei de potência η = K·γ̇^(n−1)·e^(−0,02·ΔT): K = 15000 Pa·sⁿ, n = 0.3, Tref = 230 °C.
- • Sem grade comercial selecionada: K típico da família.
- • Cavidade como placa: largura equivalente 66.8 mm, percurso 149.7 mm, espessura efetiva 1.9 mm (descontada a camada congelada).
- • ΔP total = bico (Ø do bico, 15 mm) + bucha cônica (8 fatias) + distribuidores + gate + cavidade.
- • ΔP = 2·η·γ̇·L/h (fenda) e 4·η·γ̇·L/D (canais). Estimativa analítica, não simulação por elementos finitos.
- • F = A_proj (38400 mm²) × p média (437 bar) × 1,1 = 188 tf.
- • Adotado o maior entre pressão estimada e dimensionamento: 188 tf.
3. Janela de processo
Temperaturas e tempos são editados na tela Projeto Molde.
4. Diagnóstico de defeitos potenciais
Rechupe (sink marks) — risco médio
Parede máxima 3.5 mm é 1.4× a nominal: regiões espessas contraem depois da pele. Esvaziar (coring), nervuras ≤ 1.5 mm (60% da parede) e prolongar recalque com gate na região espessa.
Linhas de solda (weld lines) — risco baixo
Um gate e nenhum obstáculo informado: frente de fluxo única, sem linha de solda prevista.
Armadilhas de ar / venting — risco baixo
Escape de 0.02 mm no fim de fluxo e nas linhas de solda; velocidade de injeção reduzida no final do preenchimento. 3 saídas por cavidade, profundidade 0.02 mm.
4b. Linhas de solda e armadilhas de ar
Armadilha de ar — Fim de fluxo (último ponto a preencher)
Respiro 0.015–0.025 mm de profundidade, 3–6 mm de largura.
Posições por topologia (gates e obstáculos informados); confirme no 3D acima.
5. Parâmetros da máquina
6. Recomendações de injeção
- Tempo de injeção de menor pressão ≈ 2 s (atual 1.5 s).
- Perfil de velocidade: lento no gate, rápido no corpo, lento nos 10% finais para liberar o ar.
7. Refrigeração — circuitos de água
- • Nu = 0,023·Re^0,8·Pr^0,4 = 71.6; h = Nu·k/d = 4.401 W/m²K (água 30 °C, Pr 5,4).
- • 18 canais Ø10 mm × 320 mm; R_conv = 1.26 K/kW, R_cond(aço P20, k=29) = 4.04 K/kW.
- • Capacidade = (T_molde − T_água)/(R_conv + R_cond) = 1888 W; calor do ciclo 2620 W.
- • Eficiência de troca = capacidade ÷ calor a remover = 72% (100% = circuitos dão conta da carga térmica).
- • Estimativa analítica de canais retos furados; não considera bafles, cascatas nem pinos térmicos.
7b. Refrigeração conformada (DMLS / SLM — maraging 1.2709)
- • Canal conformado Ø5 mm a 5 mm da parede (passo 10 mm), acompanhando cavidade e macho; aço maraging 1.2709 (k ≈ 20 W/m·K, valor típico — confirmar com o fornecedor DMLS).
- • Fluxo médio na parede q = ρ·cp·(s/2)·(Tf−Te)/t = 20323 W/m² · parede: convencional 44.2 °C × conformada 40.2 °C (água 30 °C, h 4000 W/m²K).
- • t_resf = s²/(π²α)·ln[(8/π²)(Tf−Tw)/(Te−Tw)]: razão conformada/convencional 0.95 → 15.5 s vira 14.7 s.
- • Desuniformidade na superfície (ΔT entre canais): 10.5 °C → 1.7 °C.
- • Literatura cita 25–40% de redução de ciclo com conformada; o valor acima é o calculado para esta peça — confirmar em tryout.
8. Análise de Empenamento Volumétrico (Warpage CAE)
A classe TG (TG1–TG6) e o valor de tolerância vêm da tabela da ISO 20457 para a resina e a cota; essa tabela não está registrada no sistema, por isso a tolerância é informada pelo engenheiro.
Flexão térmica domina (0.874 mm): reduzir ΔT macho − cavidade (6 °C) com mais água no macho (baffles ou refrigeração conformada).
- • S∥ = S·3/(1+2k) = 1.18% · S⊥ = S·3k/(1+2k) = 1.66% (k = S⊥/S∥ = 1.4, fator típico da classe da resina — confirmar na ficha do fabricante).
- • Diferencial nas bordas: |S∥−S|·L/2 = 0.189 mm (fluxo, L 120 mm) · |S⊥−S|·L/2 = 0.063 mm (transversal, L 80 mm).
- • Flexão bimetálica: κ = α·ΔT/h = 1.4e-4·6/2.5 → w = κ·r²/2 = 0.874 mm.
- • Contração volumétrica pvT ≈ 1 − (1 − S)³ = 4.43% (contração linear média 1.50%, compensada no aço).
- • Estimativa analítica pelo envelope da peça (espessura uniforme). Confirme cotas críticas na simulação CalculiX da macro e no tryout.
Para o cálculo por elementos finitos: gere a simulação CAE no FreeCAD e rode simular_empenamento(True) no console Python.
9. Predição reológica (camadas, gate freeze, cisalhamento)
Hesitação / curta
frente 227 °C (não-fluxo 130)
risco baixo
Cisalhamento máx.
58.446 / 100.000 1/s
risco baixo
Camada congelada
28% da parede
risco médio
Empenamento
0,927 mm · ⊥/∥ 1,40
risco alto
| Grandeza | Predição | Fórmula clássica |
|---|---|---|
| Tempo de injeção | 1,4 s (ótimo) | 1,5 s (informado) |
| Pressão de preenchimento | 116 bar | 170 bar (Hele-Shaw, só cavidade) |
| Recalque · selagem do gate | 70 bar · 3,8 s | — |
| Força de fechamento | 32,9 tf (máquina 7,7×) | 167 tf |
| Contração ∥ · ⊥ | 1,18% · 1,66% | |
- Recalque ≈70 bar por 3.8 s (até a selagem do gate); acima disso o recalque não compacta.
- Contração ⊥/∥ = 1.4: tendência a empenar; equilibrar orientação (gate centrado, parede uniforme).
Confiança dos dados de entrada: 45% (sem grade: MFI típico da família; geometria só por dimensões; espessura máxima informada; sem dados de tryout para calibrar). Não é acurácia medida: o modelo é uma correlação, não uma rede treinada.
- • Lei de potência τ = K·γ̇ⁿ (n 0.32, K 8000 Pa·sⁿ escalado por MFI 12); canal fino ΔP = 2τL/h.
- • Camada congelada δ = √(α·t) por face; folga efetiva h − 2δ (modelo skin-core-skin).
- • Tempo ótimo = mínimo da curva ΔP(t): rápido demais sobe o cisalhamento, lento demais congela a parede.
- • Selagem do gate t = d²/(π²α)·ln(4/π·(Tf−Tm)/(Te−Tm)).
- • Força = A·n·max(ΔP/2, recalque)·1,2. Coeficientes por família: sem norma – decisão do engenheiro.
Resultados externos (OpenFOAM / CalculiX)
A macro grava em ~/InovaMoldes_Solvers o script Gmsh com grupos (water_inlet, water_outlet, cavity, steel_base), o caso chtMultiRegionSimpleFoam (água laminar + aço) e o .inp termo-mecânico do CalculiX, mais run_case.sh. Nada é resolvido no app: rode os solvers, confira a malha (checkMesh) e importe o VTK legado ASCII ou JSON {points, fields}. Cores: azul = mínimo, vermelho = máximo.