PROFILULINGINERIEINDUSTRIALAȘIMANAGEMENT [616113]

UNIVERSITATEA“PETRUMAIOR”DINTÎRGUMUREȘ
FACULTATEADEINGINERIE
PROFILULINGINERIEINDUSTRIALAȘIMANAGEMENT
SPECIALIZAREATEHNOLOGIACONSTRUCȚIILORDEMAȘINI
ANULIV
PROIECTDEDIPLOMĂ
Proiectareamatrițeideinjectatmaseplasticepentru
reperuldetipdiblu
Conducatorștiințific: Student: [anonimizat].dr.ing.BogdanBucur GabrielMarinGânj

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
1CUPRINS
1.Noțiunielementaredespretehnologiainjectăriidemaseplastice.4
1.1.Analizamaterialului…………………………………………………………….4
1.2Materialulreperuluișiproprietățileacesteia………………………….4
1.3Injectareamaterialelorplastice…………………………………………….8
2.Considerațiigeneraleprivindparticularitațiileconstructiveale
matrițeideinjectat…………………………………………………………………….9
2.1.Construcțiasifuncționarea………………………………………………….9
2.2.Determinareaforțeidearuncare……………………………………….19
2.3Proiectareasistemuluidetemperare……………………………………21
2.4Amplasareasistemuluidetemperare……………………………………21
2.5.Determinareatimpuluiderăcire…………………………………………22
3.ProiectareamatrițeipentrureperulDIBLUØ14…………………..23
3.1.Creareasauimportulmodeluluigeometric………………………….23
3.2.Analizașicorecțiageometrieipiesei…………………………………..24
3.3.Definireavolumuluidelucru……………………………………………..24
3.4.Compensareacontracțieipiesei………………………………………….25
3.5.Definireasuprafețeideseparatie………………………………………..25
3.6.Obținereapărțiloractivealematriței………………………………….26
3.7.Adăugareasistemuluiderăciresiaceluideinjectare………….27
4.Optimizareamatriței……………………………………………………………29
4.1Generalități……………………………………………………………………….29
4.2.Noțiuniintroductive…………………………………………………………..30
4.3.Descriereamatriței……………………………………………………………32
4.4.Optimizareacanalelorderăcire…………………………………………32
Bibliografie:…………………………………………………………………………….34
Anexe………………………………………………………………………………………35

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
2Introducere
Scopullucrăriidediplomăestedeacunoaștepașiiproiectăriiuneimatrițepentru
fabricareaprininjecțiedematerialplastic.Reperulualesdenoiesteundiblucu
diametruldeØ14dinpolipropilena.
Amalesaceastătemădeproiectaredeoarecematerialeleplasticeauodeosebită
importanțășisuntutilizateînfoartemultedomeniicumarfi:obținereaproduselorde
uzcasnic,electronicăsielectrotehnică,industrie,construcțiidemașinietc.
Trebuieremarcatcăpiesaobținutănuesteunacaresepoaterealizacuomatriță
obișnuitădeoareceprezintaunprofilmaicomplexcare-Ioferapieseiundesignplacut
siorezistențăcorespunzătoare.
Importanțacalculatoruluiîncadrulproiectuluiesteunadeosebitdemare.Astfel
matrițaafostobținutăcuajutorulsoftware-uluiAutodeskInventorProfessionaliar
tehnoredactareaproiectuluiafostfacutăinMicrosoftWord.
Proiectareasiasamblareatuturorcomponentelormatrițeiafostefectuatain
AutodeskInventorProfessional.Acestaesteunpachetdeprograme3Dutilizatîn
proiectarea,vizualizareașisimulareadeprodusedezvoltatdefirmaAutodesk.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
3Introduction
Thepurposeofthedegreeistoknowthestepsofdesigningamoldwiththe
purposeofplasticfabricationbyinjection.ThebenchmarkofourchoiceisaØ14
diameterdowelpinmadeofpolypropylene.
Wechosethisdesignthemebecauseplasticmaterialshaveagreatimportanceand
areusedinmanyareassuchas:householdproducts,electronicsandelectrotechnics,
industry,machinebuildingetc.
Itshouldbenotedthattheobtainedpieceisnotonethatcanbemadewitha
regularmoldbecauseitpresentsamorecomplexprofilethatgivesthepieceapleasant
designandacorrespondingresistance.
Theimportanceofthecomputerintheprojectisparticularlygreat.Thismoldwas
obtainedwiththehelpofAutodeskInventorProfessionalsoftware,andtheproject
editingwasdoneintheMicrosoftWord.
ThedesignandassemblyofallmoldcomponentswasdoneinAutodeskInventor
Professional.Thisisa3DprogrampackageusedinAutodesk'sdesign,visualization
andsimulationdevelopedbyAutodesk.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
41.Noțiunielementaredespretehnologiainjectăriidemase
plastice.
1.1.Analizamaterialului
Considerațiigeneralereferitoarelaobținereapieselorprininjectareamaterialului
termoplastic.
Delaaparițialor,materialeletermoplasticeaucunoscutodinamicăridicatăa
producției,faptdatoratpedeoparteaparițieiunorpolimerinoi,pedealtaparte
perfecționariitehnologiilordeprelucrareaacestora.Creștereaproducțieidepolimeri
sedatoreazăfaptuluicăaceștiasuntbunisubstituențiaimaterialelorcovenționale
(metale,lemn,piele),pentruproducerealorestenecesarunconsummairedusde
energiedecâtincazulmetalelor,aubazalargademateriiprimepentrusinteză
(hidrocarburi,siliciu,biomasă),augreutățimaireduse.
Dinaceastacauzăfabricareaprduselorprinacestprocedeutehnologicdevine
economicănumaiincazulunorseriidefabricațiesuficientdemari(zecisausutede
miidepiesepean)pentruaamortizaconstulmatrițeiîntr-untimpscurt.
1.2Materialulreperuluișiproprietățileacesteia
Materialeleplasticesuntmaterialeobținutepebazădepolimeri,îngeneralsintetici,
acărorprelucraresubformădeprodusefinitesefacelatemperaturilacareaceste
materialedevinplastice.
Materialeleplasticereprezintăamestecuriînproporțiideterminateîntrepolimerisi
materialeauxiliare,caremodificăînmodavantajoscaracteristiciledeutilizaresi
prelucraresauaspectulpolimerului.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
5Polipropilena(PP)
PP–Polipropilena-facepartedincategoriapoliolefinelor,materialetermoplastice
cuolargărăspandirelaproduselecareserealizeazăprininjectare.
Esteunmaterialușordeturnatavândorezistențămedielaimpact,orezistență
structuralămaresideasemeneaorezistențălaogamăimpresionantădechimicale.
Desiesteturnatinprincipalprininjecție,poatefiturnatsiprinvacuumsau
centrifugare,atâtprinformarecâtsiextrudare.Gamadetemperaturidelucru:0°C÷
+105°C.Plasticdur,rigid,cugreutateușoarăobținutprinpolimerizareapropileneide
înaltăpuritate,înprezențaunuicatalizatororganometaliclapresiunisitemperaturi
relativscăzute.
Suntpolimeritermoplasticiconstândînprincipaldinpropilena(C3H6)sivin
dintr-unprocesdejoasapresiunebazatpecatalizatorisiauingenerallanțdepolimer
liniar.
Formulamoleculara:
Polipropilenaseobținedinpolimerizareapropileneiinprezențacatalizatorilor
(complecsimetalici)sieventualinprezențaaltormonomeri.
Proprietațifizice
Proprietățilemecanicealemonomerilorsicopolimerilorsuntfoartediferite,
conținutuldeelastomeravândomareinfluența.Densitateavariazaintre0,895-0,910
g/cm3saupoatedepași1,0pentrumaterialeleranforsatecufibradesticla.Esteun
materialcristalincugraddecristalinitatede60%.Toatetipuriledepolipropilenesunt

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
6vâscoase,iarpieseleinjectatesefragilizeazănumaisubsarcinăridicată.Temperatura
detopirepentrupolipropilenahomopolimerestecuprinsaintre155-175°C,iar
temperaturadevitrifiereaproximativ5°C.
Polipropilenaesteopacă.Numaipolipropilenaatacticăpermiteobtinereadepiese
transparenteînfuncțiedegrosimeaperețilorpieseiinjectate.
Proprietățileelectricealepolipropileneisuntcomparabilecualepolietileneideinalta
densitate.Frecvențanuinfluențeazăpracticvaloareadielectricăsifactoruldepierderi
electrice.Acestecaracteristicinusuntinfluențatedeumiditate.
Polipropilenaesteunfoartebunizolator:rezistivitateslabăsirigiditateelectrică
ridicată.
Proprietățichimice
Încomparațiecupolietilenarezistentălaagențichimiciapolipropileneiestemaibună.
-esterezistentălaacizisibazeslabe,lasoluțiidesărurianorganice;
-esteinstabilălaaciziconcentrați,bazeconcentrate,tetracloruradecarbon;
-arestabilitateparțialalaalcooli,cetone,eteri,esteri,uleisigrasimi;
-nuabsoarbeapa;
-estepuținstabilălaintemperii.
Comportarealaardere:
-seaprindeușorsiardedupaindepartareaflacarii
-gonfleaza,picurăsiseintăreștelasuprafață
-flacăraestealbastrăcuextremitațigalbene
-aremirosdulceagdeparafină
Prelucrarealainjectare
Învedereainjectăriimaterialulnuestenecesarsafieuscat.Condițiilegeneratede
injectareimpunoincălzireamaterialuluiplasticincilindrulmașiniideinjectatpeo

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
7plajălargaintre200-3000Csiotemperaturăamatrițeiintre20-600C.Presiuneade
injectaresealegeintre800-1400bari,presiuneaulterioara600-800barisi
contrapresiuneaintre100-200bari.Încapulmelculuisefoloseșteclapetaantiretur,
iarincapulcilindruluisepotfolosiatâtduzedeschisecatsiduzecuinchidere.Viteza
derotireamelculuitrebuiesafiecuprinsaintre0,3-0,5m/s.InaintedefolosireaPP
nuestenecesarăcurațireacilindruluicualtmaterial.Latimpidestaționaremailungi
temperaturaincilindrucreștedelapalnieladuza,iarlatimpimaiscurțidestaționare
temperaturapoateficonstantăinlungulcilindrului.Temperaturilecilindruluisi
matrițeilainjectareaPPsuntprezentateintabeluldemaijos.Pieseinjectate:La
proiectareapieselorinjectateseacordaatentiecontracțieicareestecuprinsaintre1,5-
3%,iarpostcontracțiaesteimportantă.Temperaturamaximădeutilizareapieselor
esteaproximativ800C.
Tabel:Temperaturiledeprelucrarealecilindruluideinjectaresimatritei.
MatritaDiuzaCilindrudeinjectie
ZonaIVZonaIIIZonaIIZonaI Pilnie
Temperatura(gradeC)
(incalzirecrescatoare)20-60260-
300240-
280220-
260200-
240160-
20020-30
Temperatura(gradeC)
(incalzireconstanta)20-60260-
300260-
300260-
300260-
300260-
30020-30
Prelucrariulterioare
Pieselesepotsudaprinelementedeincălzire,prinvibrațiisiprinultra-sunete.
Pieseleinjectatesepotmetalizainvidșisepotgalvaniza.
Pieseleinjectatesepotprelucramecanicfărăprobleme.Pieselesepotasambla
demontabilprinșuruburisauelementeelastice.Asamblarilenedemontabilepotfi

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
8realizateprinniturisauelementeelasticesaulipire.Lipireasepoatefacecurașini
epoxidice,policlorbutadienasaupoliuretan.
Polipropilenapoatesaconținaincompozitieadaosuripentruimbunătățireaunor
proprietați:rezistențalaintemperii,îmbunatațireacalițatilorantistatice,creșterea
rigiditații,rezistențalatemperaturăetc.Sepoatearmacufibradesticlă,biledesticlă
pentrucreșterearigiditații,rezistențeilatemperaturășistabilizariidimensionaleale
pieseiinjectate.
1.3Injectareamaterialelorplastice
Procedeuldeinjectareseaplicăînspecialmaterialelortermoplasteși,rar,celor,
termorigide.Acestprocedeudeprelucrareesteextremdeimportantîntehnologia
prelucrăriimaterialelorplastice,putându-seobținepiesecuformecomplexe,cu
utilizăridiverse(înconstrucțiademașini,înindustriabunurilordelargconsum,în
aplicațiimedicale,etc.)șicumasădelacâtevagramepânăla20dekg.Productivitatea
mașinilordeinjectatestemare,lacelemaigreleobiectecicluluneiinjectărifiindde
max.1…2minute.Dupăconstrucțiamatrițeifolosite,launcicludeinjectaresepot
obțineunasaumaimultepieseinjectate,ceeaceconducelaoproductivitatefoarte
mareaprocedeului.
Principiulprocedeuluideinjectareamaterialelorplasticeconstăînpresarea
materialuluitopitîncavitateaunuimatrițe,undeacestasesolidificășiformeazăpiesa
injectată.
Materialulplasticseintroduceînrezervoruldealimentare,deundeestedozatși
ajungeîncilindrulmașiniideinjectat.Îninteriorulcilindruluidelucruseaflăunmelc
piston,care,înprimafazăaunuicicludelucruserotește,faptceducelaavansul
matrialuluiplasticspreparteafrontalăacilindrului.Pemăsuraavansăriiseproduceși
plastifiereaacestuia,datorităfaptuluicăcilindrulesteîncălzitdinexterior,cuajutorul
unorrezistențeelectriceplasatepecircumferințaacestuia.Înmomentulîncareînfața
melculuipiston,înparteafrontalăacilindrului,s-aacumulatcantitateadematerial
necesarăuneiinjectări,melcul-pistonacționeazăcaunpiston,avansulluieasiguratde
unsistemhidraulic,caurmare,materialulesteîmpinssubpresiuneînmatriță.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
9Dupărăcireapiesei/pieselormatrițasedeschide(melculseretrageînaintede
deschidereamatriței)permițândevacuareapiesei/pieselorinjectate.Ulteriormatrițase
închideșicicluldeinjectaresereia.
2.Considerațiigeneraleprivindparticularitațiileconstructive
alematrițeideinjectat.
Injectareamaterialelorplasticeestecondiționatadetreifactori:
-caracteristicilemașiniideinjectat
-caracteristicilematerialuluiplastic
-caracteristicilematrițeideinjectat
Matrițadesubansamblulmecaniccareareroluldeaimprimamaterialulplastico
anumităformăcudimensiunibinedeterminate.
2.1.Construcțiasifuncționarea
Înfuncțiedeformageometricăapiesei,denaturașicaracteristicilematerialului
plastic,detipulmașiniideinjectatetc.Existăomarevarietateconstructivădematrițe
deinjectat.
Înfigura2.1.1esteprezentatăomatrițădeinjectatcudouăcuiburicarecuprinde
elementeleconstructivecaracteristiceacestuiansambluconstructiv.Matrițadeinjectat
semonteazăpeplatouriledeprinderealemașiniideinjectatprinintermediulcelor2
plăcideprindere4și13caresefixeazăcuajutorulunorbridesaușuruburidefixare.
Centrareamatrițeipeplatourilemașiniiserealizeazăcuajutorulinelelordecentrare28
(peparteamobilă)și19(peparteafixă).Ineleledecentraresuntprinseînplăcilede
prinderealematrițeicuajutorulșuruburilor3.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
10Materialulplastictopitdinduzamașiniideinjectatajungeînduza18amatrițeide
injectatșiprinintermediulrețeleideinjectarelacuiburilematriței.
Piesainjectatăseformeazăîncuibulformatdepoansonul17șipastilele15și16.
Dupăîntărireamaterialuluiplasticînmatrițăcaurmarearăciriiplăcilormatriței,pri
intermediulcircuituluiderăcirematrițasedeschideînplanuldeseparație,,X”.Piesa
injectata,întărităcaurmareacontracțieipepoansonul17,rămânesolidarăcupartea
mobilăamatrițeiîmpreunăcurețeauadeinjectarereținutădebucșăextractoare20.
Tijadearuncare1estetamponatădeotijăfixădepemașinădeinjectatșisistemulde
aruncareacționatdeterminândmișcareaplăciidearuncare5,plăciiportaruncatoare6,
aruncătoarelor26,aruncătoruluicentral25șiatijelorreaducătoare24.
Plăcilearuncătoareșiportaruncatoaresuntfixecuajutorulșuruburilor7.Tijade
aruncare1esteghidatădebucsacentrală2șiesteînșurubatăînplacaaruncătoare5.
Piesainjectatăestearuncatădinmatrițădearuncătoareletipștift26,iarrețeauadecătre
aruncătorulcentral25.
Laînchidereamatrițeitijeledearuncare24lovescstifturiletampon22
determinândrevenirealapozițiainițialăaîntreguluisistemdearuncare.Plăcile
matrițeisuntprinsecuajutorulșuruburilor27șisuntcentrarecuajutorulștifturilor21.
Centrareacelordouăsemimatriteserealizeazăcuajutorulcoloanelordeghidare14și
abucselordeghidare12.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
11
Fig.2.1.1Matritadeinjectatcudouacuiburi
1-tijădearuncare;2-bucședeconducere;3-șurub;4-placădeghidare;5-placă
aruncătoare;6-placăportaruncătoare;7-șurub;8-placădistanțieră;9-placăsuport;
10-,11-placădeformare;12-bucșădeghidare;13-placădeprindere;14-coloanăde
ghidare;15-,16-pastilă;17-poanson;18-duzădeinjecție;19-ineldecentrare;
20-bucsăcentrală;21-știft;22-știfttampon;23-șurub;24-știftreaducator;25-
aruncătorcentral;26-aruncător;27-șurub;28-ineldecentrare
Procesuldeinjectareesteunfenomenciclic,fiecareciclucuprinzândmai
multeoperații:
-alimentareamaterialului(dozarea)
-incălzireasitopireamaterialuluiincilindrulmașinii
-inchidereamatriței
-introducereamaterialuluitopitsubpresiuneinmatriță
-racireasisolidificareamaterialuluidinmatriță
-deschidereamatriței
-eliminareapieseiinjectatedinmatrița
Schematic,procesuldeinjectareauneipieseesteprezentatinfig.2.1.2

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
12
Fig.2.1.2SCHEMADEPRINCIPIUAINJECTARII
a)injectareamaterialuluiinmatriță;
b)solidificareasiracireatopiturii;
c)deschidereamatrițeisiaruncareareperuluidin
matriță;
1.Platanulmobil;2.Matrita;3.Platanfix;4.Duzamasinii;5.Cilindru;6.Corpde
incalzire;7.Melc;8.Palniedealimentare;9.Sistemdeantrenareinmiscareaderotatie;
10.Sistemdeactionareinmiscareadetranslatie;11.Piesainjectata.
Materiaprimasubformadegranuleseintroduceinpâlniadealimentare(8)
deundecadeincilindruldeinjectare(5).Materialulplasticajunsincilindrulde
injectareestetransportatdecatremelcul(7)intimpulmișcariiderotatie,sprecapul

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
13cilindrului,undesegasesteduzădeinjectare(4).Mișcareaderotațieamelculuise
realizeazăcuajutorulsistemuluideantrenare(9).Intimpultransportului,granulele
ajunginstaredetopiturăcaurmareafrecarilor,precumsiaincălziriicilindruluide
cătrecorpuriledeincălzire(6).
Materialulplastictopitesteimpinssubpresiuneinmatrițadeinjectat(2)decatre
melcul(7),caurmareapresiuniiexercitatedesistemuldeacționare10.Dupa
solidificareasiracireamaterialuluiinmatriță,platanulmobil(1)almașiniideinjectat
seindepărteazădeplatanulfix(3).Astfel,matrițasedeschidesicaurmareaacționării
sistemuluidearuncarealmatriței,piesainjectată(11)estearuncatadinmatriță.
Reprezentândgraficmișcareamelculuișiamatrițeiincursulprocesuluide
injectareseobținediagramadinfigura2.1.3.
Fig.2.1.3Diagramareprezentânddeplasareamelculuisiamatrițeiinprocesulde
injectare
tu–timpdeumplerematrita;
tul–timpdepresiuneulterioara;
tr–timpderacier;
td–timpdedemulare

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
14Întregulprocesdeinjectarepoateficuprinsinurmatoareletreptedeproces:
-plastifierea
-umplereamatriței
-compactizarea
-răcireasidemularea
Principaliifactoricareinfluențeazaprocesuldeformareamaterialelor
termoplasticesunt:
1.Proprietățilechimice,fizicesitehnologicealematerialuluitermoplasticin
condițiilespecificeprocesuluideinjectare;
2.Regimultemperaturilor;
3.Regimulpresiunilor;
4.Duratanecesarăformării
Proprietățilechimice,fizicesitermodinamicesuntdeterminantepentru
desfășurareaprocesuluideinjectare,pentrustabilireacorectăaparametrilordelucruai
mașiniideinjecție.
Proprietățilepolimerilorsuntdiferite,funcțiedestructuralor-amorfăsau
cristalina.
Topireamaterialuluitermoplasticsefaceprintransmitereacalduriidelaperetele
cilindruluilamaterialsauprintransformareaprinfricțiuneaenergieimecanicein
energietermică.
Cucâttemperaturamaterialuluitermoplasticestemairidicatăcuatatacesta
estemaifluid,matrițaseumplemaiușor,iartimpuldeinjectaresereduce.
Temperaturamatrițeiestehotărâtoareinfazaderăcire-solidificareareperului.
Presiuneadinmatrițăsitemperaturamaterialuluiinmomentulsigilăriisunt
directinfluențatedetemperaturamatriței.Cucattemperaturamatriteiestemaijoasa,
cuatatsigilareamaterialuluiareloclatemperaturasipresiunemaiinalte.Caatare,
presiunearecomandatavafimaimaresideciotemperaturămaijoasaamatrițeiva
compensapartialefectuldilatatieitermice.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
15Intimpulprocesuluideinjectaresedezvoltăoseriedeforțecareexercită
presiuniimportanteasupramaterialuluitermoplastic.Procesulpoatefiurmarit
simplificatinfigura.2.1.4
Fig.2.1.4Schemasimplificataainjectariipentrupunereainevidentaapresiunilor
1-matrita;2-cilindru;3-melc;4-cilindruhydraulic;
pi-presiuneinterioara;pe-presiuneexterioara;ph-presiunehidraulica
Presiuneaexercitatademelctransportamaterialulplastictopitdincamera
cilindruluimasiniiprinduzasicanalelematritei,panainmatritapentruumplerea
cavitatiiacesteia.Presiuneadinmatritaatingevalorimaximelasfarsitulcursei
melculuisidepindedefortaexercitatademelculpiston,vascozitateapolimeruluisi
rezistentahidraulicaatraseului.
Sedefinescurmatoarelenotiuni:
-presiuneaexterioaraPecarereprezintapresiuneaexercitataasupra
materialuluiplasticincilindrulmasiniideinjectat.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
16-presiuneainterioaraPicarereprezintăpresiuneadincavitateamatriței.
Presiuneainterioaraestemaimicădecatceaexterioarădatorităpierderilorde
presiunecareaparlatrecereamaterialuluiprinduzamașinii,duzamatriței,rețeaua
deinjectare,perețiipieseiinjectate.
-presiuneaulterioaraPuecarereprezintapresiuneaexercitatademelc
asupramaterialuluidincavitateamatritei.Aceastapresiunecompenseazacontractia
rezultatainurmaraciriimaterialului.
-presiuneadesigilarePs,definitacapresiuneaexercitataasupra
materialuluiplasticincavitateamatritei,inmomentulsolidificariiculeii
(corespunzator
punctuluidesigilare).
-presiuneainterioararemanentaPr,carereprezintapresiuneadinpiesa
injectatainmomentulinceperiideschideriimatritei.
Dupasigilare,materialulsecontracta,datoritaraciriisiinconsecintapresiunea
scade,farainsaaatingeovaloareegalacuzero.
Conformetapelorcomponentecicluluideinjectare,lainceputpresiuneainterioara
crestebrusc,apoidupaincetareapresiuniiulterioare,respectivdupasigilare,scade
treptatlavaloareapresiuniiremanente.Diferentadepresiuneintrepresiuneaexterioara
deinjectaresipresiuneainterioaradincavitateamatriteidepindedeproprietatile
materialuluiplastic,detemperaturadeinjectare,deparametriireteleideinjectare
(dimensiunileduzeideinjectare,canalelordeinjectaresiacavitatiipieseideinjectat).
Astfel,latemperaturiridicate,vascozitateatopituriiestemaimica,cadereadepresiune
vafimaimica,presiuneainterioaracreste,scazandpresiuneadeinjectarenecesara
asigurariiaceleasipresiuniinterioare.Presiuneainterioaradanasterelaofortacare
tindesadeschidamatritaintimpulinjectarii.Caurmare,fortadeinchidereamasinii
deinjectattrebuiesafiemaimaredecatfortainterioara,definitaprinprodusuldintre
presiuneainterioarasisuprafatacavitatiimatriteiinplanuldeseparatie.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
17Cucatvâscozitateatopituriiestemaimica,cuatatdiferentadintrefortadeinchideresi
fortainterioaratrebuiesafiemaimare.
Prezentareagraficaadependenteidintrepresiuneadinmatritasitimpulde
injectare,definestecurbacaracteristicaacicluluideinjectarefigura2.1.5
Fig.2.1.5Cicludeinjectare
pi–presiuneinterioara;
ps–presiunedesigilare;
pr–presiuneremanenta;
pimax–presiuneinterioaramaxima
Cicluldeinjectaresedesfasoaradupaurmatoareleetape:
UmplereamatriteiarelocdelaTolaT2.Inprimaparte(0-1)presiunea
ramaneconstanta,iarapoiinmomentulumpleriicrestebrusclavaloareapi(portiunea
decurba0-2).

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
18Instadiuldecompactizarepolimerulseracestesivolumulscade.Seaplica
presiuneaulterioaracaredeterminaintroducereaunornoicanatitatidetopitura.Se
ajungepanalaovaloaremaximaapresiuniiinterioarePimax.,dupacarepresiuneava
scadeapanalavaloareapresiuniidesigilarePs(2-4).
Răcireasecaracterizeazăprintr-oscaderemailentăapresiuniicaurmarea
solidificării(4-5).Lasfarsitulstadiului,matritasedeschidesiobiectulesteevacuatdin
matrita.
Presiunearemanentainpunctul5trebuiesafiemaimaredecatpresiuneamediului
pentruaasiguradimensiunileobiectului.
Obtinereaunorprodusedecalitatedepindeinceamaimaremasurade
presiuneasitimpuldesigilaresiinspecialdepresiunearemanentacarecontroleaza
contractiamaterialului.
Duratadeformaredepindedecaracteristicilepolimerului,dedimensiunile
obiectuluideinjectatsidesistemulderacirealmatritei.
Duratadeformaredeterminaproductivitateamașiniisicalitateapieselorinjectate.
Unelementimportantindeterminareadurateideformareilconstituieraportuldintre
greutateapieseiinjectatesicapacitateadeplastifiereaagregatului.
Laformareaprininjectieestenecesarsafiecunoscuteurmatoarelecaracteristici:
-Volumulmaterialuluideinjectatlaocursăcompletădatdeprodusuldintre
suprafațapistonuluisicursapistonului,cmc.
-Greutateamaterialuluideinjecțiedatadeprodusuldintrevolumsidensitatea
volumetricaamaterialuluisubformadegranule,g.
-Capacitateadeplastifiere,cedepindededimensiunilecilindruluiside
cantitateadecaldurăceseobține,kg/h
-Presiuneadeinjecțieexercitatădepiston,kgf/cmp(Mpa)
-Forțadeinchidere,esteforțanecesarăpentruamenținematrițainchisă,kN
(Mpa).
-Cicluldeinjecțieestetimpulnecesartuturoroperațiilorpentruobținereaunui
produsprininjecție

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
192.2.Determinareaforțeidearuncare
Deschidereamatrițeideinjectattrebuiesăsefacăcuoforțădedeschiderecât
maimicăastfelîncâtsăserespecterelatia:
F1<F2
F1-forțanecesarădeschideriimatriței
F2-forțadedeschidereamașinii
Laeliminareapieseiinjectatedinmatriță,trebuiesăserespecterelatia:
FA<F2
FA-forțadearuncaredinmatriță
ForțadearuncaredinmatrițăFAdepindedeurmatoriifactori:
-matrițadeinjectat:rigiditatea,răcireamaterialuluidincareeconfecționată
matrița
-materialultermoplastic:coeficientulde frecare,modululde
elasticitate,caracteristiciltermice,proprietațiletermodinamice(contracția)
-piesainjectată:grosimeapereților,ariiledeproiecțiealesuprafețelor,porțiunile
umbrite
-parametriideproces:presiunearemanentă,temperaturadeprelucrare,
temperaturamatriței,timpuldedemulare,ratadearuncare
Forțadearuncaresepoatedeterminacuajutorulformulei:
FA=FD+ƩFR
FD-forțădedemulare
ƩFR-forțeledefricțiuneînsistemulmatriței.
Determinareaforțeidedemulare:

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
20Pentruformacilindricăforțadedemulareeste:
FD=





121001S1 E µdbla Svk
μ-coeficientdefrecareîntremiezsipiesainjectată
μ-=0,08
E-modululdeelasticitatealmaterialuluilatemperaturadedemulare
E=250[daN/mm2]pentrupolipropilenă
S1-contracțialiniaraapieseiinjectate
S1=lmllm
lm-dimensiuneacuibuluimatrițeilatemperaturacamerei
lm=80[mm]
l-lungimeapieseiinjectate
a-grosimeadeperete
a=4[mm]
b-grosimeatălpiiinjectate
b=2,5[mm]
Dacănusecunoaștetermenul Svk acestaseelimină,obținându-seastfelo
valoaremaximăaforțeidedemulare.
FD= 


   08.0185.214.380314.321001250 08.0
FD=316[daN]
ForțadearuncareamașiniiFA=1320[daN]

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
212.3Proiectareasistemuluidetemperare
Considerândmatrițacaunschimbătordecaldură,estenecesarsăsecunoascătrei
factoriprincipaliîntemperareamatriței:
-cantitateadecăldurăcetrebuiesăfieeliminată
-ușurintarelativădeîndepărtareacăldurii
-mecanismulpentruindepărtareacăldurii
Cantitateadecăldurătrebuieeliminatăprinintermediulmatriței,îndecursulunui
cicludeformare,esteînfuncțiedecantitateadepolimerinjectatăîntr-osingurăcursă.
2.4Amplasareasistemuluidetemperare
Pentruobținereauneipiesedeprecizietrebuieacordatăoatențiedeosebită
amplasăriicanalelordetemperareinraportcupiesașiintreele,infuncțiedesensulde
umplerealcuibului.
Laproiectareasiamplasareasistemuluidetemperaretrebuiesăseținăseamade
urmatoareleprincipii:
-temperaturauniformăaîntregiisuprafețeacuibuluimatriței
-amplasareacanalelorînlunguldrumuluidecurgerealmaterialuluiplasticinmatriță
-numarulschimbărilordedirecțiealcircuituluiderăciresăfiecâtmaimic
-asigurareaetanșeitățiicircuitelordetemperare
a)Temperareasuprafețelor
Împractică,soluțiaceamaifolositădatorităfacilitățilorînexecuțiacanaleloreste
soluțiadetemperareprincanalecirculareexecutatepringăurire.Aceastăsoluție
amadaptat-osieupentrucăesteușorderealizatșirenteazădinpunctdevedere
economic.Amplasareacanalelorcirculareinraportcupiesainjectatăiainconsiderare,

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
22dinpunctdevederealrigiditații,nunumaigăurilecanalelordarsipracticareaaltor
orificiinecesarematriței.
b)Temperareaplăcilor
Plăcilematrițeideinjectattrebuieprevăzutecuunsistemderăcire.Circuitulde
răcirecelmaifrecventutilizatpentrurăcireaplacilorserealizeazăprincanaledrepte,
legaturadintrecanalelederăcireasigurându-seprinintermediulunoorcanale
suplimentareînplacilematriței.Laamplasareacanalelorderăcireinmatrițătrebuiesă
seținaseamașidetransferullocaldecăldură,răcireatrebuindsăfieintensăînzonele
cutemperaturăridicată.
2.5.Determinareatimpuluiderăcire
-pentrumaterialeletermoplasticecugrosimis<5mmsefacecuurmătoarearelație:
Tr=asA

42
unde:
A-coeficient
s-grosimeapereteluipieseiinjectate
a-coeficientdedifuzitatetermică
DeterminareavaloriicoeficientuluiA
Pentrudeterminareaacestuicoeficientsedeterminăraportul(Tp-TM)/(To-TM)
unde:
Tp-temperaturamaximăînmijloculpieseiinjectatelaaruncareTp=700C
TM-temperaturamedieapereteluimatrițeiTM=300C
To-temperaturainitialădeprelucrareamaterialuluiplasticTo=2600C
(Tp-TM)/(To-TM)=0.17

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
23A=0.78,grosimeapieseiestedes=3mm
a-pentrupolipropilenaestede7,6*10-4
Tr=42
106,74278,0
=>Tr=10.26secunde
3.ProiectareamatrițeipentrureperulDIBLUØ14
Laproiectareamatrițeisevautilizasoftuldeproiectareșifabricațieasistatade
calculatorAUTODESKINVENTORPROFESSIONAL2016carefurnizează
utilizatorilorinstrumentepentruproiectareauneimatrițeporninddelaunmodel
geometric3DcarepoatefirealizattotinInventor.
3.1.Creareasauimportulmodeluluigeometric
Modelareageometricăesteprimulsicelmaiimportantpasdintr-unproiectde
fabricațieasistatădecalculator.Prinmodelareageometricăsedefinescparametrii
geometricisidedimensiuneauneipiesesauansamblu.
Acestlucrudevinecuatâtmainecesar,cucâtpiesaestemaicomplexă,sau
programulCAMarepartedemodelaremaipuțindezvoltată,oriavemladispoziție,cu
drepturiledejacumpărate,unprogramCADfolositinițialsicunoscuttemeinicde
proiectanți.
Încazuldefață,folosindfuncțiiledemodelareINVENTORPROFESSIONAL.În
figura3.1seobservăoimaginefotorealisticăapieseiincauză.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
24
Fig.3.1.diblu
Volumuldibluluiestede8,24cm3
3.2.Analizașicorecțiageometrieipiesei
Procesuldeinjectarenecesităcasuprafețelemodeluluisăaibăoanumităinclinare.
Necesarăpentrudezbatereapieseidepepoanson.Idealarficamodeluldelacarese
pleacăînconcepțiamatrițeisafieastfelconstruit,dacăacestlucrunuesteposibil,
modelulvatrebuimodificatpentruaîndepliniacestecondiții.
3.3.Definireavolumuluidelucru
Modeluldebază
Estemodelulgeometriccreatsauimportatcarestălabazarealizăriimatriței.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
25Modeluldereferință
Modeluldereferințăestemodelulpropriuzisalpieseideupaceaufostfăcute
modificărileastfelincâtpiesasafierealizabilădinpunctdevederetehnic.adicăsase
poatăinjectasiextragedinmatrițacareurmeazăafiiproiectată.
Piesadelucru
Reprezintătotalulvolumuluidematerialfolositpentruareprezentacomponentele
părțiloractivealematriței,adicăcelecaredeterminăformapieseiinjectate.Piesade
lucrupoatecuprindeșicomponentelealesistemuluideinjectarecumarficanalelede
injectare.
3.4.Compensareacontracțieipiesei
Înproictareamatrițeitrebuiesaseținacontdecontracțiatermicăamaterialului
plastic,contracțiecedeterminămodificarialedimensiunilorpiesei.Înprezentul
proiectpiesacareurmeazăafiproiectatăesteundibluiarmaterialulfolositestePP
careareocontracțiede0,5%.
3.5.Definireasuprafețeideseparatie
Suprafațadeseparațieesteosuprafațăcareestefolosităpentruîmparțireapieseide
lucruînsemimatrițelecaredeterminăpărțileactivealematriței.Potfidefiniteunasau
maimultesuprafețedeseparație,infuncțiedecaz.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
263.6.Obținereapărțiloractivealematriței
Avândosuprafațadeseparațiesepoatemodelafoarteușorceledouăpărțiactive
alematriței.CuajutorulcomenziCopycopiemsuprafațadeseparațieindouă
exemplare.Osuprafațăcopiatăounimcuparteasuperioarăapieseisiastfelimpreună
voralcătuiparteasuperioarăamatriței.Cealaltajumătateimpreunacusuprafața
inferioarăapieseivoralcătuiparteainferioaraamatrițeisianumeparteamobilă.
Astfelavândsuprafațadeseparațieimpreunăcuceledouăcavitațicareformeazăpiesa
putemobțineceledouăparțiactivealematriței.Demenționatfaptulcaamobținutcele
douăparțiactivecasuprafețe,eletrebuindtransformateinsolidecarepeurmavor
puteafiasamblateinmodulassemblydinInventorsauchiarpotfifolositepentru
realizareatehnologieideprelucrareacelordouaparțiactive.Infigurademaijoseste
prezentatăoimagineacelordouaparțiactivealematrițeiașacumaparelein
programulinventor:
Fig.3.6.1Parteafixaamatriței

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
27
Fig.3.6.2.Parteamobilaamatriței
Modeleleastfelobținutepotfimodificateîncontinuare,extrăganddinaceste
anumiteelementecarepotușurarealizareaefectivăasemimatrițelor.
3.7.Adăugareasistemuluiderăciresiaceluideinjectare
Dupărealizareacelordouăpărțiactivesetrecelarealizareasistemuluiderăcirea
matriței.Racireamatrițeisevarealizapringauriincarevacirculaaparececareprin
transferuldecaldurăvaraciimatrița.Răcireaestenecesarădeoarecedupăceaufost
injectatemaimultepiesematrițasevaincalziidincauzamaterialuluicaldinjectatși

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
28astfeldacănuesteracităladeschidereamatrițeidupainjectare,piesarezultatăpoatefii
incamoale.Vezifigura6.7.
Răcireasevarealizaprinmodelareaunorgăuricudiametrulcâtmaimaredarcare
sanuafectezerezistentamatrițeiiscatmaiaproapedepiesainjectatăastfelîncât
transferuldecăldurasăfiecâtmaieficient.Laproiectareasistemuluiderăcireseiaîn
considerareșiaruncatoriicasasepoatapoziționasieiînmatrițăcapiesasapoatăfi
aruncatădinmatriță.
Laproiectareasistemuluideinjectaresevorluainconsiderareurmătoarele
cerințe:
-injectareapecâtposibilsăfieincentrulmatrițeipentruanudescentramatrița
-profilulinjectăriitrebuiealesinașafelîncâtinjectareasăsepoatărealizaîncondiții
bune(sănuaparăriduri,lipsădematerial)iarrupereacanaluluideinjectaresăsefacă
asfelîncâtpiesasărămanăintreagă.
Fig.6.7.Matrițacucanalelederaciresiinjectare

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
294.Optimizareamatriței
4.1Generalități
OPTIMIZARE-Alegereașiaplicareasoluțieioptimedintremaimulte
posibile.
Optimizareareprezintăactivitateadeselectare,dinmulțimeasoluțiilorposibile
uneiprobleme,aaceleisolutiicareesteceamaibunăînraportcuuncriteriu
predefinit.Aceastădefinițieimplicăexistențaurmătoarelorcomponente:oproblemă
tehnicăconstândîncalcululmatematicaluneisoluții,existențamaimultorsoluții
pentruaceeașiproblemășiuncriteriudeselectareasoluțieioptime.
Unprocestehnologicpoatefioptimatuncicândeformatoperațiioptime.
Înfuncțiedeetapeleproiectăriitehnologice,sepotdistingedouătipurideoptimizare
tehnologică:optimizarestructuralășioptimizareparametrică.
Optimizareastructuralăpresupunealegereaitinerariuluitehnologicoptim
dinmulțimea devarianteposibile,pecândoptimizareaparametricăconstăîn
determinareavalorilornumericeoptimealeparametrilortehnologicipentruostructură
dată.Acesteadouăsuntînstrânsălegătură,ceaparametricăpresupunândcacea
structuralăsăfierezolvatăînprealabil,iarceastructuralănecesitândcunoașterea
parametrilorcarecaracterizeazăelementelecomponentealestructuriiconsiderate.
Modelulmatematicestecelmaiimportantînactivitateadeoptimizarea
proceselortehnologice,deoareceestecelmaiabstract.Sepoatespune,dinpunctde
vederematematic,căs-aajunslaoproblemădeoptmizareoridecâteorisecere
determinareavaloriioptimeaneifuncțiideunasaumaimultevariabilesupuseunui
numărderestricții.
Pentrumodelulmatematicalprocesuluidoritadioptimizat,sepoateaccepta
căacestaesteansambluderelațiimatematicecapabilesădescrieinterdependențele
existenteîntrevariabileleprocesuluitehnologic.Seimpunecamodelulmatematicsă
cuprindăcriteriuldeoptimizareînmodanalitic,adicăfuncțiacriteriu.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
30Funcțiacriteriureprezintăexpesiamatematicăacriteriuluideoptimizare.
Aceastatrebuiesăreflecteeficiențaeconomicăaprocesuluișiînacelașitimpsă
răspundăobiectivelorfuncționăriioricăruiproceschimic:siguranțaînexploatareși
respectareacondițiilordecalitate.
Îngeneral,cașicriteriideoptimizare,seutilizează:
Criteriieconomice(costuri,consummateriale);
Criteriitehnico-economice(productivitate,normedetimpetc.);
Criteriitehnice(precizie,temperatură,durabilitateetc.);
Altecriterii(exploatare,performanțe,estetică).
Restricțiilereprezintăunsistemderelațiideconstrângerecaretrebuiesatisfăcute
devariabileledeoptimizarepentrucasoluțiaoptimăsăfieacceptată.Defapt,acestea
exprimăcondițiitehniceconcreteîncarearelocprocesultehnologicșisereferăla
limite.Totuși,potfișidenaturăeconomică,spreexemplu,costul,productivitateaetc.
Variabileledeoptimizaresuntmărimidestarecare,înprocesuloptimizării,
suntsingurelece-șimodificăvaloarea,toatecelelaltemărimirămânândconstante.
4.2.Noțiuniintroductive
Materialeleplasticeauapărutodatăcudescoperireavulcanizăriicauciuculuiîn
primajumătateasecoluluialXIX-lea,caapoiînsecolulalXX-leaaufostdescoperite
materialeleplasticedinpolimerinaturali.
Metodedeprelucrarealemaselorplasticesunt:
extrudare(seobț.șine,tuburișiformeprofilate);
suflare(seobț.mingi,flacoane,baloane,popice,etc.);
injectare(seobț.jucării,capacepentrusticle,nasturi,etc.).
Dintremetodeleenumeratemaisus,ceamaiutilizatăestemetodainjectării.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
31Printehnologiadeinjectareînmatrițe,granuleledinmaterialplasticsunt
transformateînprodusevariateacărorcalitateesteinfluențatădeomultitudinede
factorispecificiprocesuluideproducție.Înmomentuldefață,aproximativ32%din
volumultotaldematerialeplasticeesteprocesatprininjecțieînmatrițeșiaproape
toateramurileindustrialeutilizeazăcomponenteobținuteprinacestprocedeu.Deșiîn
aparențăparesimplu,injectareaînmatrițeestemaidegrabăunproces
complex,dinamicșineliniar,întimpulcăruiaparametriimașinii,propritățiile
materialuluișivariabileledeprocesinteracționeazăunelecualteleinfluențând
calitateapieselor.
Calitateapieselorobținuteprininjecțiepoatefiîmpărțităîngeneralîntrei
categorii:
proprietățidimensionaleca:lungime,grosime,greutate;
propritățidesuprafațăreprezentatedeaparițiadefectelordesuprafață
cumsuntgoluridesuprafață,exfolieri,crestăturișiadâncituri;
propritățimecanicecumsuntrezistențalatracțiune,compresiune,lovire
șipropritățioptice.
Fig.4.2.Utilizareamaterialelorplasticeladiferiteprocese

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
324.3.Descriereamatriței
Fig.4.3matriță
4.4.Optimizareacanalelorderăcire
Inițialafostcateuncircuitpentrufiecaresemimatrița,astfelmicșorândsecțiunea
canaluluiderăcirecreșteastfelpresiuneafluiduluiderăciresitotodatărăcireamai
rapidăacuiburilorrespectivareteleideinjectareintruntimpmaiscurtfacilitând
deschidereamatrițeimairepede.
Matrițaavândlainceputuntimpde1,55secundelauncicludeturnareamredus
timpulla1,24secunde.

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
33Concluzii
Inaltaordinedeidei,diferențiindpresiuneapecanalulderacirerespectivla
semimatrițasuperioaras-amicșoratsecțiuneacanaluluimărindastfelvitezasi
presiunealichiduluideracire.
Toateacesteaauconduslaodiminuareatimpuluidedeschiderecuaproximativ
22%dintimpulalocatinitialpentrudeschiderecontribuindlacresteștereaproducției
injectariiprodusuluidefinit.(figura3.1.)

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
34Bibliografie:
1.GramaLucian,TehnologiaConstrucțieidemașini-Tehnologiidefabricare-
Curs-UPM1998
2.PicoșC…Comandanumericãamașinilor-unelte,InstitutulPolitehnic,
Cluj-Napoca,1985
3.MocianIoan.,Proiectaretehnologicăasistatădecalculatorînconstruciade
mașini,Ed.“PetruMaior”1999
4.PicoșC.,ș.a.,Proiectareatehnologiilordeprelucraremecanicãprinașchiere,
Vol.IșiIIEd.Universitas,Chișinãu,1992,Vol.I-II
5.SecarãGh.,Proiectareasculelorașchietoare,Ed.Did.șiPed.,București,
1979
6.SereșIonMatrițedeinjectat,Ed.ImprimerieideVest,Timisoara,1999
7.SereșIonMatrițedeinjectat-exempleEd.ImprimerieideVest,Timisoara,
1999

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
35Anexe:

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
36

UniversitateaPetruMaiordinTg.Mureș GabrielMarinGânj
37