Contexto e restrições
A peça original era uma tampa de alumínio fundido sob pressão com 1.35 kg, com usinagem e acabamento caros. Três restrições governaram o redesenho: serviço contínuo a 120 °C, vibração do motor e nenhuma fissura sob respingo de óleo.
Os candidatos foram PA6 GF30 e PA66 GF35. Como 120 °C não se aproxima do limite do PA6 e o PA66 custa mais para processar, foi selecionado um PA6 GF30 estabilizado ao calor.
Resultados
Peso: 0.78 kg, redução de 42%. Após a otimização da geometria, a parede foi padronizada em 3.0 mm com quatro nervuras controlando a deflexão.
Custo: usinagem e anodização desapareceram, então apesar do maior custo de material o custo total por peça caiu cerca de 28%. O tempo de ciclo caiu de dias de fundição mais usinagem para 55 segundos de injeção.
O investimento em ferramenta precisa ser ponderado: a ferramenta de injeção custa mais no início, e a troca só se torna claramente econômica acima de cerca de 30.000 peças.
Três ensaios críticos aprovados
Envelhecimento térmico: 82% de retenção da resistência à tração após 1000 horas a 150 °C, contra um mínimo de 75% exigido pelo cliente.
Resistência a óleos: 168 horas de imersão com deformação constante em óleo de motor a 120 °C, sem trincas e com menos de 5% de perda de resistência.
Fadiga por vibração: 10⁷ ciclos conforme a especificação do equipamento do cliente, sem trincas ou afrouxamento.