PT81858B

PT81858B - Processo e dispositivo para a fabricacao de corpos de moldes em moldes

Info

Publication number: PT81858B
Application number: PT81858A
Authority: PT
Inventors: Arnulf Schubert
Original assignee: Naue & Naue Gmbh
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1992-05-29
Also published as: AU584969B2; EP0191750B1; ES8701582A1; JPH0643072B2; ES550764A0; CA1281877C; AT383775B; BR8600204A; KR860005688A; KR930000744B1; ATA10485A; JPS61164808A; AU5243286A; YU45759B; EP0191750A2; US4731206A; DE3665148D1; EP0191750A3; PT81858A; MX165175B

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

O invento refere-se a um processo para a fabricação de corpos de moldes de material sintético ou espuma, principalmente à base de espuma de poliuretano, ou a um processo para a fabricação e/ou consolidação e/ou secagem e/ou fundição de material em forma de velos, crepes, fibras sintéticas, fibras, fios de borracha, cocos de -borracha, fibras de vidro ou semelhantes, que tenham sido impregnados, pulverizados, humedecidos, etc. , principalmente com resinas sintéticas, termo-endurecedoras, por ex., poliuretano, latex ou análogos, sendo o material sintético ou os componentes reactivos ou os materiais usados para a fabricação dos corpos dos moldes introduzidos num molde e um molde aque eido num indutor durante a reacção dos componentes ou da moldagem.

Na fabricação de corpos de material de espuma, principalmente os de espuma de poliuretano, dão-se dificuldades na formação das superfícies e na reacção completa dos componentes nos limites das superfícies.

É conhecido um processo segundo o %

qual os componentes reactivos que se encontram nos moldes são

aquecidos com vapor ou ar quente, para alimentar as quantidades térmicas necessárias. Estes processos, no entanto, estão ligados a um dispêndio considerável de aparelhos, apresentam mau grau de acção, o aquecimento dura durante relativamente muito tempo e não é controlável de forma óptima.

Especialmente na prática tem-se demonstrado que os moldes com uma forma irregular superficial não são aquecidos rapidamente e de forma uniforme com vapor ou com instalações semelhantes.

Ê conhecido empregar moldes multipartidos para vulcanização; as frequências aí usadas não requerem o isolamento mutuo das peças individuais, porque um aquecimento desigual dos moldes maciços não é desvantajoso e o calor desenvolvido é alimentaco às peças. Não é necessário haver uma distribuição rigorosa de temperatura ao longo da superfície das peças.

Moldes multipartidos que consistem de peças isoladas elèctricamente umas contra as outras, ligadas directamente a electrodos-HF, não permitem que seja feita rigorosamente a regulação da temperatura na superfície dum corpo duma forma porque a profundidade de penetração no corpo é excessivamente grande. Essas instalações consequentemente, do ponto de vista de princípio de trabalho não são comparáveis a instalações em que os corpos de moldes sãc fabricados em moldes num inductor que aceita o aquecimento imediatamente através das paredes do molde.

Para remediar os inconvenientes dos processos conhe5 eidos, o processo da espécie mencionda no início conforme o invento é caracterizado pelo facto de, para a fabricação de corpos de moldes, feitos de material sintético, principalmente de espuma de poliuretano ou de fibras, velos ou semelhantes, impregnados ou humedecidos com resinas sintéticas ou latex, ser regulada, nos produtos de partida reactivos usados nas formas, uma frequência de 1 - 30 kHz,de preferência 5-12 kHz, e essa frequência usada nos moldes, nos quais as peças individuais para a sub-união dum fluxo de corrente no molde à volta dos corpos são isoladas elèctricamente umas contra as outras, for15 mando-se ou aplicando-se reforços ou apoios dum material facultativamente igual ao material da forma, eventualmente nos lados

I exteriores das paredes metálicas para a distribuição do fluxo da corrente. Podem ser usados moldes com uma configuração irregular no inductor que rodeia o molde, no qual são aquecidas inductivamente as paredes com uma configuração fina, sendo alimentada à camada exterior do corpo do molde a quantidade de calor necessária para a formação duma qualidade superficial desejada ou a quantidade de calor necessária para a manutenção da temperatura de reacção na superfic-ie e/ou sendo alimentado ao corpo do molde um: quantidade de calor suficiente para a secagem e/ou reacção dos seus componentes. Com o processo conforme a invenção é agora possível, de maneira simples controlar o aquecimento das formas e facultativamente dos corpos das formas.

As perdas de energia ocorrem meramente mais em forma de perdas de marcha em vazio do gerador e o dispêndio em aparelhos é insigc nificante.

As peças de formas multipartidas, ae preferência formas bipartidas com peças de fundo e de tampa, por exemplo, em forma duma caixa, de preferência são isoladas electricamente entre i com vedação simultânea, por exemplo, com resina epoxi , cautchu de silicone, resina de silicone, fitas impremiáveis ou isoladoras ou análogos, para sub-ligar um fluxo de corrente na forma à volta dos corpos.

Para controlo da distribuição das linhas de campo e de calor ou do fluxo da corrente é conveniente que às paredes ir das formas sejam soldadas, rebitadas, injectadas ou aplicadas de forma semelhante chapas, reforços^ aplicações, etc. Também podem ser providas peças intercaladas dum material igual e/ou diferente do da *orma para a alteração da conductibilidade térmica local e/ou conductibilidade eléctrica e/ou permeabilidade das

2Q paredes da forma. Para essa finalidade é possível prever engrossamentos das paredes metálicas, por exemplo, nervuras maciças duma só peça. Estas aplicações, placas, engrossamentos, nervuras podem ser aplicadas nas paredes das formas por exemplo no sentido transversal ou longitudinal; a sua colocação é escolhida de orma a ser atingido um aquecimento o mais uniforme possível ao forma ou respectivamente das peças da forma. Placas iongo da aplicadas ou nervuras maciças podem ter corte transversal, alguns milímetros de timetros de largura

Principalmente em

pc^v' exemplo no set espessura e alguns n a. r e d e s metálicas.

C6H” essas f nalidade.

podem ser por exemplo de aço e de preferência têm até 5mr. ae grossura, por exemplo 1,

Um dispositivo princi:slmente para a realização dc processo conforme o invento com um inauctor no qual são aplicave: s principalmente, formas movimentáveis em série ou continuamente cok componentes em material de espuma reactivos, sobretudo componentes de espuma de poliuretano e/ou mat ri ais fibras sintéticas, fibras, fios ae borracha, imnreenadcs pulverizados, humedecidos, etc. principalmenete com sintéticas termo-endurecedoras, latex ou análogos é caracteri zadc conforme o invente pelo facto de para a £- cação dos mente.de espuprincip?

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material facultat:vamente

igual ao material da forma ou molde. 0 inductor pode apresentar um espaço interno em alvenaria ou em forma tubular no qual é inserível, pelo menos, um molde, cujas peças individuais aquecíveis inductivamente, as quais facultativamente estão calafetadas, estão isoladas electricamente entre si. As paredes finas do molde são aquecidas inductivamente para a alimentação do calor à camada, exterior do corpo do molde a ser formado.

A densidade da espuma do isolamento electrico não deve ser completa, porque os moldes normalmente possuem aberturas de saída para a espuma excessiva e isolada electricamente. Para o tratamento ,de fibras com teor de ar que sejam compressíveis ou que não se dilatem, não é 'necessária a acção vedante do isolamento electrico.

Demonstrou-se que a distância entre a parede do molde e o enrolamento do inductor só tem uma influência insignificante sobre a velocidade de aquecimento e grau de acção, de forma que moldes complexos também podem ser bem aquecidos.

Em relação a um aquecimento a ar quente é usada pouca energia, visto que só têm de ser aquecidas

Em fornos de ar quente, no entanto, têm de todos os equipamentos que são movimentados as paredes do molde.

ser também aquecidos para dentro e para fora e que são necessários para fechar e por necessidade do processo usado têm de ser outra vez arrefecidos. Em relação

ao processo a ar quente, o tempo de solidificação, presa ou de reacção dos componentes sintéticos é mais curto pelo facto de o aquecimento ser aproximadamente 50% mais rápido; são necessários ciclos mais curtos ou menos moldes para a mesma capacidade de instalações. Com formas aquecidas a vapor, as massas a aquecer, a esfriar e a movimentar são consideravelmente= maiores e consequentemente maior o consumo de energia.

i

Conforme o invento é atingido um grau de acção maior, porque não é necessário nenhum meio para a transmissão de calor e como meio térmico, é consumida menos energia, porque o pêso dos moldes aquecidos por inducção por necessidade construtiva é pelo menos de metade do tamanho. Este facto produz a vantagem de as instalações de transporte ou de espuma serem construtivamente mais leves e consequentemente poderem ser calculadas com um preço mais económico. A temperatura dos moldes màis alta possível,

I que pode ser atingida, é consideravelmente mais alta e também se atinge mais facilmente do que com os processos convencionais, porque com o aquecimento por indução podem ser atingidas sem >0 dificuldade temperaturas de 150°C ou mais o que aliás é difícil com vapor e ar quente.

Além disso, o processo conforme o invento e o dispositivo conforme o invento podem ser usados para o . aquecimento, ’5 secagem, reacção total de todos os materiais, nos quais a alimentação de calor através das paredes finas dos moldes é suficiente

para a realização do tratamento desejado.

Quando estiver previsto que o molde possua aberturas de arejamento para o arejamento de corpos dos moldes, consistin5 do de materiais contendo fibras ou fibrosos, aberturas que estão formadas de preferência no fundo e na tampa, podem ser seca-s, reagidas, vulcanizadas, etc. formações porosas, por ex. formações

I de fios de borracha pulverizadas com latex, sendo alimentado ar quente através dos corpos de moldes. 0 processo conforme o invento tem ainda a vantagem neste caso, em comparação com as formas de tratameneto e de secagem convencionais, de o calor poder ser alimentado também a pontos em que normalmente não chega nenhum aquecimento, se só estiver provida uma secagem ou aquecimento em corrente de ar.

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É preferível se, para o aquecimento essencial só das paredes finas dos moldes, a profundidade de penetração do campo %

eléctrico ou magnético nas paredes aquéciveis inductivamente ou nas suas camadas aquecíveis inductivamente não exceder sendo de modo insignificante a espessura da parede, de preferência corresponder a essa espessura ou fôr menor do que essa espessura e facultativamente fôr aproximadamente 1/10 a 1/2, principalmente 1/5 a 1/3 da espessura das paredes ou das camadas.

Por vezes é conveniente em certas estruturas de camadas das paredes dos moldes, que a profundidade de penetração

do campo exceda a espessura da parede daquele ou lhe corresponda, mas também pode ser vantajoso que a profundidade esteja situada em 3/4 da espessura da parede; a profundidade de penetração escolhida é determinada também pelo traçado de aquecimento pre5 tendido.

No seguimento, o invento vai ser explicado mais em promenor por meio dum exemplo de execução totalmente esquemático.

No desenho está representado esquematicamente um inductor 2 que consiste numa caixa de apoio, à volta da qual estão enrolados os enrolamentos 2’ do inductor abastecido com a frequência média, enrolamentos que estão ligados a um gerador (não representado) que produz o campo alternativo eléctrico necessário.

0 inductor 2 apresenta de preferência, uma secção transversal rectangualar e o seu comprimento está adequado ao comprimento do * molde, ou ultrapassa-o, de forma que nas extremidades frontal/e posterior dum molde 1 tem lugar uma inducção e aquecimento suficientes. Em princípio, a forma interna do inductor não repre!0 senta nenhuma importância. A sua capacidade é determinada pelo material do molde ou pela temperatura pretendida do molde e a capacidade fornecida pode ser regulada com uma instalação reguladora correspondente, duma maneira especial, para cada molde.

>5 No inductor estão instaladas instalações de transporte, por exemplo,carris 3,sobre os quais podem ser movimentados os

moldes 1 através do inductor 2, em série ou continuamente. Ê vantajoso que os carros de transporte ou carris consistam de materiais não aquecíveis ou não influenciáveis pelo campo de inducção.

A figura mostra esquematicamente um molde 1, o qual, no caso presente, tem a forma duma caixa, consistindo duma parte inferior 6 e duma parte em tampa 5, caixa que corresponde na sua configuração a uma superficie para assentar automóveis. A volta do molde 1 estão alojadas peças de reforço 4 ou armações de 0 reforço, que reforçam e/ou sustentam a parte superior 5 e a parte inferior 6 do molde 1. Os elementos de reforço em diversas peças do molde, principalmente as peças de reforço na parte superior 5 podem estar fixadas e mantidas com peças de reforço à parte inferior 6 com fechos ou equipamentos de união. Os fechos 15 7 têm a finalidade de fechar a parte superior 5 e a parte inferior

6. Em vez das peças de reforço 4 também podem estar providas estruturas auxiliares ou análogos, nas quais por exemplo, o molde 1 é apertado de forma tensa. A peça superior 5 é separavel da peça inferior 6 ao longo da linha ou do limite 8 e ao mesmo tempo isolada elèctricamente. Este isolamento eléctrico, por exemplo, por meio de resina epoxi ou outros materiais sintéticos ou materiais quaisquer isolando elèctricamente com estabilidade suficiente resistência à temperatura, isola elèctricamente a parte superior 5 da parte inferior 6 de forma total e simultânéa25 mente fáz a vedação do molde 1. De maneira análoga, estão executados os fechos 7 e os elementos de reforço 4, e assim evitam um fluxo de corrente da parte superior 5 para a parte inferior 6 ou a formação de aneis conductores de electricidade, à volta do molde 1. Para este fim estão providos isolamentos separativos apropriados entre os fechos 7 ou os equipamentos de união individuais ou as peças de reforço 4, ou então os fechos 7, as peças de reforço 4 e os equipamentos de união, tais como, por exemplo, as charneiras, consistem de material elèctricamente isolante.

Os moldes usados realirjente na prática apresentam uma configuração exterior notoriamente irregular, porque estão adaptados à forma desejada do corpo do molde, por exemplo, os moldes apresentam as configurações mais diversas de estofos para automó15 veis, apoios de braços, etc.

Como massas isolando electricamente entre si a peça da tampa e a peça do fundo podem ser usadas massas de vedação endurecedoras ou ainda elementos isolantes ou de vedação, colocáveis 20 já prontos. Não ficam desta maneira nenhumas pistas preferidas à volta do molde em forma de correntes induzidas e é evitado o aquecimento indefinido devido a correntes de curto circuito circulantes. 0 mesmo se pode dizer para as estruturas auxiliares ou para as peças de reforço 4 ligadas umas com as outras, que estão assentes sobre peças separadas.

Em principio é suficiente, para se evitar um anel circulante, que seja incluído um isolamento eléctrico separador ou que seja provida uma fenda de interrupção de tal maneira que não circulem correntes anulares. Para esta finalidade também é possível que, por exemplo, as superfícies laterais curtas ou pequenas e os lados frontais do molde representado na figura sejam formados, cada um destes, de duas partes e estas isoladas elèctricamente uma da outra, enquanto que a parede traseira consiste duma peça ou de duas peças ligadas entre si de forma conductora de electricidade (por exemplo com uma charneira ) ou então não isoladas entre si. As- superfícies conductoras de electricidade possuem assim num corte transversal através do molde, apròximadamente a forma de um C, uma configuração que é suficiente para evitar correntes anulares indesejáveis. Também só as char5 neiras ou os fechos na parede posterior do molde podiam ser elèctricamente conduetores, se as outras paredes dos moldes estiverem isoladas.

No entento, na prática é preferível haver um isolamen!0 to eléctrico ao longo de toda a periferia de ambas as peças do molde ou de todas as peças ajustadas. Se o molde fôr constituído por mais do que duas peças, estas devem ser isoladas entre si, de forma correspondente, nos cantos contínuos, para serem evitadas correntes anulares indesejáveis.

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Além disso, também é essencial que, por meio de mudanças

de espessura das paredes dos mold-es, o aquecimento das paredes ou a temperatura atingida pelas paredes possa ser controlada ou mudada localmente. Paredes mais grossas aquecem mais lentamente, se o calor puder ser bem distribuído, ou, isto é, a pro5 fundidade de penetração do campo eléctrlco pode ser relativamente menor em relação à espessura da parede.

Para mais, também é possível aplicar materiais electrlcamente bons conductores e/ou bons conductores térmicos, por exemplo, metais como Cu, Fe, etc. ligas nas paredes metálicas dos moldes que tanjbém funcionem como pontes electricas entre zonas com correntes parasitas mais altas e mais baixas e provoquem um aquecimento adicional ou um equilíbrio entre temperaturas altas e baixas. Estes materiais ou aplicações podem consistir de materiais elèctricamente melhor ou pior conductores e/ou de materiais conductores térmicos melhores ou piores em comparação com o material das paredes do molde, de preferência metálico, principalmente em aço. Estas aplicações locais de materiais estranhos, por exemplo, em forma de metais, ligas ou análogos fazem com que as paredes dos moldes nesses pontos aqueçam mais lenta, ou mais rapidamente do que o material de base das paredes dos moldes e a temperatura dos moldes irregulares torna- ’ -se uniforme ao longo dê toda a sua superfície.

Na figura estão representadas no molde 1, placas aplicadas 9 que podem possuir formas e dimensões diferentes

e podem ser aplicados em pontos diversos das paredes dos moldes, isto é, nas paredes laterais e/ou na peça da tampa 5. e/ou na peça de fundo 6, por exemplo, soldadas. 0 material das placas pode corresponder, de preferência, ao das paredes do molde; em vez destas ou adicionalmente podem ser integradas nas paredes também espessamentos de uma só peça com as paredes (isto é nas paredes laterais e/ou no fundo e/ou na tampa), cuja acção corresponde à das placas 9.

Através da escolha correspondente do material das paredes e principalmente das placas 9 e selecção dos pontos da sua colocação nas paredes ou ainda pelo enfraquecimento das paredes ou substituição do material das paredes por outro material ou através da construção do molde a partir de materiais diferentes consegue-se que haja influência sobre a permeabilidade e/ou condutibilidade eléctrica e/ou conductibilidade térmica das paredes do molde de maneira que é atingidà uma curva uniforme de temperatura nas paredes do molde.

As paredes do molde podem -consistir de várias camadas, por exemplo, duma camada de material sintético o qual é revestido no seu lado interno com uma capa metálica que é aquecida inductivamente. DeVe tomar-se precauções para que a profundidade de penetração do campo seja dimensionada de tal maneira que este penetre até à camada aquecível inductivamente.

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Pode tomar-se cuidado para que só sejam aquecidas inductivamente as paredes e não o material sintético ou os componentes reactivos, ir. ntendo-se a profundidade de penetração do campo eléctrico induzido menor do que a espessura da parede. É preferível que a profundidade de penetração seja regulada de tal maneira que só sejam aquecidas a parede metálica ou as camada (s) na parede de molde aqueci vel (eis ) inductivamente e que seja alimentada a quantidade de calor necessária para a formação duma característica desejada de superfície ou da temperatura de formação a partir da parede do molde à camada exterior do corpo do molde.

A secção transversal interna do inductor, de preferência, é rectangul-r, mas pode ser oval ou cilíndrica, ou adequada à forma especial dos moldes.

processo conforme o invento ou o dispositivo conforme I o invento também pode ser usado se os moldes se fizerem girar nc inductor para a formação do seu corpo, por exemplo, no processo de fundição centrífuga, a partir dos correspondentes materiais · sintéticos, serem formados objectos nos moldes aquecidos inductivamente .

’ ro-esso ou o dispositivo é também usado para ecteira de fibras, por exemplo, esteiras cie fibras de vidro, que- devei.

ser vasadosou pulverizados com materiais sintéticos, por exemplo, eípr ias de poliuretano, e secas, prensadas, reagidas ou solidificadas .

Todas as características que se podem deduzir da descrição das reivindicações e do desenho podem ser combinadas caso se queira.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Processo para a fabricação de corpos de moldes em moldes, sendo os moldes multipartidos, de preferência metálicos, introduzidos num inductor que rodeia os moldes, para o aquecimento inductivo dos moldes, nos quais estão contidas as substâncias de partida para os corpos de moldes, caracte rizado pelo facto de para a fabricação de corpos a partir de substâncias sintéticas, principalmente espuma de poliuretano ou fibras, velos ou análogos impregnados ou humedecidos com resinas sintéticas ou latex, ser regulada uma frequência de 1-30 kHz, de pr<ferência 5 - 12 kHz, nas substâncias de partida reactivas usadas nos moldes, e pelo facto de serem usados moldes, nos quais as peças individuais são isoladas elêctricamente entre si para a sub-união dum fluxo de corrente no molde à volta dos seus corpos, formando-se facultativamente nos lados exteriores das paredes metálicas dos moldes, para a distribuição do fluxo decorrente-, reforços ou aplicações dum material facultativamente igual ao material do molde.
2 - Dispositivo para a fabricação de corpos de moldes em moldes, sendo os moldes multipartidos, de preferência metálicos introduzidos num inductor que rodeia os moldes para o aquecimento inductivo dos moldes, que contêm as substâncias de partida para os corpos dos moldes, principalmente para a realização do processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, para a fabricação de corpos de moldes a partir de material sintético, principalmente de espuma e poliuretano ou fibras, velos ou análogos impregnados ou humedecidos com resinas sintéticas ou latex, com uma frequência de 1 - 30 kHz, de preferência 5 - 12 kHz, nas substâncias de partida reactivas, usadas nos moldes, as peças individuais serem isoladas electricamente entre si para a sub-união dum fluxo de corrente no molde à volta dos seus corpos, formando-se ou aplicando-se eventualmente nos

25 lados exteriores das paredes metálicas dos moldes para a distribuição do fluxo de corrente, reforços ou aplicações

I dum material facultativamente igual ao material do molde.
3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de os moldes apresentarem paredes com camadas de

5 metais diversos, de prefência de chapa de ferro ou de aço,

Cu, etc., ou não influenciável inductivamente com a frequência usada, tendo pelo menos uma camada de material aquecível inductivamente (metal, carb-ono ) ou paredes com várias camadas com revestimentos de material aquecível inductivamente

10 e não influenciável inductivamente, ou não aquecível.
4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou 3» caracte- rizado pelo facto de, para o aquecimento essencialmente só das paredes finas, a profundidade de penetração do campo i5 eléctrico ou magnético nas paredes aquecíveis inductivamente ou nos seu revestimentos aquecíveis inductivamente não exceder senão escassamente a espessura das paredes, de preferência cuja espessura corresponde ou é menor e facultativamente é aproximadamente 1/10 a 1/2, principalmente 1/5

20 a 1/3 da espessura da paredes ou dos revestimentos.
5 - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo facto de, no caso de moldes em forma de caixa, bipartidos, apresentando uma peça de fundo e uma

25 tampa sustidas com charneira e fechos, as peças de fundo e da tampa, isoladas elèctricamente uma contra a outra,''das

Charneiras e fechos, estarem ligadas de forma elèctricamente condutora numa parede lateral, a fechos de outras paredes laterais, a peça de fundo e a peça de tampa isoladas el-èctricamente entre si.
6 - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo facto de, no caso de moldes formados por mais .do que duas peças, as partes de fechos que colaboram e que servem para a coesão do molde e estão postas em várias partes do molde estarem isoladas elèctricamente umas das outras.
7 - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo facto de, no caso dum molde bipartido, a peça de fundo e a tampa estar ligada de forma elèctricamente condutora .ao longo duma parede lateral, por exemplo, por meio de uma charneira.
8 - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo facto de, para o isolamento eléctrico reciproco das peças do molde, estarem providas entre estas massas impermeabilizantes, ou elementos vedantes que isolam elèctricamente e vedam ao mesmo tempo o molde.
9 - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo facto de os moldes para o seu apoio estarem cercados duma estrutura auxiliar, a qual consiste dum material não aquecível ou não influenciàvel inductivamente com a frequência usada, em que estão isoladas entre si as peças agregadas às partes individuais do molde ou aplicadas nestas.