Processo de Moldagem Por Injeção

A moldagem por injeção tornou-se uma das ferramentas de fabricação mais importantes para a indústria de plásticos desde que se patenteou a rosca oscilante em 1956. Atualmente, é quase impossível fazer qualquer coisa sem usar peças moldadas por injeção. Estão presentes em peças de interiores de automóveis, gabinetes eletrônicos, aparelhos domésticos, equipamentos médicos, cds e até em casas para cachorros. A moldagem por injeção é usada para fabricar pallets, brinquedos, cestos e baldes, recipientes finos para alimentos, copos promocionais de bebidas e tampas de garrafa de leite.

O processo de moldagem por injeção consiste em fundir o plástico na extrusora, utilizando o parafuso desta para injetar o plástico em um molde, onde é resfriado. Velocidade e consistência são essenciais para a o êxito de uma operação de moldagem por injeção, uma vez que as margens de lucro normalmente estão abaixo de 10 por cento.

Velocidade:Um moldador maximizará a produção ao minimizar a duração do ciclo, que é o tempo gasto para fundir o plástico, injetá-lo no molde, resfriá-lo e obter uma peça acabada.

Usar moldes maiores que produzem mais de uma peça por ciclo também pode aumentar a produção. Esses moldes são conhecidos como moldes de cavidades múltiplas.

Consistência:A consistência, ou eliminação de resíduos e economia de tempo, é tão importante quanto a produção em uma operação de moldagem. O processamento mais consistente resulta do bom controle da temperatura do plástico, da pressão deste ao preencher o molde, da velocidade com a qual o plástico preenche o molde e das condições de resfriamento. Essas quatro variáveis da moldagem são interdependentes e podem ser usadas para compreender as alterações do processo e resolver problemas. Apesar dessas variáveis serem aplicáveis a quase todos os processos de moldagem por injeção, o processo será um pouco diferente em cada caso, dependendo da aplicação, do plástico em uso e das preferências do moldador.

Índice de preenchimento:Para aplicações de paredes finas, o material deve ser injetado no molde o mais rápido possível para evitar que o plástico congele antes que a peça esteja completamente preenchida. A mais nova resina e tecnologias de máquina dessa área quase sempre se concentram em tornar o preenchimento mais rápido e fácil. Além de minimizar a duração do ciclo melhorando a capacidade de preenchimento, o moldador pode economizar resina enchendo moldes mais finos ou alcançar maior produtividade usando moldes maiores, com maior cavidade.

A moldagem de parede fina é alcançada usando máquinas (maquinas) que conseguem injetar o material em menos de um segundo e são suficientemente grandes para suportar moldes grandes, com cavidades múltiplas. Considerando que tampas e embalagens de parede fina são

pequenas, os moldes podem ser usados para fabricar mais de 100 tampas pequenas por vez.

Moldagem por Sopro

A moldagem por sopro gera produtos ocos por meio da expansão de tubos de plástico quente contra a superfície interna de um molde. Diferentes processos de moldagem por sopro oferecem vantagens de acordo com o material utilizado, as necessidades de desempenho e a quantidade de produção.

Os plásticos são usados para fabricar grande variedade de peças moldadas por sopro, incluindo garrafinhas para produtos domésticos e higiene pessoal, laticínios e refrigerantes, pequenas embalagens para produtos industriais ou químicos, tanques de combustível, latas de gasolina, containers IBC, tanques grandes, tambores e painel de automóveis.

Processo de Moldagem Por Sopro

No processo, uma extrusora estática plastifica e empurra o polímero fundido através do cabeçote para formar um tubo oco. Para moldagem soprada de peças grandes, utilizam-se acumuladores para evitar arqueamento do tubo.

Moldagem soprada intermitente:No processo intermitente, a fusão se acumula no barril e é expelida em um só tiro. A moldagem soprada intermitente é usada, entre outras aplicações, na fabricação de garrafas para laticínios devido à sua alta velocidade de produção.

Moldagem soprada por co-extrusão:A moldagem soprada por co-extrusão possibilita combinar materiais com diferentes propriedades para criar um produto final mais adequado para uma aplicação específica. Esse processo pode ser empregado para fabricar produtos que contenham diversas camadas. As diversas partes da estrutura podem ser otimizadas para um melhor equilíbrio de propriedade e custo.

Moldagem soprada por injeção:A moldagem soprada por injeção começa com a injeção de um material pré-formado, que é então reaquecido, e soprado até atingir sua forma em um molde.

Moldagem soprada por estiramento injetado:A moldagem soprada por estiramento injetado começa com a moldagem de uma injeção de material pré-formado, que é então reaquecido e esticado com uma chaveta ao mesmo tempo em que é soprado no molde. Em geral, esse processo de conversão é usado para produzir garrafas PET.

Moldagem soprada 3-D:A moldagem soprada 3-D é uma técnica recente na qual um braço de robô é usado para posicionar o tubo oco em um molde tridimensional antes da sopragem. As vantagens são os baixos níveis de desperdício e a capacidade de produzir formas complexas. É comumente usada para produzir peças automotivas.

Os equipamentos convencionais de moldagem por injeção são compostos basicamente por um funil de alimentação, um cilindro de plastificação, uma rosca sem fim (alojada dentro do cilindro) e um molde. As roscas possuem anel de bloqueio que tem por finalidade permitir passagem do material fundido no momento da dosagem e impedir o retorno deste material quando da aplicação da pressão de injeção. O termoplástico, geralmente em forma de grãos, é alimentado através do funil e forçado a entrar no cilindro de plastificação. O cilindro é equipado com resistências elétricas que promovem a condução de calor, e combinadas com o atrito gerado pela rotação da rosca sem fim no interior do cilindro fundem o plástico, permitindo que ele seja injetado na cavidade do molde, conferindo forma final à peça.

A moldagem por injeção é um processo dinâmico e cíclico que pode ser dividido, simplificadamente, em seis etapas sucessivas: fechamento do molde, dosagem, preenchimento, recalque, resfriamento e extração.

1. Fechamento do Molde: o ciclo de moldagem é iniciado pelo fechamento e travamento do molde, necessário para suportar a altíssima pressão no interior da cavidade no momento da injeção. Os equipamentos atuais de injeção variam este valor desde 30 toneladas até mais de 1000 toneladas;

2. Dosagem: consiste na plastificação e homogeneização do composto no cilindro de injeção, obtidas por meio do movimento de rotação da rosca e do aquecimento do cilindro por resistência elétricas. Os parâmetros importantes a serem levados em consideração para esta etapa são temperatura do cilindro, velocidade de rotação da rosca e contrapressão da rosca;

3. Preenchimento: injeção do polímero fundido para o interior da cavidade do molde por meio do movimento linear de avanço da rosca e bloqueio do contrafluxo pela ação do anel de bloqueio. Quando a camada do plástico

entra em contato com as superfícies frias da cavidade do molde, ele esfria rapidamente, enquanto o núcleo central continua fundido. O material adicional que entra na cavidade flui ao longo da linha do canal enquanto as paredes da cavidade revestidas por termoplástico já estão solidificadas. Os principais parâmetros nesta etapa são pressão de injeção, velocidade de injeção e dimensionamento dos pontos de injeção da cavidade do molde;

4. Recalque: finalizando o preenchimento das cavidades com volume de fundido maior que o volume real da cavidade, a pressão nas paredes da mesma é mantida constante até a solidificação da peça. Esta manutenção da pressão nas cavidades é conhecida como recalque, e se destina a compensar a contração da peça moldada durante seu resfriamento, evitando a ocorrência de defeitos de moldagem como os chamados  “rechupes”  e outras imperfeições, bem como perda de parâmetros dimensionais. O nível de pressão de recalque determina quanto material foi adicionado a mais do que o necessário para o completo preenchimento do molde. Uma regra básica define que a dosagem deve incluir um volume entre 5 e 10% maior que o necessário para o completo preenchimento da cavidade;

5. Resfriamento: finalizada a etapa de recalque a peça é mantida no molde fechado, para resfriamento e, conseqüentemente,  para complementação da sua solidificação. Para moldes metálicos, o tempo necessário para que a peça seja extraída sem apresentar deformações significativas corresponde ao tempo de resfriamento. Neste caso, tempo de resfriamento longos são indesejáveis pois diminui a produtividade do processo. Quando refere-se a injeção em moldes de estereolitografia, o tempo de resfriamento recebe uma conotação diferente. Como se trata de um processo utilizado para fabricação de pequenos lotes de peças, o fator produtividade é secundário. Assim, deve-se considerar fundamentalmente a influência desta variável na vida útil dos insertos SL, a fim de garantir que um maior número de peças possam ser injetadas;

6. Extração: Encerrada a etapa de resfriamento o molde é aberto e a peça é extraída por ação de extratores mecânicos, hidráulicos, elétricos, pneumáticos, que são definidos de acordo com a concepção

do molde e a geometria da peça. Quando se trata de injeção em insertos SL, a força de extração pode ser significativa para a vida útil dos mesmos. Os efeitos combinados de temperatura e esforços de extração podem provocar a ruptura generalizada dos insertos SL. As forças de extração que atuam nos insertos SL dependem basicamente dos parâmetros de processo, da geometria da peça e das propriedades dos materiais do inserto e do moldado.