A moldagem por injeção é um dos processos de fabricação mais populares para produção em massa de peças plásticas. Muitas indústrias utilizam esse processo devido às suas inúmeras vantagens, como precisão e repetibilidade. Este artigo explica como funciona a moldagem por injeção de plástico, os diferentes tipos de técnicas de moldagem por injeção e o que considerar em cada etapa do processo de moldagem.
O que é moldagem por injeção?
A moldagem por injeção é um processo de moldagem no qual as peças são fabricadas injetando sua forma fundida em moldes. Após resfriamento e endurecimento, obtém-se um produto final que assume a forma do molde. A moldagem por injeção é usada na produção em massa de peças onde a consistência do produto é uma preocupação importante. Além disso, este processo de fabricação é compatível com polímeros termoplásticos e termofixos.
Como funciona a moldagem por injeção de plástico?
A configuração da moldagem por injeção consiste na máquina de moldagem, no molde e no material plástico. Por uma questão de simplicidade, a moldagem por injeção de plástico ocorre em várias etapas. Abaixo está uma explicação passo a passo de como funciona.
1. Fase de fusão
- O primeiro passo é derreter os pellets de plástico;
- Em seguida, coloque os pellets na tremonha da máquina.
- Este entra no cilindro, onde o parafuso rotativo liquefaz o plástico através do calor e da fricção.
2. Fase de injeção
Este e o passo mais importante. Qualquer erro pode afetar a qualidade da peça final. Aqui o plástico derretido é injetado em um molde sob alta pressão e a uma velocidade uniforme.
3. Fase de resfriamento
Uma vez que a resina plástica está no molde, ela endurece e esfria. Como os plásticos são geralmente maus condutores de calor, esta fase de resfriamento pode ser demorada.
4. Fase de ejeção
Depois de esfriar o suficiente, abra o molde e retire a parte plástica utilizando os pinos ejetores integrados ao molde. Agora feche o molde e repita o processo para fazer mais peças idênticas se necessário.
5. Pós-tratamento
Esta etapa final envolve a remoção ou corte de quaisquer defeitos físicos e a aplicação de diversas opções de acabamento superficial para adicionar mais brilho à peça, se necessário.
Tipos comuns de tecnologias de moldagem por injeção
Abaixo estão algumas das tecnologias de moldagem por injeção e suas aplicações.
1. Formação de espuma estrutural
A moldagem de espuma estrutural é uma tecnologia econômica usada na moldagem de plástico de baixo volume. Esta tecnologia de moldagem combina um gás inerte (geralmente nitrogênio) com o plástico fundido no molde. Isso pressiona ainda mais o plástico, aumentando sua resistência e durabilidade e reduzindo seu peso.
A moldagem de espuma estrutural é amplamente utilizada na indústria automotiva para a produção de peças automotivas.
2. Formação de parede fina
A conformação de paredes finas é ideal para peças com paredes finas e leves (menos de 2 mm) e, portanto, adequada para conformação de peças com menos material. Embora o tempo de ciclo seja curto e a taxa de erro baixa, as máquinas são bastante caras. Além disso, os plásticos utilizados devem ter boas propriedades de fluidez. Produtos moldados em paredes finas podem ser encontrados em muitas embalagens de alimentos.
3. Moldagem por injeção de silicone líquido
A moldagem por injeção de silicone líquido é exatamente o oposto da moldagem por injeção tradicional. Na moldagem por injeção de silicone líquido, a cavidade do molde é aquecida antes que o silicone frio seja pressionado nela e depois vulcanizado.
Este processo permite a produção em massa de peças flexíveis e estáveis. Esta tecnologia de moldagem é importante na indústria médica devido à sua biocompatibilidade e fácil esterilização.
Materiais plásticos usados em moldagem por injeção
No entanto, existem muitos plásticos disponíveis para moldagem por injeção. Abaixo estão as principais opções e seus recursos exclusivos.
1. Nylon (poliamida, PA)
O náilon está disponível em várias qualidades e pode facilmente substituir metais em peças de veículos. No entanto, o náilon pode ser difícil de moldar. Isso ocorre porque o náilon encolhe rapidamente e o molde pode não preencher corretamente.
2. Polietileno (PE)
O polietileno é o plástico mais utilizado na indústria de transformação. Dependendo da densidade, existem duas formas (polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade).
O polietileno de alta densidade é mais adequado para moldagem por injeção porque suas propriedades físicas e químicas não são alteradas pelo processo de aquecimento e resfriamento.
3. Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)
ABS é o mais versátil de todos os materiais de moldagem por injeção. Existem três isômeros que desempenham funções diferentes. Devido ao seu baixo ponto de fusão, é adequado para processamento por moldagem por injeção. Porém, as peças moldadas em ABS se decompõem ao entrar em contato com os raios UV e solares, o que limita seu uso ao ar livre.
4. Polioximetileno (POM, Acetal)
POM é um polímero semicristalino usado para fazer peças de grande precisão. Em geral, este plástico é fácil de moldar. Devido à sua excelente estabilidade dimensional e alta resistência à tração, as peças moldadas POM também são adequadas para as indústrias automotiva e eletrônica.
5. Polipropileno (PP)
Este é o segundo plástico mais utilizado na moldagem por injeção e é conhecido por seu peso leve e alto ponto de fusão. Embora o polipropileno seja fácil de moldar, é altamente inflamável e a peça moldada é difícil de pintar.
6. Poliestireno (PS)
O poliestireno é forte, rígido e transparente e resiste à quebra que ocorre durante a esterilização. É, portanto, muito adequado para uso nas indústrias odontológica e óptica.
7. Acrílico (PMMA)
O acrílico é transparente e leve, sendo uma ótima alternativa ao vidro. Este plástico tem baixo encolhimento do molde, mas pode auto-inflamar em temperaturas extremas. Devido à sua resistência aos raios UV e à umidade, você pode usá-lo para tudo, desde painéis solares até tinta spray.
8. Policarbonato (PC)
O policarbonato é um termoplástico amorfo com boa clareza óptica. Apresenta encolhimento baixo e uniforme à medida que esfria. Além disso, o policarbonato mantém a cor após a moldagem. É usado na fabricação de óculos de segurança e peças automotivas. No entanto, não é adequado para embalagens de alimentos.
9. Elastômero Termoplástico (TPE)
TPE é uma mistura de borracha e plástico. Portanto, tem propriedades de ambos. Este material plástico é caro em comparação com outros. Além disso, o TPE pode suportar as temperaturas extremas encontradas durante a moldagem por injeção e não requer vulcanização. Portanto, você pode usar o TPE em suprimentos médicos, como máscaras e tubos respiratórios.
10. Poliuretano Termoplástico (TPU)
Embora seja um tipo de TPE, é popular devido às suas diversas vantagens. O poliuretano termoplástico tem melhor elasticidade e pode suportar temperaturas extremas. No entanto, é mais caro.
Vantagens e desvantagens do processo de moldagem por injeção
Antes de moldar uma peça plástica, é importante entender os prós e os contras.
Vantagens da moldagem por injeção
Formas e geometrias complexas
A moldagem por injeção oferece a liberdade de criar peças personalizadas. Este processo de fabricação pode produzir peças com formas e designs complexos. Você também pode integrar mais funções com o design apropriado do molde de alumínio ou aço.
Consistência do produto
Na moldagem por injeção, o molde é usado repetidamente antes de ser substituído. Portanto, a próxima parte é idêntica à anterior. Isso aumenta a velocidade geral de produção.
compatibilidade
As propriedades físicas e químicas do material não são fatores limitantes. Você também pode moldar facilmente materiais coloridos com diferentes texturas.
Baixa geração de resíduos
O desperdício de plástico gerado durante a moldagem por injeção é baixo. Outro benefício é que você pode reciclar essa pequena quantidade de resíduo e utilizá-la para fazer outro lote de produto.
Baixo custo por peça
Embora o investimento em configuração seja alto, o custo de produção de uma única peça é relativamente baixo. Além disso, este processo elimina a necessidade de algumas opções de acabamento superficial. Isso significa que peças de alta qualidade são produzidas e, ao mesmo tempo, os custos de moldagem por injeção são economizados.
Desvantagens da moldagem por injeção
Altos custos de ferramentas
A moldagem por injeção requer grandes investimentos de capital, resultando em um projeto de molde e fase de prototipagem rigorosos, caros e demorados. Antes do início da produção, o molde deve ser testado repetidamente. No entanto, a produção em larga escala reduz custos.
A produção em pequenas séries é cara
Na produção de peças em massa, recomenda-se o uso de moldagem por injeção. Isso ocorre porque você está usando o mesmo formato para as peças. Porém, ao produzir pequenas quantidades, é necessário projetar moldes para diferentes peças. Isso aumenta custos e tempo.
Considerações e dicas para todo o processo de moldagem por injeção
Fase de design do produto
Esta é a fase mais crítica do processo de moldagem por injeção. Portanto, certifique-se de que o design do seu produto esteja livre de erros antes de iniciar a produção. Por favor observe o seguinte.
- Uma espessura de parede uniforme evita deformações e outros defeitos de moldagem por injeção.
- As correntes de ar reduzem o risco de erros e garantem que a peça possa ser facilmente ejetada do molde.
- A seleção de materiais antes da produção é um processo crucial. A taxa de encolhimento e a vazão definem cada material. Portanto, usar o material errado resultará em desempenho inferior.
Projeto e desenvolvimento de moldes de ferramentas
Esta fase do projeto do molde de injeção de plástico determina a qualidade geral do produto final. A escolha do material do molde é o aspecto mais importante. A escolha do material certo garante que as especificações de qualidade sejam atendidas. Você pode usar um molde de aço ou alumínio para moldagem por injeção de plástico. Embora o aço seja caro, é mais durável.
Processo de manufatura
O seguinte deve ser levado em consideração durante a produção
- O superaquecimento do material plástico pode causar marcas de queimadura na superfície da peça plástica.
- Tolerâncias rigorosas da peça garantem precisão durante o processo de aquecimento e resfriamento;
- Mudanças na velocidade e pressão da injeção podem fazer com que o material fundido solidifique em taxas diferentes.
- O tempo de resfriamento insuficiente resultará em encolhimento irregular.
Quando a moldagem por injeção deve ser preferida a outros processos?
Todos os processos de fabricação têm suas vantagens e desvantagens. No entanto, opte pela moldagem por injeção se
- As peças possuem características detalhadas que precisam ser produzidas em grandes quantidades, como peças de automóveis.
- Você deseja reduzir os tempos de ciclo individuais e diminuir o tempo de lançamento do seu produto no mercado.
- A cor e/ou textura do material é incompatível com outros processos de fabricação;
- Todas as partes de um lote devem ser idênticas;
- Você deseja reduzir o desperdício ao mínimo.
Aplicações de produtos moldados por injeção
Muitas indústrias produzem peças moldadas porque são mais leves e seguras.
1. Indústria automotiva
Os plásticos moldados por injeção melhoraram a segurança, o custo, a funcionalidade e o desempenho dos automóveis. Isto ocorre porque os plásticos, como alternativa mais leve aos metais, melhoram a eficiência do combustível.
Os fabricantes de peças automotivas usam moldagem por injeção para peças funcionais com geometria complexa, como tanques de combustível de plástico, pára-choques e painéis de portas.
2. Indústria médica
Algumas peças moldadas por injeção são biocompatíveis e possuem boa clareza óptica. São, portanto, utilizados por fabricantes dos setores médico e óptico. Com os plásticos, os médicos podem esterilizar dispositivos de forma rápida e fácil.
Além disso, as peças plásticas moldadas são mais seguras. Os exemplos incluem luvas estéreis, tubos intravenosos e bolsas de urina. Todos eles só podem ser usados uma vez porque os custos de produção são baixos.
3. Indústria de embalagens de alimentos
Os materiais comuns para embalagens de alimentos são vidro, metal ou papel. Os plásticos estão substituindo-os lentamente porque são mais baratos, mais seguros e mais leves. Além disso, a maioria dos plásticos moldados são resistentes a produtos químicos agressivos e a ambientes extremamente quentes e frios. Isso protege seus alimentos ou bebidas contra odores, reações indesejadas e umidade. Exemplos incluem garrafas de água e refrigerantes, sacos, saquetas e sacos de batatas fritas.
4. Indústria aeroespacial
Os plásticos têm sido usados na indústria aeroespacial há anos para produzir componentes internos e externos. Além de serem mais leves, também requerem pouca ou nenhuma manutenção, permitindo que os aviões permaneçam no ar por mais tempo.
A polieteretercetona (PEEK) é o plástico mais comumente usado para peças aeroespaciais porque é retardador de chamas e pode suportar raios UV e solares. Pás e carcaças de turbinas, componentes de trens de pouso, painéis, carcaças e contêineres são todos produtos moldados por injeção.
5. Indústria eletrônica e elétrica
Os plásticos são maus condutores de calor e eletricidade. Portanto, eles são frequentemente usados pelos fabricantes quando suas propriedades isolantes são exigidas. Eles também reduzem o risco de queimaduras e choque elétrico.
A moldagem por injeção desempenha um papel crítico na produção de componentes eletrônicos, como demonstrado por seu uso em utensílios domésticos, caixas de fusíveis, equipamentos de telecomunicações e muito mais.
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O molde da ferramenta é o componente mais importante no processo de moldagem por injeção porque dá à peça o formato desejado. O tempo necessário para fabricar esta ferramenta afeta o tempo total necessário para fabricar uma peça. Por esse motivo, é importante recorrer a um fabricante terceirizado para se beneficiar do projeto de molde simplificado e da produção rápida de ferramentas.
Concluindo
A moldagem por injeção é um processo de processamento de plástico com muitas aplicações devido à sua produção em massa, repetibilidade e precisão. No entanto, o processo de moldagem por injeção requer conhecimentos e experiência para ser executado de forma eficiente. Por esse motivo, o processo foi discutido em detalhes neste artigo.
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Perguntas frequentes
Quais são os defeitos mais comuns na moldagem por injeção?
Erros de moldagem por injeção ocorrem quando a pressão, a velocidade de injeção ou a taxa de resfriamento mudam. Os defeitos incluem delaminação, flash, distorção, linhas de solda, marcas de afundamento, respingos, vazios de vácuo e muito mais.
Os metais podem ser produzidos por moldagem por injeção?
Não, a moldagem por injeção só é adequada para plásticos. Para peças metálicas, use o processo irmão de fundição sob pressão.
Você pode reparar defeitos em molduras plásticas?
Sim, você pode corrigir alguns defeitos após remover a peça. Porém, para evitar a ocorrência de tais defeitos, é melhor seguir o processo de fabricação. A temperatura de fusão padrão e a pressão de injeção padrão são usadas.
