A moldagem por injeção de plástico é usada para produzir objetos moldados aquecendo o material plástico até que ele adquira uma forma e a fixe em um molde convencional. A maioria dos objetos de plástico que usamos no dia a dia passa por processos de moldagem por injeção. A abreviação de moldagem por injeção de plástico é PIM. Embora não seja algo extremamente complexo, ainda assim é um processo de fabricação multifacetado.

Atribuir um excelente resultado envolve um conhecimento profundo, e muitos fatores devem ser considerados na análise. A moldagem por injeção de plástico (PIM) é uma das formas mais comuns de transformar plástico de sua forma original para um objeto moldado por injeção. Esse processo é tradicionalmente utilizado para materiais termoplásticos, que podem ser evaporados, adaptados e resfriados individualmente.

Definição de Moldagem por Injeção 

O processo de moldagem por injeção é uma técnica antiga na qual diversos artefatos são fabricados utilizando uma máquina de injeção.

• Utilizando a quantidade necessária de energia para obter resultados avançados.
• Ao promover o novo plano de implementação e sua existência no campo necessário.
• A moldagem por injeção torna o processo muito rápido e reduz custos.

Contexto/Histórico 

O processo de moldagem por injeção de plástico teve início em 1872, com a invenção da primeira máquina de moldagem. Os irmãos Isaiah e John Hyatt inventaram essa máquina para moldar botões, pentes e outros objetos. Isso marcou o começo da fabricação de plásticos. Dois cientistas alemães, Arthur Eichengrun e Theodore Becker, criaram formas químicas de acetato de celulose em 1903; este era notavelmente menos inflamável do que as versões anteriores.

Enquanto a década de 1930 se tornou um período sombrio para muitas pessoas, para a fabricação de plásticos foi um período de transição. Muitos dos termoplásticos mais populares, como o poliestireno, as poliolefinas e o policloreto de vinila (PVC), foram introduzidos nessa época.

O que é moldagem por injeção de plástico

A moldagem por injeção de plástico é o processo de aquecer a substância primária até seu ponto de fusão, forçar a substância viscosa a assumir uma forma e permitir que ela se expanda em um molde específico. Os moldes de injeção são usados ​​com eficiência em praticamente todos os produtos que você possa imaginar, desde eletrônicos e eletrodomésticos até embalagens de alimentos e automóveis.

Em um nível mais básico, é um procedimento simples. No entanto, uma ciência muito complexa está envolvida na execução, com habilidades que vão desde a criação das formas até a compreensão dos efeitos químicos e corporais da substância.

Componentes da Máquina de Moldagem por Injeção

Uma máquina de moldagem por injeção é composta pelas seguintes dez partes: Tremonha, Rosca Mecânica, Aquecedores, Bicos, Pino Extrator, Moldes Divididos, Unidades de Fechamento, Unidades de Injeção, Unidades de Acionamento e Unidades Hidráulicas.

Qual é o ciclo de moldagem por injeção? 

O processo atual evoluiu e se aperfeiçoou notavelmente, a ponto de máquinas totalmente automatizadas, com sistema de aro fechado e controladas por microprocessador serem o padrão. Mesmo a moldagem por injeção básica ainda é um processo relativamente simples. A moldagem por injeção de termoplásticos requer a condução do material polimérico em pó ou partículas de uma tremonha de alimentação para um tambor aquecido.

No tambor, o termoplástico é aquecido e injetado em um corpo com um pequeno ajuste no êmbolo. O corpo é fixado sob pressão em um ajuste na placa e mantido a uma temperatura bem inferior à temperatura de dissolução do termoplástico. O termoplástico fluido endurece rapidamente dentro do formato, permitindo a ejeção do elemento após um período de resfriamento pré-determinado. As principais etapas de moldagem por injeção com uma máquina de parafuso correspondente são as seguintes:

Formas adjacentes e aparafusadas

O molde é fechado dentro do ajuste da placa e fixado com a força necessária para manter o modelo próximo ao molde através do padrão de injeção de plástico, evitando vazamentos de plástico na superfície do modelo. As máquinas de moldagem atuais variam de cerca de 1 a 40 mil toneladas métricas de força de aperto disponível. Muitos sistemas estão disponíveis para abrir/fechar e fixar moldes de fundição, embora sejam de dois tipos principais.

O sistema de travamento hidráulico direto é um mecanismo no qual o projeto da máquina é acionado por um pistão hidráulico que também fornece a força necessária para manter o molde fechado durante a injeção. Por outro lado, pistões auxiliares menores podem ser usados ​​para realizar o movimento principal da placa, e um ajuste automático de travamento é utilizado para transferir a força de travamento de um intensificador de força na parte traseira da máquina, que se move apenas alguns milímetros por meio de dispositivos.

O segundo tipo de ajuste geral de corte é o parafuso de alavanca. Nesse tipo, um mecanismo de alavanca mecânico, conectado à extremidade traseira da placa de trabalho, é acionado por um cilindro hidráulico comparativamente pequeno; isso permite o movimento da placa e também a força de corte quando o mecanismo de alavanca é travado, com um ajuste tão simples quanto o de uma fivela.

Dosagem ou Medição Média

Durante o período de resfriamento, o cilindro é recarregado com o material para o próximo ciclo de moldagem. O parafuso injetor gira e, devido à sua natureza espiral, o material, em sua forma pegajosa ou em pó, é aspirado para a extremidade traseira do cilindro a partir de um alimentador tipo funil.

O tubo que conecta a tremonha ao tambor de injeção geralmente é resfriado a água para evitar o derretimento prematuro e a formação de pontes no meio de alimentação, o que poderia comprometer a consistência da mistura. A velocidade de rotação do parafuso é geralmente medida em rpm e regulada por uma chave de acesso na extremidade traseira do parafuso. A rotação do parafuso pode ser configurada como uma velocidade contínua durante toda a dosagem ou em diferentes níveis de velocidade.

Moldagem aberta e emissão parcial

A peça é moldada quando o período de resfriamento é completo e a moldagem é realizada por ejeção. Geralmente, isso é feito com pinos de ejeção nos dispositivos, que são conectados por meio de uma placa de ejeção a um atuador hidráulico ou por uma válvula de ejeção pneumática na parte frontal do molde. A peça moldada pode cair livremente em uma caixa de montagem, em uma esteira transportadora ou ser removida por um robô mecânico.

Neste último caso, a rotação do molde é inteiramente mecânica. Em um sistema semi-mecânico, o operador pode intervir nesta extremidade do círculo para retirar o molde manualmente. Uma vez que o molde esteja legível pelo dispositivo de padronização, o processo completo de moldagem pode ser repetido.

Plotagem de moldes

A plotagem de moldes é, por si só, um processo excepcionalmente múltiplo e complexo. No entanto, é adequada para realizar as características básicas da plotagem e criar ferramentas simples de fundição por injeção. Nesse tipo de molde, a forma reside em duas metades, geralmente chamadas de metade ativa e metade fixa.

A partir do ponto de injeção, um anel de posicionamento é moldado na parte posterior da placa. Essas características concentram a forma no recipiente permanente. Junto com o anel de posicionamento, observa-se um canal de alimentação. O canal de alimentação é projetado para se conectar ao bico do elemento de injeção, de modo que o material seja expelido diretamente do elemento de injeção através do espaço entre o molde e a placa.

No caso de um molde de canal único, o canal de alimentação pode alimentar a peça diretamente. No caso de um molde de canal múltiplo, o canal de alimentação fornece um sistema de distribuição usinado na face da ferramenta que atua como uma estrutura de transferência para o fluido. Uma estrutura de distribuição aquecida ou quente pode ser absorvida pela metade permanente da peça, de modo que o canal de alimentação permaneça continuamente líquido e, portanto, não seja expelido ao final do ciclo.

Aplicação do PIM

O processo de moldagem por injeção de termoplásticos na Proto Labs é um procedimento de alta qualidade que utiliza um molde de alumínio. O alumínio conduz o calor muito melhor do que o aço, dispensando canais de refrigeração. O tempo economizado na refrigeração permite controlar a força de carga, o acabamento estético e produzir uma peça padrão. Basicamente, as máquinas de moldagem por injeção de plástico consistem em duas unidades: uma unidade de corte e uma unidade de injeção.

1- A unidade de corte abre e fecha um molde e emite os produtos acabados.

2- A unidade de injeção aquece o plástico e insere o material fluido no molde. O processo de moldagem por injeção inicia-se quando um parafuso é girado para aquecer o plástico que é expelido para dentro do dispositivo a partir de um alimentador.

A substância plástica fluida se acumula em frente ao parafuso. Esse processo é chamado de dosagem. Enquanto o plástico líquido entra na forma, o dispositivo de moldagem por injeção regula a velocidade de avanço do parafuso, controlando a velocidade de injeção. 

O dispositivo também controla a força de permanência, ou seja, a carga após o plástico líquido preencher os espaços do molde. Quando a velocidade do parafuso muda, o controle de carga é ajustado para o ponto em que a ponta do parafuso ou a carga de injeção atinge um valor predefinido.

Vantagens do PIM 

Se falarmos sobre as vantagens da moldagem por injeção de plástico, elas são inúmeras. Isso inclui:

Diversidade infinita : na prática, qualquer forma que você possa imaginar pode ser produzida como uma fração plástica.

Baixo custo por peça : Como os custos de fabricação do molde são elevados, os procedimentos de fabricação altamente automatizados resultam em um preço unitário muito baixo.

Alta produção : as peças podem ser fabricadas com muita rapidez.

Custo-benefício : Embora o custo inicial da usinagem possa, por algum motivo, ser baixo, a longo prazo, a moldagem por injeção de plástico é muito mais rentável.

Consequências com Consciência de Suprimentos : O procedimento de injeção utiliza apenas a quantidade de substância necessária para cada peça, e qualquer substância restante após a conclusão de um sistema pode ser triturada e reprocessada.

Defeitos da Moldagem por Injeção de Plástico

Os custos com ferramentas, como o projeto e a produção do molde, e os longos prazos de fabricação são as desvantagens mais significativas na escolha da moldagem por injeção de plástico. Isso geralmente exige uma análise de capacidade mínima para justificar a opção pela moldagem por injeção em detrimento de outros processos de produção mais simples.

Uma solução para essa falha é que protótipos de formas podem ser feitos com tecnologias mais baratas, como a produção CNC e a impressão 3D. A impressão 3D está se tornando uma opção cada vez mais desejada à medida que os preços das máquinas de impressão 3D diminuem.

Uma vez que a forma esteja perfeita, o procedimento de fabricação de ferramentas complexas é facilmente repetível a um custo mínimo. Limitações de projeto às vezes impedem que a moldagem por injeção seja o método mais adequado para fabricar a peça. O esboço da ferramenta pode, em alguns casos, ser adaptado para torná-la mais flexível para a fabricação por moldagem por injeção de plástico.

Motivos para escolher o PIM

Existem muitas razões pelas quais a moldagem por injeção de plástico é a melhor escolha para muitas empresas, sendo o processo de moldagem por injeção mais comercializável e produtivo. Uma das razões é que o método é o mais rápido quando comparado a outros procedimentos de produção. Também é economicamente vantajoso e mais estruturado, resultando em maior produtividade. Dependendo da complexidade do desenho e da descrição da forma, o tempo de ciclo geralmente varia entre 15 e 200 segundos.

Nada é mais preciso do que a moldagem por injeção de plástico como processo de fabricação de peças plásticas. Ela oferece ainda mais vantagens em relação a outros métodos de moldagem, pois o processo é menos complexo e mais preciso. Possui a flexibilidade exigida por projetos de engenharia e o controle de custos que muitas empresas buscam para manter seus custos operacionais. Aqui estão alguns motivos pelos quais você deve escolher a moldagem por injeção de plástico em vez de outros processos de fabricação.

Construção altamente sistemática e mais rápida

Existem muitas razões pelas quais a moldagem por injeção de plástico é a melhor escolha para muitas empresas, sendo o processo de moldagem por injeção mais comercializável e produtivo. Uma das razões é que o método é o mais rápido quando comparado a outros procedimentos de produção. Também é economicamente vantajoso e mais estruturado, resultando em maior produtividade. Naturalmente, o tempo de ciclo geralmente varia entre 15 e 200 segundos, dependendo da complexidade do desenho e das características da peça.

É possível ajustar o design complexo.

Como o molde de injeção é submetido a alta pressão, o plástico dentro do molde é comprimido e aderido com mais força às paredes.

Em comparação com outros métodos de moldagem, somente o modelo de injeção de plástico consegue incorporar todos os componentes na ferramenta.

Isso significa que não haverá redução na quantidade de componentes que devem estar presentes no esboço.

Outra vantagem notável da alta força aplicada ao método é que a moldagem de plástico pode produzir detalhes complexos e intrincados sem gastar muito.

A utilização da moldagem por injeção permite a criação de projetos complexos, mantendo o custo de produção baixo.

Força aumentada

Nas ferramentas de produção, são necessários dois componentes essenciais: as oito cores e o meio. Se ambos estiverem disponíveis, não há restrições quanto às possibilidades de desenho. Existem muitos procedimentos em polímeros nos tempos modernos. Essa é também a principal causa da evolução da ampla gama de resinas disponíveis.

Sinta-se à vontade para entrar em contato com nossos técnicos especializados em usinagem para discutir suas necessidades.