Moldagem por injeção de termoplástico tornou-se o processo de fabricação de plástico mais aplicável. Ele é conhecido por produzir produtos de alto padrão de qualidade em um prazo mínimo de entrega e em grandes quantidades. A crescente necessidade de produtos plásticos de alta qualidade em diferentes setores impulsionou a aplicação de materiais termoplásticos.

Esses materiais são baseados em resinas de polímero e, quando aquecidos, transformam-se em um líquido homogêneo que se torna sólido quando resfriado. A moldagem por injeção emprega termoplásticos e plásticos termoendurecíveis ou até mesmo materiais elastoméricos para formar peças ou produtos moldáveis de alto desempenho. Novas tecnologias de moldagem por injeção de termoplásticos e moldes melhores permitiram a redução de custos, melhor aparência e melhores perspectivas de fabricação.

Por que os materiais termoplásticos são usados na moldagem por injeção?

Os termoplásticos são usados na moldagem por injeção, pois derretem em altas temperaturas e cristalizam em baixas temperaturas. Essa propriedade os torna ideais para serem reciclados e moldados em diferentes formas e estruturas. Eles são os materiais mais preferidos nas indústrias devido à sua flexibilidade e versatilidade de uso.

Como produzir produtos termoplásticos moldados por injeção?

A moldagem por injeção de termoplásticos é um dos processos mais fundamentais da produção contemporânea. Ela envolve a criação de uma variedade de produtos plásticos por meio do emprego de polímeros termoplásticos.

Etapa 1. Seleção do material adequado

O tipo de material usado determina a funcionalidade, a aparência e a durabilidade do produto final. Selecione os materiais considerando suas propriedades mecânicas, estabilidade térmica e uso específico.

Etapa 2. Preparação do material

Esse processo envolve a secagem de pellets de plástico bruto para eliminar a umidade. Isso porque o teor de umidade afeta significativamente e é destrutivo para o processo de fusão e para a peça moldada. Esses pellets preparados são então alimentados no funil da máquina termoplástica de moldagem por injeção por meio de uma correia transportadora.

Etapa 3. Derretimento

Os pellets de plástico são derretidos em um barril que envolve um parafuso recíproco. Em seguida, esses pellets assumem a forma de lava derretida ou líquido vermelho quente. Durante essa fase, os controles de temperatura são cruciais para obter a consistência correta e o fluxo do plástico derretido de acordo com o padrão exigido.

Etapa 4. Injeção

Como o nome sugere, o plástico fundido é injetado na cavidade do molde por meio da aplicação de pressão de injeção altamente controlada. O controle preciso sobre esse processo determina as especificações e os acabamentos exatos da peça. As peças resultantes são então resfriadas e solidificadas em condições ideais.

Etapa 5. Ejeção

A peça necessária é então retirada do molde por meio de pinos ejetores após a solidificação. Esse processo deve ser cronometrado e controlado para não danificar a peça e para que ela seja liberada adequadamente.

Etapa 5. Pós-processamento

Essa fase é normalmente usada para cortar e moldar as peças nos formatos desejados. As peças podem ser pintadas, anodizadas, aparadas, polidas, etc., dependendo da funcionalidade e da estética necessárias.

Quais são as partes essenciais de uma máquina de moldagem por injeção de termoplásticos?

Uma máquina de moldagem por injeção de termoplástico é composta de várias peças. Algumas das peças mais comuns incluem;

Unidade de fixação

A unidade de fixação segura firmemente as duas partes do molde para garantir que elas não se abram durante a injeção. Ela precisa aplicar força suficiente para resistir à força exercida pelo plástico derretido que está sendo injetado para garantir que o molde não se abra e a peça fique bem formada.

Unidade de injeção

A unidade de injeção, que é considerada o coração da máquina, é responsável por aquecer o material plástico e injetá-lo na cavidade do molde. Ela tem um cilindro aquecido com um parafuso que se move para frente e para trás para forçar o plástico através de um bocal no molde e manter um suprimento constante de material.

Habitação e sistema de resfriamento

Depois que o plástico fundido é injetado no molde, o sistema de refrigeração e resfriamento mantém a pressão para garantir que o plástico ocupe todas as cavidades do molde e se solidifique na forma correta. O resfriamento é um processo muito importante para a redução do tempo de ciclo, além de melhorar a qualidade do produto final.

Processo de ejeção

Depois que o plástico é fixado, o processo de ejeção é iniciado. O molde é aberto, e os pinos ejetores, que estão localizados na lateral do molde, jogam a peça acabada para fora da cavidade do molde. Esse processo deve ser feito com cuidado e no momento certo para que a peça não seja danificada e a remoção seja bem feita.

Ferramenta de molde

A ferramenta de molde é negativa e é feita de aço ou alumínio, formando o produto final. Ela define o acabamento da superfície e o tamanho do produto. A ferramenta tem duas metades que são conectadas no centro e que são injetadas separadas uma da outra.

Tipos de materiais usados na moldagem por injeção de termoplásticos?

Há muitos tipos de materiais de moldagem por injeção termoplástica usados para criar produtos de moldagem;

ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) é caracterizado pela alta resistência ao impacto, alta rigidez e baixo encolhimento. Isso o torna ideal para componentes automotivos, eletrônicos de consumo e brinquedos em que a durabilidade e a resistência ao estresse mecânico são de suma importância. Leia mais sobre Moldagem por injeção de ABS.

Poliamida (Nylon) tem alta resistência, estabilidade térmica e resistência ao desgaste. Esses atributos o tornam ideal para uso em peças automotivas, produtos mecânicos e outros produtos de consumo que exigem resistência e desempenho. Leia mais sobre moldagem por injeção de náilon.

Cloreto de polivinila (PVC) tem as vantagens de alta resistência, boa resistência química e resistência ao fogo. Alguns dos usos são canos de encanamento, tubos médicos e mobília externa, o que o torna um material que pode ser usado em muitos campos.

Tereftalato de polietileno (PET) é valorizado por sua transparência, propriedades mecânicas e aprovação para contato com alimentos. Esse material é usado em garrafas de bebidas, materiais de embalagem e tecidos sintéticos devido à sua resistência e transparência.

PMMA ou acrílico oferece transmissão de luz sonora e não é afetado por intempéries ou radiação UV. Essas características o tornam adequado para letreiros, lâmpadas e janelas em que a transparência e a resistência são desejáveis. Leia mais sobre Moldagem por injeção de PMMA.

Poliestireno (PS) é um material leve, relativamente barato e frequentemente usado em talheres descartáveis, estojos de CD e materiais isolantes, pois é fácil de moldar e relativamente barato. Leia mais sobre Moldagem por injeção de PS.

Poliuretano termoplástico (TPU) é caracterizado pela alta elasticidade, resistência a óleo e resistência à abrasão. É aplicado na produção de solas e palmilhas de calçados, tubos médicos flexíveis, vedações e juntas de automóveis, etc. Leia mais sobre Moldagem por injeção de TPU.

Polioximetileno (POM) tem alta rigidez, baixa taxa de desgaste e boa resistência ao encolhimento e ao inchaço. É adequado para aplicações que exigem resistência e precisão, como engrenagens e rolamentos, peças elétricas e produtos de consumo. Leia mais sobre Moldagem por injeção de POM.

Tereftalato de polibutileno (PBT) tem boas propriedades elétricas e resistência química e ao calor. É amplamente aplicado em peças elétricas, peças automotivas e peças sob o capô devido à sua alta força e resistência ao calor.

Poliestireno de alto impacto (HIPS) é caracterizado pela alta resistência ao impacto e boa processabilidade. É usado na confecção de modelos, na escrita de placas e no invólucro de produtos eletrônicos de consumo em que são necessárias resistência e estabilidade.

Elastômeros termoplásticos ou TPE são materiais que têm características de termoplásticos e borracha e são flexíveis e elásticos. Eles são aplicados em aplicações de vedação e gaxeta, peças de toque macio em produtos domésticos e alças. Leia mais sobre Moldagem por injeção de TPE.

Óxido de polifenileno (PPO) é bem conhecido por sua resistência ao calor, baixo coeficiente de expansão térmica e isolamento elétrico. É aplicado em peças automotivas, peças elétricas e eletrodomésticos que precisam ser resistentes ao calor e ao desgaste.

O LCP é caracterizado pela alta resistência mecânica, estabilidade em altas temperaturas e boa resistência química. Ele é aplicado em contatos elétricos de alta tensão, peças de fornos de micro-ondas e outros usos críticos.

Polieterimida (PEI) tem alta resistência ao calor, à força e às chamas. Ele é usado em peças aeroespaciais, equipamentos médicos e outros locais onde há grande estresse.

Poliéter éter cetona (PEEK) é caracterizado pela estabilidade em altas temperaturas, inatividade química e características mecânicas. Ele é aplicado em peças aeroespaciais, aplicações automotivas e aplicações médicas em que a resistência e a tenacidade são necessárias. Leia mais sobre Moldagem por injeção de PEEK.

Sulfeto de polifenileno (PPS) tem alta resistência ao calor, resistência química e baixo encolhimento térmico. É usado nos setores automotivo, elétrico e eletrônico e em revestimentos que exigem estabilidade química e térmica. Leia mais sobre Moldagem por injeção de PPS.

Estireno acrilonitrila (SAN) é preferido por sua transparência, rigidez e resistência a produtos químicos. Essas propriedades o tornam adequado para uso em recipientes para alimentos, uma vez que gorduras e óleos são alguns dos elementos que os recipientes devem ser capazes de suportar. O SAN também é frequentemente aplicado em utensílios de cozinha devido à sua alta resistência ao calor e em acessórios de banheiro devido à resistência a produtos químicos.

Acetal (polioximetileno, POM) é altamente rígido, autolubrificante e tem boa estabilidade dimensional. O acetal também é usado em isoladores elétricos e bens de consumo. Alguns exemplos comuns incluem: zíperes e travas de janelas, em que a força e a resistência ao desgaste são necessárias.

Etileno Vinil Acetato (EVA) é conhecido por sua flexibilidade, resistência a alto impacto e transparência. É um material semelhante à borracha que pode ser moldado e reciclado e é usado em produtos de espuma utilizados em estofamento de equipamentos esportivos, calçados, como solas e palmilhas, e filmes para embalagens flexíveis.

Poliuretano (PU) é um polímero flexível que é aplicado em móveis de espuma e assentos de carro devido ao seu conforto e resistência. Além disso, o PU é usado em rodas e pneus de veículos industriais e recreativos e em peças internas de automóveis, como painéis de instrumentos.

PPSU é altamente resistente ao calor, muito resistente e pode suportar a esterilização a vapor, o que o torna adequado para condições desafiadoras. O PPSU é amplamente utilizado em instrumentos médicos que são frequentemente esterilizados, interiores de aeronaves que são expostos a altas temperaturas e estresse e encanamentos em que o calor e o estresse mecânico são essenciais. Leia mais sobre Moldagem por injeção de PPSU.

Polietileno naftalato (PEN) é uma variante do PET, mas tem melhores propriedades de barreira e resistência química e ao calor. O PEN é aplicado em materiais de embalagem que precisam ser muito fortes e ter boas propriedades de barreira e em produtos eletrônicos, nos quais as peças precisam ser dimensionalmente estáveis e isolantes elétricos.

Polibutileno As características peculiares, como a resistência ao calor e à pressão, tornam-no ideal para uso em sistemas de tubulação na distribuição de água quente e fria e em sistemas de aquecimento de piso onde são necessárias altas temperaturas e pressões.

Polimetilpenteno (PMP) é um tipo bastante especial de termoplástico devido à sua transparência e resistência ao calor. O PMP é usado em equipamentos de laboratório em que a resistência química e a transparência são necessárias e em panelas de micro-ondas devido à sua resistência ao calor e à qualidade no preparo de alimentos.

Polissulfona (PSU) é caracterizado pela alta resistência ao calor, força e transparência. Essas características o tornam ideal para uso em dispositivos médicos, especialmente aqueles que são reutilizáveis e precisam ser esterilizados, sistemas de filtragem de água devido à sua estabilidade e resistência, e peças elétricas em que o isolamento e a resistência ao calor são importantes.

Moldagem por injeção de termofixos versus termoplásticos: Principais diferenças

Moldagem por injeção de termoplásticos

Essa técnica de moldagem termoplástica utiliza materiais como polietileno e náilon, que podem ser reaquecidos e reciclados para uma segunda utilização. Ela é perfeita para a produção de vários componentes que exigem flexibilidade, resistência ao impacto ou clareza.

Moldagem por injeção de termofixos

Esse método usa materiais como epóxi e poliéster, que sofrem uma reação química quando expostos ao calor e endurecem em uma forma específica. Eles não podem ser remodelados após o resfriamento. É usado quando é necessária alta resistência, resistência ao calor ou a produtos químicos, mas, diferentemente dos termoplásticos, não pode ser reciclado

Portanto, a principal diferença é que os termoplásticos podem ser reciclados por meio de fusão e os termofixos são moldados permanentemente e não podem ser remoldados, proporcionando resistência diferente de acordo com a necessidade.

Aplicações industriais da moldagem por injeção de termoplásticos

Setor automotivo: A moldagem por injeção de termoplástico é amplamente aplicada na fabricação de componentes internos e externos de automóveis, como peças de painel, para-choques e painéis de portas de automóveis. Também é útil para a criação de peças sob o capô, como reservatórios e caixas de fluidos, devido à sua resistência e precisão.

Setor médico: No setor médico, a moldagem por injeção de termoplásticos é muito importante na fabricação de seringas descartáveis, instrumentos cirúrgicos e gabinetes para dispositivos médicos. Devido à sua precisão no desenvolvimento de padrões complexos, ela é essencial para o desenvolvimento de peças utilizadas em ferramentas de diagnóstico e próteses.

Eletrônicos de consumo: Na eletrônica, esse processo de moldagem é usado na produção de invólucros de smartphones, controles remotos e peças de computador, entre outros. Também é usado na fabricação de carcaças de baterias e conectores devido à sua resistência e versatilidade de formato.

Setor de construção: Na construção civil, a moldagem por injeção de termoplástico é aplicada na produção de acessórios para tubos, peças de encanamento e gabinetes elétricos devido à resistência e à durabilidade do material. Também é aplicada na produção de materiais isolantes e molduras de janelas devido à sua força e resistência ao calor.

Brinquedos e recreação: Esse processo de moldagem é usado na criação de bonecos de ação, quebra-cabeças e jogos de tabuleiro com designs complexos. Ele também é usado na fabricação de itens para uso externo, como implementos de jardim e equipamentos de recreação infantil, pois pode gerar produtos resistentes e seguros.

Produtos para o lar: A moldagem por injeção de termoplástico é vital na produção de utensílios de cozinha, recipientes e utensílios devido à resistência ao calor e a produtos químicos. Também é usada na fabricação de caixas de armazenamento e ferramentas de limpeza devido à sua resistência e simplicidade.

Moldagem por injeção de termoplástico: Defeitos comuns e soluções

Abaixo estão os desafios típicos encontrados durante o processo e as estratégias para enfrentá-los de forma eficaz:

Preenchimento insuficiente: Isso acontece quando o molde não está totalmente preenchido. Para resolver esse problema, pode-se aumentar a velocidade ou a pressão de injeção, verificar a temperatura do material ou aumentar o tamanho da porta.

Formação de Flash: Essa é uma condição em que há a formação de uma fina camada de plástico na borda da peça após ela ter sido moldada. Isso pode ser resolvido diminuindo a pressão de injeção ou a força de fixação ou verificando se há danos no molde.

Deformação: Se a peça se distorcer durante o resfriamento, considere a temperatura de resfriamento uniforme e o tempo de ciclo até o estado ideal.

Marcas de pia: Esses são pequenos contornos na superfície da peça e normalmente ocorrem em tamanhos variados. Para evitá-los, aumente o tempo de resfriamento ou reduza a pressão de retenção.

Marcas de queimadura: Isso ocorre quando um material é superaquecido ou o ar fica preso e pode causar descoloração preta ou marrom na superfície da peça. Isso pode ser superado com a redução da temperatura da massa fundida e do molde e, ao mesmo tempo, com o aumento da velocidade de injeção para evitar o superaquecimento ou a formação de bolsas de ar.

Essas mudanças devem melhorar a qualidade e a produtividade do processo de moldagem por injeção.

Resumindo

A moldagem por injeção de termoplásticos continua sendo um dos pilares mais significativos da inovação, oferecendo flexibilidade e eficácia no desenvolvimento de produtos de qualidade. Ela é usada nos setores automotivo e médico, em produtos eletrônicos de consumo e em muitos outros setores, comprovando sua versatilidade e eficiência.

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