Moldagem por injeção de polipropileno PP

Moldagem por injeção de polipropileno ou moldagem por injeção de PP, é uma técnica de fabricação de moldagem que usa polipropileno, que é um tipo de material polimérico termoplástico exposto ao calor até derreter. O processo força o polímero fundido de baixa viscosidade a fluir para moldes especialmente projetados. Ao esfriar, o líquido se transforma em um plástico sólido e assume a forma do molde. Essa técnica é mais eficaz quando usada no polímero em sua forma processada. Essa técnica permite a criação de geometrias que, de outra forma, seriam difíceis de obter. Curioso sobre o polipropileno em si? Agora, vamos explorar mais sobre o polipropileno e seus usos, juntamente com as razões de sua popularidade na moldagem por injeção.

Neste artigo, apresentaremos uma descrição abrangente da moldagem por injeção de polipropileno e discutiremos os pontos fortes do material PP, considerando também suas aplicações nos setores de manufatura.

Tipos de polipropileno usados em aplicações de moldagem

Os tipos mais comuns de propileno empregados em aplicações de moldagem incluem;

1. Homopolipropileno (PP-H)

O PP-H, ou homopolipropileno, é o tipo mais usado de polipropileno, caracterizado por alta rigidez e resistência como resultado da estrutura cristalina. É comumente empregado em usos em que o material será exposto a muita força, como ocorre com contêineres, autopeças e outros. O PP-H tem boa resistência química e ao calor, portanto, é usado em produtos como baldes e outros utensílios domésticos. Entretanto, é menos flexível e, portanto, não é tão eficaz em aplicações mais flexíveis.

2. Polipropileno de copolímero randômico (PP-R)

O PP-R é um polipropileno copolímero randômico que contém apenas uma pequena quantidade de etileno, o que aumenta sua flexibilidade e resistência ao impacto. Isso torna o PP-R adequado para uso em sistemas de tubulação, peças automotivas e qualquer outro bem de consumo que deva ter um longo ciclo de vida. Devido a essas propriedades, ele é comumente usado em tubulações e contêineres de água quente e fria, nos quais a resistência e a flexibilidade são um requisito.

3. Copolímero em bloco de polipropileno (PP-B)

O PP-B é um polipropileno copolímero em bloco que tem uma estrutura em bloco com etileno, o que faz com que tenha melhor resistência ao impacto e elasticidade em comparação com o PP-A. Esse tipo é aplicado no setor automotivo, na fabricação de material de embalagem à prova de choque e em outros produtos de consumo para serviços pesados. O setor automotivo e as indústrias de embalagens de proteção são ideais para o PP-B devido à sua flexibilidade e propriedades de amortecimento em aplicações sob tensão.

Moldagem por injeção de polipropileno: Como funciona? 

Moldagem por injeção de plástico PP oferece a vantagem da produção em massa de peças plásticas idênticas. Grandes volumes - de mil a milhões de peças idênticas podem ser produzidas de uma só vez. Porque o molde pretendido é reutilizado várias vezes no processo de fabricação da peça. Isso torna a moldagem por injeção de polipropileno outra opção adequada para atender à grande demanda e garantir que os produtos produzidos sejam de igual qualidade, simultaneamente.

Condições do processo de moldagem por injeção de propileno

Tabela 1: Parâmetros operacionais para moldagem por injeção de plástico pp.

Parâmetro	Especificação
Necessidade de secagem	Seque a 80-90°C (176-194°F) por 2 horas; o nível de umidade deve estar abaixo de 0,1%.
Faixa de temperatura de fusão	220-280°C (428-536°F)
Faixa de temperatura do molde	20-80°C (68-176°F)
Temperatura de deflexão térmica (HDT)	100°C (212°F) a 0,46 MPa (66 PSI)
Temperatura de injeção	32-66°C (90-150°F)
Resistência à tração	32 MPa (4700 PSI)
Resistência à flexão	41 MPa (6000 PSI)
Densidade	0,91 g/cm³
Pressão de moldagem por injeção	Até 180 MPa
Taxa de encolhimento	1.5-2.0%

Comparação de classes de polipropileno para moldagem por injeção

Vamos comparar, diferentes polipropileno moldado por injeção para o processo de moldagem.

Tabela 2: Especificações técnicas de diferentes classes de plástico de polipropileno para moldagem por injeção.

Tipo de polipropileno	Resistência à tração	Alongamento na ruptura	Rigidez flexural	Resistência ao calor	Recursos notáveis
Pro-fax 6323	4.930 psi	11%	210.000 psi	199.0 °F	De uso geral, resiste a rachaduras por estresse
Pro-fax SG702	2.900 psi	6%	150.000 psi	180.0 °F	Resistente a impactos, adequado para uso automotivo
Pro-fax 6523	4.790 psi	12%	200.000 psi	190.0 °F	Rigidez, ideal para embalagens de alimentos
Pro-fax PD702	4.500 psi	12%	170.000 psi	190.0 °F	Mantém bem as dimensões e é fácil de processar
FHR P5M6K-048	3.900 psi	11%	153.000 psi	183.0 °F	Claridade aprimorada, visualmente atraente

Diretrizes de projeto para peças de moldagem por injeção de polipropileno

A moldagem de polipropileno é fácil, mas, para obter o melhor resultado, é preciso seguir certos princípios de design. Esta seção concentra-se nas recomendações práticas necessárias para produzir componentes de polipropileno duradouros e de alto desempenho.

Fatores-chave das dobradiças vivas

Ao projetar dobradiças vivas em polipropileno, é bom trabalhar com uma espessura entre 0,2 mm e 0,51 mm. Para obter o melhor desempenho, os raios devem ser largos e a dobradiça deve ter um ombro plano. Essa abordagem de projeto proporciona flexibilidade e resistência para suportar o uso da dobradiça quando usada várias vezes.

Diretrizes para a espessura da parede

No caso de peças de polipropileno, a espessura das paredes do produto não deve exceder 0,635 mm a 3,81 mm de espessura. As peças espessas também devem ter mudanças suaves na espessura de um nível para outro para evitar defeitos, como marcas de afundamento. Além disso, as nervuras devem, de preferência, ter menos da metade da espessura das paredes adjacentes para proporcionar resistência e evitar a formação de vazios estruturais.

Raios no projeto

Os raios no projeto do molde também ajudam a reduzir as concentrações de tensão. Portanto, isso afeta significativamente o ciclo de vida da peça. O raio sugerido deve ser de pelo menos vinte e cinco por cento da espessura da parede. O raio de curvatura deve ser 75% da espessura da parede, o que proporciona tanto a resistência quanto o acabamento fino da superfície.

Recomendações de ângulos de rascunho

O polipropileno pode suportar ângulos de estiragem muito pequenos, de até um grau, o que é adequado para a maioria das peças. Mas se sua peça tiver superfícies texturizadas, recomenda-se aumentar o ângulo de estiragem em até cinco graus, dependendo da profundidade da textura. No caso de materiais de polipropileno preenchidos, pode ser necessário ter um ângulo de estiragem de até dez graus para facilitar a ejeção da peça e melhorar a qualidade da peça final.

Definição de tolerâncias de peças 

Os requisitos de tolerância das peças de polipropileno podem ser classificados em tolerância comercial ou tolerância fina. As tolerâncias comerciais são relativamente maiores e mais baratas em comparação com as tolerâncias finas, que são precisas, mas caras. Por exemplo, uma tolerância comercial para uma peça de 20 mm será da ordem de ± 0,125 mm, enquanto a tolerância fina para a mesma peça é de cerca de 0,075 mm. Portanto, é fundamental entender que, se forem desejadas tolerâncias mais rígidas, elas podem ter um grande impacto no custo de produção.

Processamento de material de polipropileno

O polipropileno tem um ponto de fusão na faixa de 160-170°C, o que significa que é necessário o controle correto da temperatura durante o processamento do material. Além disso, é fundamental secar o pellets de polipropileno para moldagem por injeção processo. Para obter resultados ideais e peças sem folgas, a umidade deve ser mantida abaixo de 0,02%.

Moldagem por injeção

O Moldagem por injeção de PP é necessária uma temperatura em torno de 220°C a 280°C, enquanto a temperatura do molde fica entre 30°C e 80°C. Essas condições são as seguintes para que haja fluxo e solidificação adequados. O tempo de ciclo é outra consideração importante. Normalmente, ele se refere ao tempo necessário para concluir um ciclo e deve ser reduzido para evitar deformações, e o resfriamento eficiente é importante. Além disso, os canais de resfriamento devem ser projetados de forma a permitir a distribuição igual de calor por toda a superfície.

Processamento de extrusão

A extrusão é realizada pela fusão do polipropileno a uma temperatura de 210°C a 250°C. O controle da temperatura e a taxa de resfriamento são dois fatores críticos que precisam ser bem controlados para permitir a formação das propriedades desejadas do produto.

A matriz de extrusão é um componente essencial do processo. Ela precisa ser projetada para não permitir que a matriz inche e controlar o fluxo do material que está sendo extrudado para atingir a qualidade desejada do produto final.

Moldagem por sopro

O processo de moldagem por sopro envolve o aquecimento do polipropileno e, em seguida, a formação de um parison e o sopro em um molde. A temperatura e a pressão de insuflação devem ser rigorosamente mantidas para produzir o formato desejado do produto. Ejeção O resfriamento da peça é necessário para manter o formato e as dimensões da peça. A taxa de resfriamento deve depender do tamanho e da complexidade da peça em questão.

Inspeção de qualidade:

As duas áreas que são de particular importância incluem;

• Medidas de procedimentos sanitários e de armazenamento A pureza do polipropileno depende dos procedimentos de manuseio e armazenamento e de equipamentos limpos.
• Controle de qualidade O exame periódico durante o processamento ajuda a garantir que o material e os produtos finais tenham a qualidade e o padrão corretos e atendam aos requisitos.

Quais são os benefícios da moldagem por injeção de propileno?

Veja a seguir os benefícios da moldagem por injeção de polipropileno:

• Acessibilidade: A moldagem por injeção de polipropileno é relativamente barata, ainda mais para produções que exigem grandes quantidades. O processo tem um baixo custo de material e pouco desperdício, pois o material excedente pode ser reutilizado no sistema. Essa eficiência significa que grandes volumes de produção são oferecidos a preços unitários mais baratos do que no caso de volumes de produção menores.
• Tempo de ciclo curto: O processo de moldagem por injeção pode produzir grandes volumes de peças no menor tempo possível. O polipropileno tem boas propriedades térmicas e, portanto, os moldes podem ser preenchidos e resfriados rapidamente, aumentando as taxas de produção e os prazos de entrega.
• Resistência superior a produtos químicos: O polipropileno é altamente resistente a um grande número de produtos químicos, como ácidos, álcalis e solventes orgânicos. Essa propriedade o torna adequado para uso em aplicações em condições extremas, incluindo peças de automóveis e vasos químicos.
• Menor impacto: O polipropileno tem menor resistência ao impacto em comparação com o HDPE, mas o polipropileno copolímero tem boa resistência ao impacto. Isso o torna a escolha preferida para produtos que exigem força mecânica e resistência ao impacto, por exemplo, produtos automotivos e bens de consumo duráveis.
• Estabilidade dimensional: Depois de resfriado, o polipropileno tem alta estabilidade dimensional. Essa estabilidade é essencial para garantir que as peças moldadas se encaixem corretamente e realizem suas tarefas pretendidas sem a necessidade de modificações adicionais.
• Baixa absorção de umidade: O polipropileno tem pouca ou nenhuma capacidade de absorver umidade e, portanto, a resistência e as dimensões do material não se alteram quando expostas a diferentes níveis de umidade. Essa propriedade o torna adequado para uso em aplicações em que o material é exposto à umidade na maior parte do tempo.
• Características de fluxo: Devido às características favoráveis de fluxo, é mais fácil processar o polipropileno, o que facilita o processo de moldagem. Isso possibilita a produção de grandes quantidades de produtos moldados e também ajuda a superar os problemas típicos da moldagem, como empenamento ou falta de preenchimento.

Quais são as limitações da moldagem por injeção de propileno?

Alguns dos pontos negativos da moldagem por injeção de polipropileno são os seguintes;

• Alta condutividade térmica: O polipropileno tem baixa resistência ao calor e, portanto, não pode ser usado em áreas de alta temperatura. O polipropileno tem baixa estabilidade térmica e as peças feitas com ele podem se deformar ou perder a resistência em temperaturas acima de 100°C (212°F).
• Estabilidade UV O polipropileno não é muito resistente à luz ultravioleta e, quando exposto à luz ultravioleta por muito tempo, sofre degradação, ficando com uma cor indesejável, tornando-se quebradiço e exibindo baixas propriedades mecânicas. Essa limitação torna necessário o uso de estabilizadores ou revestimentos UV, especialmente quando o produto é usado em ambientes externos.
• Alta taxa de encolhimento: Como o polipropileno encolhe de 1,5% a 2,0%, as peças fabricadas com esse material podem se deformar ou sofrer alterações dimensionais se não forem bem controladas. Isso também pode influenciar a qualidade do produto final, pois o desempenho do produto pode ser comprometido quando a precisão é necessária.
• Não é adequado para aplicações de alto estresse: Embora o polipropileno tenha boa resistência ao impacto, ele não oferece alta resistência e rigidez. Em aplicações em que são aplicadas altas cargas de tração ou flexão na peça, o PP pode não oferecer resistência suficiente.
• Capacidade limitada de produzir pequenos recursos: Embora o polipropileno tenha muitos usos, não é fácil produzir características muito pequenas e detalhes intrincados. As características de fluxo do material e as propriedades de resfriamento podem reduzir o nível de detalhes em projetos muito finos.
• Menor número de cores disponíveis: O polipropileno tem menos opções de cores em comparação com outros plásticos no mercado. A obtenção de tonalidades específicas ou mesmo desejadas pode ser possível somente com a ajuda de corantes ou outros tipos de tratamentos.

Peças comuns fabricadas por moldagem por injeção de polipropileno

A moldagem por injeção de propileno geralmente produz as seguintes peças:

• Painéis do painel de controle
• Compartimentos para luvas
• Carcaças de espelhos
• Recipientes de plástico
• Utensílios de cozinha
• Recipientes para alimentos
• Caixas e paletes
• Alojamentos para produtos médicos: Lotes de moldagem por injeção médica peças feitas de material PP.
• Tubos de encanamento
• Brinquedos: Muitos dos brinquedos de moldagem por injeção de plástico são feitos de materiais ABS e PP.

Portas e canais em ferramentas de moldagem por injeção de polipropileno

Na moldagem por injeção de polipropileno, as comportas e os canais são alguns dos recursos mais importantes que controlam o fluxo do material fundido na cavidade do molde. O projeto desses elementos deve permitir o preenchimento adequado, e a qualidade das peças acabadas deve ser muito alta.

Design do jito

O jito serve como um conduíte para o polipropileno fundido, conectando a máquina de moldagem por injeção à cavidade do molde. Trata-se de um projeto cilíndrico com uma parte esférica na extremidade que se encaixa adequadamente no bocal da máquina. Isso é fundamental para evitar vazamentos e garantir um fluxo suave de materiais pelo sistema e pelo equipamento.

Sistema de corredores

O polipropileno derretido passa por canais desde o jito até a cavidade do molde. Os moldes com várias cavidades projetam seus canais com ramificações para distribuir uniformemente o material. Sugerimos o uso de buchas frias nas junções para evitar o enrijecimento precoce e garantir o fluxo livre. Os diâmetros dos canais variam de 4 a 7 mm para garantir o fluxo e o resfriamento ideais para o molde. 

Funcionalidade da porta

As comportas são a última abertura pela qual o polipropileno fundido pode fluir para a cavidade do molde. As dimensões e o tipo de porta determinam como o material é transportado durante todo o processo de fabricação e a qualidade da última peça. Existem portas de pino e portas de borda, que são escolhidas de acordo com o tipo de molde a ser fabricado. A porta deve permitir o fácil fluxo de materiais para o molde e, ao mesmo tempo, reduzir a formação de defeitos na superfície.

Dimensionamento e colocação de portões

Normalmente, são usadas comportas pequenas para minimizar o atrito e evitar o desgaste do material. A espessura do terreno da comporta, ou seja, a parte da comporta que se junta à cavidade, deve ser a mais fina possível para que possa ser facilmente preenchida. A localização da porta é importante, geralmente localizada na seção mais espessa do molde para obter uma distribuição uniforme do material e minimizar os defeitos.

Considerações sobre o projeto

Alguns dos problemas comuns, como marcas de afundamento e enchimento insuficiente, podem ser resolvidos por meio de sistemas adequados de canais e canais. Para melhorar a eficiência da produção e a qualidade das peças, é eficaz atualizar os projetos em alguns intervalos com base nas práticas recomendadas e no feedback sobre o processo.

Aplicações do setor de moldagem por injeção de propileno

A moldagem por injeção de PP frequentemente encontra suas aplicações em vários setores de fabricação;

Embalagem de alimentos

O polipropileno é amplamente utilizado em embalagens de alimentos, pois é seguro e tem uma vida útil mais longa. Os recipientes para viagem e os produtos de armazenamento de alimentos, como copos e recipientes, são feitos de espuma de PP para isolamento térmico e proteção. O material de PP é usado na fabricação de copos e garrafas de plástico para bebidas e produtos alimentícios, pois o material não reage com umidade ou substâncias químicas.

Bens de consumo

No setor de bens de consumo, o polipropileno é preferido por sua resistência e capacidade de ser moldado. O PP é usado em pequenos eletrodomésticos, como liquidificadores e secadores de cabelo, porque oferece resistência ao impacto e facilidade de moldagem. O polipropileno é seguro e durável e é usado com frequência em brinquedos para moldagem por injeção. Além disso, a durabilidade do polipropileno também é usada em produtos domésticos, como caixas para armazenamento e utensílios de cozinha.

Automotivo

O setor automotivo é um dos principais usuários de polipropileno, pois o material é leve e tem um alto grau de resistência. O PP é utilizado em peças de acabamento interno, como painel de instrumentos e painéis, devido à versatilidade do material em termos de aparência e durabilidade. Há também porta-luvas e carcaças de espelho em polipropileno para proporcionar a resistência e a proteção contra impactos necessárias.

Têxteis

É de conhecimento geral que as fibras de polipropileno são essenciais em diferentes áreas têxteis devido à sua força e resistência a manchas. Os carpetes de fibra de PP são capazes de resistir ao desgaste e às manchas. O PP é usado em móveis e interiores de automóveis, pois não se desgasta facilmente e é fácil de limpar. Devido às suas excelentes características, as fibras de polipropileno são usadas na produção de roupas que absorvem a umidade, proporcionando conforto e desempenho.

Filmes para embalagem

Um dos tipos mais importantes de filmes para embalagens são os filmes de polipropileno, devido à resistência e à flexibilidade que eles oferecem. As aplicações dos filmes de BOPP (polipropileno biaxialmente orientado) são em embalagens devido à sua alta transparência, excelentes propriedades mecânicas e propriedades de barreira à umidade e ao oxigênio. Os filmes de CPP (polipropileno fundido) são usados para vedação térmica em aplicações de embalagens flexíveis para uma variedade de produtos.

Tubos e conexões

Os tubos de polipropileno são usados em encanamentos e práticas industriais, pois são quimicamente inertes e podem ser facilmente instalados. Os tubos de encanamento de PP são usados para água quente e fria devido à sua força e resistência à corrosão. Em aplicações industriais, os tubos de polipropileno são usados em sistemas de manuseio de produtos químicos e resíduos, e o material é bem dotado de força e capacidade de suportar condições agressivas.

Resumo

Este artigo fornece mais informações sobre polipropileno (PP) como um plástico de engenharia, incluindo os diferentes tipos disponíveis, as propriedades do PP e as complexidades do processo de moldagem por injeção. Ele também examina os desafios associados à seleção do equipamento certo, abordando questões relacionadas ao design do produto e discutindo os fundamentos do design do molde. Na mesma linha, o artigo discute alguns dos principais defeitos que provavelmente ocorrerão durante a produção e como corrigi-los.

Para garantir o melhor material de PP e a melhor produção de moldagem por injeção, é aconselhável buscar a orientação de um fornecedor experiente. Um fornecedor experiente pode oferecer recomendações sobre os moldes de injeção de plástico PP mais adequados para os requisitos funcionais e a aparência do produto final, garantindo um projeto bem-sucedido.

Perguntas frequentes - Moldagem por injeção de polipropileno

Q1. Quais são as principais categorias de paletes de polipropileno para moldagem por injeção?

Eles incluem o homopolipropileno (PP-H) para rigidez, o polipropileno copolímero randômico (PP-R) para flexibilidade e o polipropileno copolímero em bloco (PP-B) para resistência ao impacto.

Q2. O que deve ser feito com o polipropileno antes da moldagem?

O polipropileno deve ser seco a 80-90°C por não menos de 2 horas para que o teor de umidade fique abaixo de 0,1%, para evitar a formação de produtos de baixa qualidade.

Q3. Quais são alguns dos problemas que podem ocorrer na moldagem por injeção de polipropileno?

Algumas das imperfeições mais comuns são marcas de afundamento, linhas de fluxo, problemas de ventilação, empenamento e preenchimento incompleto. Esses problemas podem ser resolvidos ajustando-se a espessura da parede, aumentando a ranhura de ventilação, a temperatura do molde e a pressão de injeção.