12 métodos de fabricação de plástico e quando são usados

A fabricação de plástico é essencial para a maioria das indústrias. De embalagens de poliestireno para alimentos a componentes industriais feitos de PEEK de engenharia, a fabricação de plástico contribui enormemente para a vida como a conhecemos. Sem a capacidade de fabricar peças plásticas, precisaríamos desenvolver sistemas de produção radicalmente novos.

Mas a fabricação de plástico compreende muitos métodos diferentes. Moldagem por injeção, extrusão de plástico e impressão 3D FDM são todos métodos de fabricação de plástico, e há muitos outros. Esses diferentes métodos de fabricação de plástico se adaptam a diferentes peças de plástico, e escolher entre eles nem sempre é simples. Orçamento, design da peça e material são apenas alguns dos fatores que influenciam a escolha de um método de fabricação de plástico.

Este artigo analisa 12 métodos diferentes de fabricação de plástico, explicando seus processos básicos e por que eles são úteis. Para cada método de fabricação de plástico, daremos alguns exemplos de como ele pode ser usado para fazer peças de uso final.

1. Moldagem por injeção

A moldagem por injeção é o processo de fabricação de plástico mais comum. Pode processar polímeros termoplásticos e termofixos.

Este método rápido de fabricação de plástico funciona aquecendo pellets de plástico até derreterem e, em seguida, forçando o plástico derretido em um molde de metal usando um parafuso alternativo. O material fundido esfria, solidifica e assume a forma da cavidade do molde. A parte sólida é então ejetada do molde.

A moldagem por injeção é adequada para uma enorme variedade de materiais e peças. As peças devem ter paredes finas e consistentes, mas podem assumir várias formas e tamanhos.

Exemplo de peças moldadas por injeção:bandejas descartáveis ​​para alimentos, painéis de carros, peças LEGO

2. Moldagem por sopro

A moldagem por sopro é um processo de moldagem de plástico que é menos utilizado do que a moldagem por injeção. Possui três variantes distintas:moldagem por sopro por extrusão, moldagem por sopro por injeção e moldagem por sopro por estiramento por injeção.

Este processo de fabricação de plástico funciona usando um molde e um tubo termoplástico fundido chamado parison (em vez de pelotas totalmente derretidas). O ar pressurizado entra no parison, fazendo com que o plástico se expanda e toque as paredes internas do molde, eventualmente assumindo a forma da cavidade do molde.

A moldagem por sopro é adequada para peças plásticas ocas, como garrafas plásticas de água, sendo o HDPE o material mais comum.

Exemplo de peças moldadas por sopro:garrafas, tambores, tanques de combustível

3. Moldagem rotacional

A moldagem rotacional é outro processo de moldagem de plástico - que usa altas temperaturas e baixa pressão para formar peças plásticas. Ele funciona girando um molde para mover o material plástico para dentro.

Durante o processo de rotomoldagem, o plástico em pó é colocado em um molde, que é aquecido e girado em torno de dois (ou mais) eixos. Essa rotação garante que o plástico fundido cubra todo o interior do molde e assuma a forma da cavidade.

As vantagens da moldagem rotacional incluem ferramentas mais simples, espessura de parede consistente e cantos externos fortes. Mas o processo pode ser lento, pois todo o molde precisa ser resfriado antes da ejeção da peça.

Exemplos de peças moldadas por rotação:caixas, tanques de armazenamento, brinquedos

4. Fundição a vácuo

A fundição a vácuo é um processo de fabricação de plástico geralmente empregado para pequenos lotes de protótipos coloridos. Ele usa moldes de silicone para fazer peças de plástico de uretano.

Durante este processo de fabricação de plástico, o operador despeja resina de moldagem de uretano em um molde de silicone; um vácuo então remove bolsas de ar e bolhas, resultando em uma peça com acabamento excepcionalmente suave. As peças de uretano são então curadas em um forno.

A fundição a vácuo é um processo popular de fabricação de plástico para peças parcialmente transparentes, como vitrines de protótipos.

Exemplos de peças fundidas a vácuo:estojos e tampas de eletrônicos, vários protótipos de exibição

5. Usinagem de plástico

A usinagem de plástico é um processo de fabricação de plástico muito popular. Abrange fresamento CNC, torneamento CNC e outros processos relacionados.

Embora diferentes máquinas trabalhem de maneiras diferentes, a usinagem de plástico geralmente envolve o corte de seções de uma peça plástica usando ferramentas de corte manuais ou controladas por computador. A usinagem é altamente precisa, funciona com uma variedade de plásticos e é melhor do que a moldagem para fazer peças de paredes grossas.

A usinagem de plástico também é útil para adicionar detalhes de peças feitas usando outras técnicas, como extrusão.

Exemplo de peças usinadas:várias peças industriais, gabaritos e acessórios, iluminação de automóveis

6. Modelagem de deposição fundida

A modelagem de deposição fundida (FDM) é o processo de impressão 3D mais comum para a fabricação de plásticos. Funciona com termoplásticos comuns como ABS e PLA, bem como materiais avançados como PEEK.

O FDM funciona aquecendo o filamento termoplástico extrudado e, em seguida, depositando-o em formas precisas a partir de um bico móvel (conectado a um cabeçote de impressão) de acordo com as instruções do computador. Fatias 2D da peça são impressas camada por camada até que o objeto 3D completo seja construído.

Em pequenas quantidades, o FDM é muito rápido e econômico e pode produzir uma ampla variedade de formas, incluindo aquelas com geometrias internas complexas. No entanto, não produz peças especialmente fortes.

Exemplo de peças FDM:vários protótipos, peças de reposição e reparos, peças industriais compostas

7. Estereolitografia

A estereolitografia (SLA) é uma forma diferente de impressão 3D de plástico que funciona com resinas fotopoliméricas em vez de polímeros termoplásticos.

Ele funciona curando seletivamente as resinas fotopoliméricas usando uma fonte de luz como um laser. (O processamento de luz digital, uma tecnologia relacionada, usava um projetor em vez disso.) As peças são impressas camada por camada à medida que a mesa de impressão se move através da cuba de resina.

O SLA produz peças frágeis, mas excepcionalmente lisas, que também podem ser transparentes. É frequentemente usado para prototipagem, mas também tem aplicações em odontologia em joias.

Exemplos de peças de SLA:protótipos de exibição, alinhadores dentários, padrões de joias para fundição

8. Sinterização seletiva a laser

Sinterização seletiva a laser (SLS) é um processo de fabricação de plástico e outra forma de impressão 3D. É usado principalmente para fazer peças de nylon.

SLS é um processo de fusão em leito de pó. Ele funciona usando um laser para sinterizar seletivamente formas 2D em pó plástico, camada por camada, construindo uma peça plástica completa. É amplamente semelhante ao processo de manufatura aditiva de metal de fusão seletiva a laser (SLM). Uma vantagem sobre outros métodos de impressão 3D de plástico é que não requer estruturas de suporte.

Mais do que FDM ou SLA, o SLS é considerado um processo industrial de manufatura aditiva e é popular na indústria automotiva.

Exemplo de peças SLS:ferramentas, hardware automotivo, conectores elétricos

9. Extrusão de plástico

Não deve ser confundida com a impressão 3D por extrusão, a extrusão de plástico é o processo de forçar o plástico através de uma matriz para fazer uma peça de plástico alongada com um perfil consistente.

Esse processo de fabricação de plástico de alto volume funciona aquecendo o plástico em um barril e, em seguida, forçando-o - usando um parafuso alternativo - em uma matriz, dando-lhe sua forma final com um perfil contínuo. A extrusão plástica resultante endurece à medida que esfria.

Os materiais de extrusão de plástico comuns incluem polietileno, polipropileno, acetal e nylon. O processo também tem variantes como extrusão de filme soprado e extrusão de tubos.

Exemplos de peças extrudadas:canos, tubos, caixilhos de janelas

10. Pultrusão de plástico

A pultrusão plástica é uma variante da extrusão plástica na qual o material é puxado através de uma matriz em vez de empurrado.

A técnica de fabricação de plástico de pultrusão é adequada para plásticos reforçados com fibra. Durante o processo, um rolo de fibras reforçadas é puxado por um tanque de resina plástica, que impregna as fibras, e depois por uma matriz aquecida, dando à resina reforçada com fibras seu perfil personalizado.

Várias resinas plásticas são adequadas para pultrusão, incluindo poliéster, poliuretano e epóxi. As fibras de vidro são o material de reforço mais comum.

Exemplo de peças pultrudadas:barras de reforço, bastões de esqui, várias peças estruturais de reforço

11. Soldagem de plástico

A soldagem é principalmente associada a metais, mas a soldagem de plástico é um processo de fabricação de plástico útil para unir componentes termoplásticos não adequados para colagem ou outros métodos de montagem.

O processo de soldagem de plástico tem um grande número de variantes, incluindo soldagem a gás quente, soldagem por ponta rápida e soldagem por contato. A maioria das variantes envolve preparar a superfície do plástico, aplicar calor e pressão e depois resfriar.

Os vários métodos de soldagem de plásticos podem ser classificados como térmicos, mecânicos ou eletromagnéticos.

Exemplos de peças soldadas:carcaças, peças de celular, dispositivos médicos

12. Termoformagem

A termoformagem é um tipo de fabricação de plástico que se assemelha à moldagem, mas que usa folha de plástico suavemente aquecida em vez de plástico totalmente derretido.

A técnica do método de fabricação de plástico requer um forno e um molde. Durante o processo, a folha de plástico é aquecida até ficar maleável; é então esticada sobre um molde - normalmente usando um vácuo - antes de ser cortada e resfriada.

A termoformagem é bastante versátil, pois pode ser realizada em pequena escala ou para produção em massa.

Exemplos de peças termoformadas:blisters, copos plásticos, tampas