Uma breve história da moldagem por injeção de plástico

A moldagem por injeção é um processo de fabricação popular que possibilita que as equipes de produto criem rapidamente grandes volumes de peças idênticas com qualidade consistentemente alta. O processo funciona injetando plástico derretido através de um bico aquecido e pressurizado e em um molde de metal durável e com temperatura controlada. Uma vez que a peça esfria, o molde abre, a peça é ejetada, o molde fecha e o processo se repete.

Esses moldes - normalmente usinados em aço, embora o alumínio seja uma alternativa comum - são demorados e caros de fazer, mas os altos volumes de produção reduzem drasticamente o custo por unidade, permitindo que o fabricante e o cliente lucrem. A moldagem por injeção é comumente usada para criar itens como garrafas plásticas de água, embalagens, peças mecânicas, cadeiras e mesas de uma peça e muito mais.

Embora o processo possa parecer uma invenção relativamente recente, a moldagem por injeção de plástico existe há mais de um século. Neste artigo, acompanharemos a história desse processo de fabricação desde seus primórdios até os dias atuais, incluindo as novas tecnologias que estão prontas para moldar o futuro da moldagem por injeção.

O desenvolvimento e surgimento da fabricação de plástico

A história da moldagem por injeção de plástico começa em 1868, quando o inventor John W. Hyatt patenteou o processo de criação de celulóide, um material originalmente destinado a substituir o marfim usado nas bolas de bilhar. Em 1872, Hyatt e seu irmão Isaiah patentearam a primeira máquina de moldagem por injeção, que usava um mecanismo simples de êmbolo para empurrar o celulóide através de um cilindro aquecido e dentro de um molde. O dispositivo levou ao desenvolvimento de uma indústria manufatureira em expansão que produzia botões, pentes, colares e outros itens de celulóide.

Formas solúveis de acetato de celulose tornaram-se disponíveis no início de 1900, oferecendo um substituto muito menos inflamável para materiais anteriores. No período que antecedeu a Segunda Guerra Mundial, muitos dos termoplásticos comumente usados ​​hoje – incluindo poliestireno e cloreto de polivinila (PVC) – foram desenvolvidos.

O impacto da Segunda Guerra Mundial na fabricação de plásticos

Desenvolvimentos na tecnologia de guerra, incluindo aeronaves, navios de guerra, tanques e outras formas de armamento, consumiram grandes quantidades de matérias-primas durante a Segunda Guerra Mundial. O boom industrial do pós-guerra experimentado por muitos países ocidentais desenvolvidos coincidiu com a demanda vertiginosa por materiais acessíveis que poderiam ser usados ​​para produzir peças em massa. Isso se deveu em grande parte à forma como a guerra interrompeu as rotas marítimas globais e exigiu a extração de enormes quantidades de recursos naturais para fabricar tanques, navios e outros produtos de guerra, levando à escassez mundial de borracha e metal.

Os termoplásticos apresentaram opções acessíveis capazes de preencher muitas das lacunas de mercado criadas por essa escassez de materiais. A moldagem por injeção possibilitou aos fabricantes fabricar peças em grandes volumes de forma rápida e econômica. À medida que os mercados e cadeias de suprimentos em todo o mundo mudaram para o plástico, a moldagem por injeção surgiu como um pilar e acessório para empresas de manufatura modernas.

Em 1946, a máquina de injeção de parafuso de extrusão de James Watson Hendry revolucionou o campo moderno de moldagem por injeção de plástico. A rosca giratória da máquina deu ao operador melhor controle sobre o processo de produção, resultando em melhorias significativas na qualidade das peças injetadas. Hendry também foi pioneiro no processo de moldagem por injeção assistida por gás, que possibilitou a fabricação de peças ocas longas e complexas.

Durante a segunda metade do século XX, os materiais plásticos tornaram-se mais avançados e competitivos, oferecendo resistência comparável a alguns metais, mas com um peso bastante reduzido.

A produção de plástico ultrapassou a produção de aço em termos de participação de mercado na década de 1970, e a introdução de moldes de alumínio leve na década de 1990 ofereceu um substituto mais rápido e econômico para ferramentas de aço em alguns casos.

O futuro da moldagem por injeção de plástico

O futuro é brilhante para a indústria de moldagem por injeção de plástico, com várias novas tecnologias mostrando um grande grau de promessa.

As tecnologias da Internet das Coisas (IoT), como sensores e soluções de automação, por exemplo, permitem maior conectividade em todo o sistema de produção. Isso proporciona melhor visibilidade do status do processo de moldagem por injeção, ao mesmo tempo em que posiciona melhor os fabricantes para produzir peças de maior qualidade a custos reduzidos. Soluções automatizadas, como descarregadores robóticos que podem empilhar e desempilhar peças com mais eficiência, podem usar configurações programáveis, sensores e outros recursos de IoT para ajudar a reduzir os prazos de produção sem sacrificar a qualidade das peças.

A moldagem por microinjeção é outro processo emergente que aplica os mecanismos de moldagem por injeção em escala microscópica. Isso é especialmente interessante nos círculos de fabricação de dispositivos médicos, onde a tecnologia pode permitir que as equipes de produtos projetem conjuntos de dispositivos menores capazes de realizar procedimentos potencialmente salvadores de vidas usando métodos e ferramentas menos invasivos.

Materiais de moldagem por injeção ecologicamente corretos estão cada vez mais em demanda. Embora a maioria dos termoplásticos possa ser recuperada e reutilizada simplesmente derretendo-os e reintegrando-os, os defensores da sustentabilidade estão pressionando por metas mais ambiciosas. O pensamento inovador está levando os fabricantes a desenvolver e usar materiais com menos ou nenhum conteúdo termoplástico, incluindo materiais à base de plantas de próxima geração, como plásticos à base de milho e linho.

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