5 tendências de fabricação de moldes, plásticos e moldagem por injeção que definirão 2021

A moldagem por injeção é um processo de fabricação simples e eficaz com uma história rica. A primeira máquina de moldagem por injeção foi criada em 1872 por John Wesley e Isaiah Wyatt, e usava um êmbolo para injetar plástico através de um cilindro aquecido em um molde.

A indústria de moldagem por injeção progrediu lentamente após esse desenvolvimento inicial, mas experimentou um renascimento durante a década de 1940, quando a Segunda Guerra Mundial criou um aumento na demanda por produtos produzidos em massa. James Watson Hendry construiu a primeira máquina de injeção de parafuso de extrusão em 1946, o que deu aos engenheiros maior controle e fez inúmeras contribuições para a indústria que define o que consideramos hoje como moldagem por injeção.

Em 2020, a moldagem por injeção de plástico pode ser encontrada em uma ampla variedade de indústrias, desde aeroespacial, embalagens, até brinquedos infantis. Embora a tecnologia exista há muitos anos, o campo de moldagem por injeção, fabricação de moldes e plásticos continua a evoluir em resposta a novos avanços tecnológicos, rupturas de mercado e outros fatores sociais e econômicos.

Aqui estão cinco principais tendências do setor que provavelmente moldarão a direção da fabricação de moldes, plásticos e moldagem por injeção no próximo ano.

1. Uma mudança global em direção à sustentabilidade

A sustentabilidade é uma consideração importante para qualquer tipo de fabricação, mas a indústria de plásticos tem sido especialmente escrutinada por suas deficiências nesse sentido. Desde 1950, o mundo produziu 8 bilhões de toneladas de plástico e apenas 9% dele foi reciclado – os 91% restantes são incinerados ou deixados para serem acumulados em aterros sanitários. Além disso, estima-se que a fabricação sozinha seja responsável por 21% de todas as emissões de gases de efeito estufa.

A ascensão do consumidor com consciência ecológica e uma mudança cultural mais ampla em direção à sustentabilidade inspiraram as empresas de manufatura a examinar suas operações e pensar em como podem reduzir o desperdício. Isso pode incluir operar máquinas de moldagem por injeção com mais eficiência para economizar energia, criar produtos a partir de materiais 100% reciclados, implementar fontes de energia renováveis ​​ou híbridas em instalações de fabricação, estar mais atento ao desperdício de material e muito mais.

Embora a tendência de sustentabilidade seja promissora, as equipes de produto devem estar cientes de como essas tendências podem afetar sua capacidade de atender aos requisitos críticos do projeto. Por exemplo, materiais reciclados podem impactar negativamente as propriedades físicas e mecânicas da peça final.

Muitos filamentos de plástico reciclado no mercado hoje têm problemas de qualidade que dificultam a capacidade de obter peças consistentemente de alta qualidade de uma produção para outra. Neste caso, usar filamento de plástico virgem pode ser a melhor forma de conseguir uma peça limpa e funcional. Afastar-se do plástico virgem e seguir em direção a um futuro mais sustentável levará tempo e pesquisa, mas é um esforço que vale a pena para a maioria das empresas de manufatura.

2. Um interesse renovado em bioplásticos

Inspirados pela tendência de sustentabilidade, muitos fabricantes estão explorando os benefícios do uso de bioplástico para fabricação de moldes e moldagem por injeção.

Os bioplásticos, ou bioplásticos PLA, são alternativas aos plásticos à base de petróleo derivados de biomassas como milho, cana-de-açúcar, algas marinhas ou até cascas de camarão. Os bioplásticos são biodegradáveis, neutros em carbono e se decompõem apenas em biomassa, dióxido de carbono e água em ambientes naturais. Se os fabricantes criarem produtos e embalagens a partir de bioplásticos, eles podem ajudar a criar um impulso para mercados mais ecológicos e reduzir os danos ambientais.

Esta tendência já está se mostrando muito promissora. De acordo com a European Bioplastics, espera-se que o mercado global de bioplásticos salte 25% até 2023. Embora os bioplásticos PLA sejam ecologicamente corretos e ofereçam propriedades mecânicas comparáveis ​​aos poliésteres à base de petróleo, as equipes de produtos devem estar atentas às limitações desse material.

Por exemplo, os bioplásticos não são completamente livres de poluição porque ainda há custos de colheita, refino e transporte a serem considerados, mesmo que o material em si seja renovável. Além disso, a reciclabilidade dos bioplásticos pode ser facilmente comprometida. Os bioplásticos são frequentemente combinados com polímeros não recicláveis ​​para aumentar sua resistência, e esses bioplásticos híbridos se decompõem em materiais não tóxicos em três meses sob condições específicas de compostagem. No entanto, se esses bioplásticos híbridos acabarem em um aterro tradicional, essa mesma decomposição pode levar pelo menos 100 anos. Nenhum plástico é perfeito, mas estamos animados para ver os avanços nos bioplásticos que 2021 trará.

3. Experimentando alternativas materiais

Em 2020, o uso de materiais compósitos se destacou como uma das grandes tendências nas indústrias automotiva e aeroespacial — e esperamos que essa tendência continue. Um material compósito é uma mistura heterogênea de dois ou mais materiais que são reunidos para fazer um produto geral mais forte. Os engenheiros podem tornar o material ainda mais forte adicionando fibras de vidro ou carbono à matriz polimérica circundante.

Libra por libra, os compósitos são mais fortes do que materiais de alto desempenho como aço e mais leves, tornando-os ideais para muitas aplicações automotivas, aeroespaciais e de construção. Os compósitos oferecem às equipes de produtos uma alternativa durável, flexível e econômica aos materiais que estão acostumados a usar na fabricação de moldes e moldagem por injeção. Fabricantes e engenheiros devem esperar ver mais materiais compósitos em 2021, especialmente porque ganham mais tração nos espaços médico e militar.

4. Um aumento na demanda por materiais leves

Em geral, consumidores e fabricantes querem produtos mais leves. Nos setores automotivo e aeroespacial, peças mais leves geralmente se traduzem em melhor consumo de combustível ou maior vida útil da bateria.

Quando se trata de fabricação de dispositivos médicos, substituições de articulações e stents feitos de materiais leves podem melhorar drasticamente os resultados dos pacientes. À medida que a tendência de redução de peso se encaixa com o aumento do uso de materiais compostos, engenheiros e equipes de produto devem incorporar as considerações de peso mais prontamente em seus planos de design para 2021.

5. Maior uso de automação

A automação e o aumento do uso de software, aprendizado de máquina e análise avançada na fabricação são tendências crescentes que provavelmente continuarão em 2021. A programação de hoje é mais simples do que nos anos anteriores, o que leva a ciclos de produção mais rápidos, tempo de inatividade reduzido e manutenção mais eficiente .

A automação também oferece mais controle do processo de moldagem por injeção. Fabricantes, engenheiros e equipes de produto devem aproveitar a oportunidade de usar o software para avançar na fabricação de moldes e moldagem por injeção, caso ainda não o tenham feito.

Designers e equipes de produtos também devem aproveitar a análise de fluxo de moldes em 2021 para manter uma vantagem competitiva. A análise de fluxo de molde usa software para simular o ciclo de moldagem por injeção e prever como o molde será preenchido, o que é especialmente útil durante a fase de projeto. Os engenheiros podem usar a análise de fluxo de molde para testar encolhimento, empenamento, padrões de preenchimento irregulares e muito mais antes de passar para a prototipagem. Este software inteligente também pode prever como o molde reagirá quando injetado com materiais fundidos pressurizados.

A tecnologia pode ser cara, mas as vantagens técnicas e econômicas superam em muito os custos.

Olhando para o futuro da fabricação de moldes

2020 foi um ano imprevisível e sem precedentes. Alguns fabricantes, engenheiros e equipes de produtos podem ficar tentados a retornar ao status quo, mas podem obter melhores resultados em 2021 aproveitando algumas das oportunidades valiosas descritas nas tendências mencionadas. Automação, redução de peso e um compromisso renovado com a fabricação ecologicamente correta certamente agitarão a fabricação de moldes muito em breve. Um parceiro de fabricação experiente pode ajudar as equipes de produto a fazer da próxima jogada a melhor jogada.

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Para obter mais insights do setor de manufatura e projeções de tendências para 2021, confira os artigos de blog relacionados no centro de aprendizado Fast Radius.

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