Dominando Peças Complexas: Sobremoldagem e Moldagem por Inserção na Produção por Injeção

Para produção em massa de peças simples, há poucos processos de manufatura mais adequados que moldagem por injeção, o processo de manufatura de plástico mais amplamente usado no mundo. A moldagem por injeção é usada para fazer de tudo, desde embalagens de alimentos a peças de aeronaves, enquanto sua velocidade e custo-efetividade — especialmente em escala — a tornam a escolha principal de muitos fabricantes.

Existem, no entanto, limitações ao processo básico de moldagem por injeção. O envelope de uma máquina de moldagem por injeção limita o tamanho de peças moldadas, e o processo em si — no qual plástico fundido é forçado em um molde de metal — impõe restrições geométricas que poderiam ser contornadas com um processo como impressão 3D ou mesmo usinagem CNC.

Além disso, a moldagem por injeção é geralmente apenas adequada a peças plásticas simples que precisam ser feitas em enormes quantidades.

Ou seja, a menos que usemos o processo de sobremoldagem ou moldagem por inserção para criar peças moldadas complexas e multi-materiais. Este artigo analisa como a sobremoldagem funciona e para que pode ser usada, dando uma ideia de se você poderia incorporar sobremoldagem em seu ciclo de produção.

O que é Sobremoldagem?

Como seu nome sugere, sobremoldagem é um processo de manufatura no qual o processo básico de moldagem por injeção é realizado sobre o topo de outro componente moldado.

Aquele outro componente moldado, conhecido como substrato, é colocado dentro de um molde de metal. Então, quando injetamos o plástico fundido no molde, o material líquido envolve o substrato ou de alguma forma se fixa a ele. Quando o plástico fundido esfria, terminamos com uma peça complexa composta de dois componentes: o substrato, e o plástico recém-injetado sobre ele.

A sobremoldagem permite que um fabricante crie uma peça moldada consistindo de mais de um material, sem ter que montar manualmente dois ou mais componentes separados.

Por que Usar Sobremoldagem?

A sobremoldagem é uma solução ideal em muitas situações de manufatura. Para peças baratas, produzidas em massa, que requerem dois (ou mais) componentes feitos de diferentes materiais, a sobremoldagem é frequentemente mais rápida e mais acessível que a montagem manual de múltiplos componentes.

E em muitos casos, a sobremoldagem permite designs que não seriam possíveis de montar manualmente. (Injetar um segundo material dentro de um componente plástico parcialmente oco, por exemplo.)

A sobremoldagem pode ser ideal nas seguintes situações:

• Injetar borracha sobre um substrato de plástico rígido
• Injetar plástico rígido sobre um substrato de plástico rígido
• Injetar borracha sobre um substrato de metal (moldagem por inserção)
• Injetar plástico rígido sobre um substrato de metal (moldagem por inserção)

Sobremoldagem vs. Moldagem por Inserção

A sobremoldagem e moldagem por inserção são processos muito similares. Ambos envolvem injetar plástico fundido sobre outro material para criar uma peça multi-material, multi-componente.

A diferença reside no substrato — o componente sobre o qual o novo material é adicionado.

Com sobremoldagem, o substrato é ele mesmo sempre um componente moldado. Então o processo de sobremoldagem essencialmente compreende duas rodadas consecutivas de moldagem por injeção (usando dois moldes de metal separados). Primeiro, o substrato é criado em seu próprio molde; então, a sobremoldagem é realizada sobre o substrato previamente moldado em um molde diferente.

Moldagem por inserção é diferente. Com moldagem por inserção, o substrato não tem que ser um componente moldado. Pode ser um componente de metal usinado, por exemplo, e o processo de moldagem pode ser usado para adicionar plástico ou borracha ao componente de metal.

Aplicações Exemplo de Sobremoldagem

Borracha sobre Plástico Rígido

Adicionar componentes de borracha a plástico é um processo comum na produção de produtos de consumo, e é amplamente usado para adicionar cabos macios e aderentes a peças. Escovas de dente, por exemplo, são frequentemente feitas usando sobremoldagem, com uma seção de cabo de borracha adicionada ao cabo de plástico rígido.

Plástico Rígido sobre Plástico Rígido

Combinar dois plásticos rígidos diferentes é útil para criar peças multicoloridas ou peças com seções parcialmente translúcidas. Brinquedos infantis, consistindo de duas ou mais seções plásticas coloridas, são frequentemente feitos com sobremoldagem.

Borracha sobre Metal

Moldagem por inserção é ideal para adicionar um componente de borracha a uma peça de metal pré-formada. Isso pode ser útil para adicionar uma aderência, ou até mesmo uma vedação estanque ou gaxeta, à peça de metal. A borracha também pode atuar como absorvedor de choque.

Plástico Rígido sobre Metal

Moldagem por inserção com plástico rígido é amplamente usada na manufatura de produtos como ferramentas manuais e barbeadores de segurança, onde um cabo de plástico sólido é moldado ao redor de uma cabeça de ferramenta ou lâmina de metal por razões ergonômicas.

Compatibilidade de Materiais e Ligação na Sobremoldagem

O propósito da sobremoldagem e moldagem por inserção é criar uma peça complexa cujos componentes estão de alguma forma selados juntos. Se os dois materiais se separam facilmente um do outro, então a sobremoldagem não teve sucesso.

No entanto, existem duas maneiras primárias nas quais o substrato e o material de sobremoldagem podem ser ligados juntos.

Uma maneira é ligação química, que envolve o material de sobremoldagem fundindo-se e aderindo ao material do substrato. A ligação química é apenas possível se os dois materiais são quimicamente compatíveis, como TPU (borracha) sobre ABS (plástico rígido), mas permite um grande grau de liberdade de design.

Se o material do substrato e o material de sobremoldagem não são quimicamente compatíveis, eles ainda podem ser ligados se o engenheiro projetar uma ligação mecânica para a peça. Uma ligação mecânica pode tomar a forma de um undercut ou cone reverso no substrato: uma vez que o material de sobremoldagem flui ao redor e sob o undercut, ele fica travado no lugar e não pode se separar do substrato.

Na verdade, ligações mecânicas são uma característica de design única de sobremoldagem e moldagem por inserção. Uma conexão totalmente fechada e intertravada entre os dois componentes é frequentemente impossível de alcançar usando montagem manual. (A menos que, por exemplo, um componente de borracha seja esticado ao redor ou comprimido no componente sólido.)

Sobremoldagem com a 3ERP

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