Moldagem por injeção – como funciona e quando escolher?

Qual ​​é o molde?

O processo de moldagem por injeção compreende muitas etapas e requer equipamentos complexos para ser executado. No entanto, o processo é fácil de entender quando você se familiariza com seu componente central:o molde.

O molde é uma peça de ferramenta feita de um metal duro, como aço ou alumínio, que contém uma cavidade formado como a peça que está sendo feita . O molde é, portanto, uma imagem inversa da peça, com o espaço dentro do molde representando o objeto real, seja uma caixa de eletrônicos, alguma embalagem de alimentos, uma garrafa, um componente de carro ou até mesmo um brinquedo de criança.

Este molde, com sua cavidade no formato da peça desejada, dá aos fabricantes muita força e liberdade. Porque embora o molde de metal em si possa levar muito tempo para ser fabricado, as peças de plástico criadas por o molde pode ser feito muito, muito rapidamente.

O que isso significa é que os fabricantes podem usar um único molde para criar centenas de milhares de peças idênticas em um curto espaço de tempo. Eles fazem isso injetando plástico derretido na cavidade do molde com formato preciso, deixando-o esfriar e solidificar, depois empurrando o plástico solidificado para fora do molde. O pedaço de plástico removido agora tem a forma exata da cavidade do molde.

Como os moldes são duráveis, o processo pode ser repetido várias vezes, permitindo a criação de grandes volumes de peças plásticas idênticas.

Como funciona a moldagem por injeção?

Em princípio, a moldagem por injeção é simplesmente o processo de espremer o plástico líquido em um molde e esperar que ele endureça. Na prática, porém, é um pouco mais complicado do que isso.

Há uma ampla gama de possibilidades de materiais com moldagem por injeção, então a primeira etapa do processo envolve a seleção de um plástico termoendurecível apropriado – um material que pode ser derretido, injetado e depois resfriado para formar rapidamente uma peça plástica. Muitos materiais podem ser usados ​​para este processo, incluindo plásticos rígidos, flexíveis e semelhantes a borracha.

Antes do início do ciclo de moldagem por injeção, o material geralmente é adquirido na forma granular. Mas antes que possa ser transformado em uma peça, ele deve ser aquecido e transformado em sua forma fundida. Este processo é realizado por um barril aquecido. O material, armazenado em um recipiente , é forçado por um ram no barril aquecido , onde se liquefaz. Em seguida, é empurrado em direção ao molde por um parafuso alternativo .

A força do parafuso, que é girado por um motor, move o plástico fundido para onde ele precisa estar. Quando o material atinge o final da câmara aquecida, ele é ejetado de um bocal através de alguns canais finos (conhecidos como corredores ) e na cavidade do molde. Este é o processo de injeção que dá nome ao processo.

Como o molde de metal está frio, o plástico solidifica quase imediatamente, formando a peça final. Esta parte sólida é então removida abrindo o molde, permitindo que a próxima injeção de plástico seja preparada.

O processo pode ser repetido várias vezes até que o trabalho seja concluído ou até que o molde precise ser substituído. Em muitos casos, a substituição do molde não será necessária, pois moldes feitos de aço muito duro podem ser usados ​​mais de um milhão de vezes.

Vantagens da moldagem por injeção

Eficiência

O processo de moldagem por injeção é extremamente rápido. Os termoplásticos fundidos resfriam rapidamente dentro do molde de metal e o tempo entre os ciclos pode ser de apenas 20 segundos, tornando o processo altamente eficiente e econômico.

As máquinas também podem ser operadas 24 horas por dia, o que reduz o tempo total de produção.

Opções de materiais e cores

O processo de moldagem por injeção é compatível com diversos plásticos e formulações de cores. Dependendo do projeto em questão, os plásticos podem ser selecionados com base em vários fatores, incluindo resistência à tração e impacto, elasticidade e resistência ao calor.

As peças moldadas por injeção também são fáceis de colorir, o que é uma das razões pelas quais o processo é amplamente utilizado para bens de consumo. As cores podem ser aplicadas em pastilhas e líquidas, e algumas resinas moldáveis ​​são pré-coloridas.

Força

As peças moldadas podem ser feitas de termoplásticos de alto desempenho e as inserções podem ser usadas para aumentar ainda mais a resistência. Ao contrário das peças impressas em 3D, as peças moldadas não possuem linhas de camada e, portanto, não apresentam fraqueza em determinados planos.

Peças complexas e detalhadas

Embora certos princípios de design devam ser seguidos, os moldes para moldagem por injeção podem ser feitos em uma variedade de formas complexas, permitindo a criação de peças plásticas complexas.

Além disso, as altas pressões usadas para injetar o plástico significam que as peças podem ser criadas com detalhes pequenos e intrincados.

Acabamento da superfície

Uma das maiores vantagens da moldagem por injeção é a alta qualidade superficial das peças, mesmo aquelas que vêm direto do molde. Embora as peças possam ser tratadas com procedimentos de acabamento, as peças moldadas têm uma superfície lisa que é adequada para muitos usos finais.

Consistência

Como um único molde pode ser usado por centenas de milhares de ciclos, as peças são altamente consistentes e capazes de atender aos padrões e certificações exigidos.

Desvantagens da moldagem por injeção

Custo do molde

Embora o custo por unidade de uma peça moldada por injeção possa ser muito baixo, os custos iniciais do ferramental são altos. Os moldes de metal devem ser feitos usando um processo como usinagem CNC ou manufatura aditiva de metal, e isso requer custos significativos de material e mão de obra.

No entanto, o surgimento de ferramentas rápidas como técnica de prototipagem tornou a moldagem por injeção de baixo volume mais acessível. Com ferramentas rápidas, os moldes são fabricados rapidamente e com tolerâncias mais flexíveis, permitindo que os fabricantes reduzam os prazos de entrega.

Restrições de design

Os engenheiros devem trabalhar dentro de certos parâmetros de projeto ao criar moldes de metal. E embora seja possível criar uma enorme variedade de peças moldadas por injeção, alguns métodos alternativos de fabricação podem oferecer maior flexibilidade de projeto. A impressão 3D, por exemplo, permite geometrias internas mais complexas.

Tempos de espera

Como a moldagem por injeção é um processo de dois estágios - a fabricação do molde é seguida pela fabricação da peça - ela pode ser mais lenta do que alguns processos alternativos, pelo menos em volumes menores.

Custo de pedidos de baixo volume

Como as ferramentas de metal custam significativamente mais do que uma única injeção de plástico, os pedidos de alto volume têm um custo muito menor por unidade.

Se a moldagem por injeção representa o melhor custo-benefício depende de vários fatores, como o número de peças necessárias, o custo do ferramental e a disponibilidade de tecnologias alternativas.