Top 5 Tendências de Fabricação de Moldes e Injeção de Plástico Moldando 2021

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

A indústria de injeção de plástico progrediu lentamente após este desenvolvimento inicial, mas experimentou renascimento durante os anos 1940 quando a Segunda Guerra Mundial criou aumento na demanda por produtos produzidos em massa. James Watson Hendry construiu a primeira máquina de injeção de rosca de extrusão em 1946, que deu engenheiros maior controle, e fez numerosas contribuições à indústria que definem o que pensamos como injeção de plástico hoje.

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

Aqui estão cinco tendências-chave da indústria provavelmente para moldar a direção de fabricação de moldes, plásticos e injeção de plástico no próximo ano.

1. Mudança global rumo à sustentabilidade

Sustentabilidade é consideração importante para qualquer tipo de manufatura, mas a indústria de plásticos tem sido especialmente escrutinada por suas falhas a este respeito. Desde 1950, o mundo produziu 8 bilhões de toneladas de plástico e apenas 9% foi reciclado — os 91% restantes são incinerados ou deixados para acumular em aterros. Além disso, estima-se que a manufatura sozinha responde por 21% de todas as emissões de gases de efeito estufa.

O surgimento do consumidor eco-consciente e uma mudança cultural mais ampla rumo à sustentabilidade inspiraram empresas de manufatura a examinar suas operações e pensar como podem reduzir desperdício. Isso pode incluir rodar máquinas de injeção de plástico mais eficientemente para conservar energia, criar produtos de 100% materiais reciclados, implementar fontes de energia renováveis ou híbridas em instalações de manufatura, ser mais conscientes de desperdício de material, e mais.

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

Muitos filamentos plásticos reciclados no mercado hoje têm problemas de qualidade que dificultam a capacidade de alcançar peças consistentemente de alta qualidade de uma produção para a próxima. Neste caso, usar filamento plástico virgem pode ser a melhor maneira de alcançar peça limpa e funcional. Afastar-se do plástico virgem e rumo a futuro mais sustentável levará tempo e pesquisa, mas é empreendimento valioso para a maioria das empresas de manufatura.

2. Interesse renovado em bioplásticos

Inspirados pela tendência de sustentabilidade, muitos fabricantes estão explorando benefícios de usar bioplástico para fabricação de moldes e injeção de plástico.

Bioplásticos, ou bioplásticos PLA, são alternativas a plásticos baseados em petróleo derivados de biomassa como milho, cana-de-açúcar, algas ou até cascas de camarão. Bioplásticos são biodegradáveis, neutros em carbono, e se decompõem em apenas biomassa, dióxido de carbono e água em ambientes naturais. Se fabricantes criam produtos e embalagens de bioplásticos, podem ajudar a criar impulso rumo a mercados mais eco-amigáveis e reduzir dano ambiental.

Esta tendência já mostra muita promessa. Segundo European Bioplastics, o mercado global para bioplásticos deve saltar 25% até 2023. Mesmo que bioplásticos PLA sejam ambientalmente amigáveis e ofereçam propriedades mecânicas comparáveis a poliésteres baseados em petróleo, equipes de produto devem estar atentas às limitações deste material.

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

3. Experimentando alternativas de material

Em 2020, o uso de materiais compostos se destacou como uma das principais tendências nas indústrias automotiva e aeroespacial — e esperamos que esta tendência continue. Material composto é mistura heterogênea de dois ou mais materiais reunidos para fazer produto geral mais forte. Engenheiros podem tornar o material ainda mais forte adicionando fibras de vidro ou carbono à matriz polimérica circundante.

Por peso, compostos são mais fortes que materiais de alto desempenho como aço e mais leves, tornando-os ideais para muitas aplicações automotivas, aeroespaciais e de construção. Compostos oferecem às equipes de produto alternativa durável, flexível e custo-efetiva aos materiais que estão acostumados a usar para fabricação de moldes e injeção de plástico. Fabricantes e engenheiros devem esperar ver mais materiais compostos em 2021, especialmente à medida que ganham mais tração nos espaços médico e militar.

4. Aumento na demanda por materiais leves

Em todos os setores, consumidores e fabricantes querem produtos mais leves. Nos setores automotivo e aeroespacial, peças mais leves frequentemente se traduzem em melhor quilometragem de combustível ou maior vida de bateria.

Quando se trata de manufatura de dispositivos médicos, substituições de articulações e stents feitos de materiais leves podem melhorar dramaticamente resultados de pacientes. À medida que a tendência de leveamento (lightweighting) se alia ao uso aumentado de materiais compostos, engenheiros e equipes de produto devem incorporar considerações de peso mais prontamente em seus planos de design para 2021.

5. Uso aumentado de automação

Automação e uso aumentado de software, machine learning e análises avançadas em manufatura são tendências crescentes provavelmente para continuar em 2021. Programação de hoje é mais simples que em anos passados, o que leva a ciclos de produção mais rápidos, tempo de inatividade reduzido e manutenção mais eficiente.

Automação também oferece mais controle do processo de injeção de plástico. Fabricantes, engenheiros e equipes de produto devem aproveitar a oportunidade de usar software para avançar fabricação de moldes e injeção de plástico se ainda não o fizeram.

Designers e equipes de produto também devem alavancar análise de fluxo de molde (mold flow analysis) em 2021 para manter vantagem competitiva. Análise de fluxo de molde usa software para simular ciclo de injeção de plástico e prever como o molde será preenchido, o que é especialmente útil durante fase de design. Engenheiros podem usar análise de fluxo de molde para testar encolhimento, empenamento, padrões de enchimento irregulares e muito mais antes de passar para 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 ano imprevisível e sem precedentes. Alguns fabricantes, engenheiros e equipes de produto podem ser tentados a retornar ao status quo, mas podem alcançar melhores resultados em 2021 aproveitando algumas das valiosas oportunidades descritas nas tendências acima. Automação, leveamento e compromisso renovado com manufatura ambientalmente amigável certamente abalarão a fabricação de moldes muito em breve. Um parceiro de manufatura experiente pode ajudar equipes de produto a fazer seu próximo movimento seu melhor movimento.

Quando equipes de produto fazem parceria com a Fast Radius, obtêm o melhor dos dois mundos — experiência e inovação. Gastamos anos aperfeiçoando manufatura sob demanda multi-processo e com essa base sólida, somos livres para manter o dedo no pulso do que vem a seguir em fabricação de moldes, plásticos e injeção de plástico. Nossos parceiros podem esperar baixas taxas de sucata, baixos custos de mão de obra e assistência especializada de design e engenharia durante as etapas de desenvolvimento de produto, produção e fulfillment. Entre em contato hoje para uma cotação — vamos criar algo incrível.

Para mais insights da indústria de manufatura e projeções de tendências para 2021, confira artigos relacionados no centro de aprendizado da Fast Radius.

Pronto para fabricar suas peças com a Fast Radius?

Inicie sua cotação