Injeção de ABS: Visão Geral do Processo e Principais Considerações

A injeção é um processo de fabricação comum com diferentes variantes dependendo da matéria-prima usada. Uma dessas variantes do processo é o processo de injeção de ABS. Como o nome implica, a matéria-prima para esta variante de injeção é plástico ABS.

O que é Plástico ABS?

ABS significa Acrilonitrila Butadieno Estireno. Este material plástico compreende três monômeros que compõem seu nome. Cada um desses monômeros contribui com suas propriedades para o polímero plástico para dar-lhe uma ampla gama de propriedades.

As propriedades que o plástico possui incluem resistência química, dureza e resistência ao calor contribuídas pela acrilonitrila. Outras propriedades incluem resistência ao impacto e tenacidade (conferidas pelo butadieno) e resistência e brilho contribuídos pelo estireno. Apesar de sua ampla gama de características, é relativamente um dos plásticos mais baratos para comprar. Também é um dos plásticos mais fáceis de usar na injeção devido à sua facilidade de processabilidade.

Apesar de sua força e tenacidade aclamadas, este plástico forte não é tão impermeável à luz UV. Portanto, tem uso externo limitado. No entanto, fabricantes de peças encontraram maneiras de manipular as propriedades deste plástico para resistir à luz UV usando vários aditivos e enchimentos como acrílico, vidro e fibras de aço inoxidável. Esses aditivos alteram as propriedades do plástico e melhoram ainda mais seus usos para várias aplicações.

Essas propriedades e potencial para manipulação tornam o ABS o polímero mais amplamente usado no processo de injeção. Quer descobrir como este plástico é usado para fabricar vários produtos acabados? Então, a próxima seção é leitura obrigatória.

Processo de Injeção de ABS

Esta seção destaca as várias etapas que os fabricantes devem seguir durante o processo de moldagem de plástico ABS. Elas incluem:

Pré-tratamento do Material

Antes de usar uma peça de plástico ABS para fabricação, ela precisa de secagem adequada. A temperatura de secagem usada está na faixa de 80 – 85°C feita por 2 – 4 horas. Outro método de secagem envolve usar um funil de secagem com temperatura de 80°C. No entanto, o último processo dura apenas 1 – 2 horas.

Calibração da Máquina de Injeção

Após tratar o material, a próxima etapa é preparar a máquina de moldagem ABS para o trabalho. Isso envolverá definir parâmetros como taxa de compressão, força de fixação e pressão de injeção. Os valores típicos para esses parâmetros incluem taxa de compressão maior que 2, força de fixação variando de 4700 a 62000 toneladas por metro quadrado (t/m²), e pressão de injeção maior que 1500 bar.

Design do Molde e Gate

O molde é bastante vital para determinar como o produto ABS acabado sairá. Portanto, o design do molde e seu gate é bastante importante no processo. A espessura do molde ABS varia entre 0.025 – 0.05mm, enquanto o comprimento do gate é definido em menos de 1mm. Além disso, o diâmetro do canal pelo qual o ABS fundido flui é definido em 3mm, enquanto a largura do furo de ventilação varia de 4 – 6mm. Finalmente, a temperatura do molde usada é sempre em torno de uma faixa de 60 – 65°C.

Temperatura de Injeção

A temperatura de injeção usada para um processo particular de injeção de ABS depende da qualidade/grau de ABS usado. Listados abaixo estão exemplos de alguns graus de plástico ABS comumente usados na moldagem de plástico ABS e a temperatura ótima de injeção usada:

• Grau Resistente a Chamas: 200 – 240 °C, a temperatura ótima dentro de 220°C – 230°C.
• Grau para Eletrodeposição: 250 – 275°C, com a temperatura ótima em 270°C.
• Grau Reforçado com Fibra de Vidro: 230°C – 270°C.
• Grau de Alto Impacto: 220°C – 260°C, temperatura ótima em 250°C.
• Grau Resistente ao Calor: 240°C – 280°C, temperatura ótima em 265°C – 270°C.

Velocidade de Injeção

A velocidade de injeção depende do grau do plástico ABS e dos requisitos do produto acabado. Por exemplo, plásticos ABS resistentes a chamas só podem usar velocidades de injeção lentas. Além disso, produtos que requerem acabamento superficial de precisão poderiam requerer velocidades de injeção multi-estágio, altas.

Tempo de Residência

O tempo de residência é o tempo que leva para um pellet de plástico mover do cilindro de injeção para o molde de injeção. Para plásticos ABS, o tempo de residência é geralmente entre 5 – 6 minutos a uma temperatura menor que 265°C. No entanto, para grau ABS retardante de chama, o tempo de residência é mais curto, e a temperatura é bem mais baixa.

Contrapressão (Backpressure)

É aconselhável manter a contrapressão do processo de injeção de ABS o mais baixa possível para prevenir desgaste. A pressão aceitável é geralmente em torno de 5 bar.

Outras Operações

Outras atividades realizadas durante processos de moldagem ABS incluem moldagens decoradas usando marcação a laser ou estampagem a quente, soldagem ultrassônica, etc.

Limpeza

Alguns graus de ABS tendem a grudar no parafuso do molde após remover a peça. Então a melhor maneira de limpar isso é esperar um pouco para o resíduo desgastar, então limpar os compartimentos da máquina de injeção completamente usando poliestireno.

Vantagens da Injeção de ABS

Existem muitas razões pelas quais a injeção de ABS é uma das formas mais populares de moldagem de plástico. Algumas das vantagens incluem:

Reprodutibilidade Precisa

Devido à processabilidade do ABS, é o material mais adequado para usar na fabricação de peças complexas. Sua processabilidade torna fácil reproduzir peças complexas e funcionais usando o plástico. Além das peças serem produzidas com precisão, elas ainda mantêm integridade funcional mesmo quando usadas em condições extremas, graças à dureza do plástico.

Alta Resistência à Tração

Peças moldadas de ABS são adequadas para uso em aplicações que requerem suportar cargas pesadas devido à sua alta resistência à tração. Sua capacidade de suportar impactos mecânicos pesados torna este plástico uma boa opção econômica para aplicações de alta tensão.

Reciclabilidade

A reciclabilidade do ABS o torna um material perfeito para uso em aplicações reutilizáveis. Plantas de reciclagem podem facilmente triturar as peças plásticas e misturá-las com ABS fresco para usar na produção de novas peças.

Desvantagens da Injeção de ABS

Apesar de suas numerosas vantagens, ABS tem suas falhas também. Algumas dessas desvantagens incluem:

Baixa Resistência à Fadiga

Enquanto peças de ABS geralmente têm alta resistência à tração, elas não podem suportar cargas pesadas por longos períodos devido à sua baixa resistência à fadiga. A peça de plástico ABS pode degradar facilmente se constantemente exposta a ambientes de alto estresse.

Resistência UV Insatisfatória

Uma das principais falhas do plástico ABS é seu desempenho ruim sob luz solar. O material tende a degradar sob exposição constante à luz solar. No entanto, fabricantes de peças melhoram seu desempenho na luz solar adicionando aditivos ao plástico ABS durante a moldagem.

Fatores a Considerar Durante a Injeção de ABS

Ao tentar iniciar um lote de injeção de ABS, alguns fatores devem estar no lugar. Esses fatores são vitais para ter peças moldadas com sucesso. Eles incluem:

Umidade no Material Antes da Moldagem

Plástico ABS tem algumas propriedades higroscópicas (pode absorver umidade do ar) e também absorve água ao seu redor. No entanto, a presença de água em qualquer plástico ABS moldado poderia causar defeitos estruturais no plástico. Portanto, garantir que o plástico ABS usado é adequadamente seco é essencial. Existem dois tipos de parâmetros para secar o plástico: ou secar a 80 – 95°C por 3 – 4 horas ou usar funil seco a 80°C por 1 – 2 horas.

Controle de Temperatura

Controlar a temperatura é crucial durante a injeção de ABS pois superaquecer o plástico poderia levar a degradação térmica. Esta degradação térmica é devido às ligações químicas no plástico se romperem, o que poderia causar grânulos marrons na peça acabada.

Trabalhar com uma máquina de injeção com bom controle de temperatura é essencial pois este processo ainda requer muito calor. Por exemplo, quando as peças ABS em produção contêm alto nível de brilho, a temperatura usada na produção é mais alta que o normal. No entanto, é importante notar que quanto maior a temperatura usada para o processo de injeção, menor o tempo de exposição deve ser.

Design da Peça e do Molde

Projetar as peças antes do processo de injeção torna possível determinar se produzir a peça é realmente possível. Aqui estão alguns princípios gerais que funcionam com design de peças ABS:

• A espessura das paredes da peça deve ser uniforme. Se houvesse alguma variação, não deveria ser mais que 25% uma da outra. Isso é importante porque paredes uniformes ajudam a prevenir estresse na parede deficiente.
• Além disso, a espessura da parede deve determinar o tamanho do raio. A proporção do raio para a espessura da parede não deve ser menor que 0.3. A regra de ouro aqui é que quanto maior o raio, menor o estresse. No entanto, o raio deve permanecer dentro de limites razoáveis pois um raio grande causa marcas de retração na peça.
• Para o molde, a espessura deve variar de 0.025 a 0.05mm. Além disso, o comprimento do gate deve ser em torno de 1mm, o diâmetro do canal de fluxo deve ser em torno de 3mm, e a largura do furo de ventilação deve variar de 4 a 6mm.

Finalmente, o processo de resfriamento do molde de injeção precisa de um design ótimo para prevenir problemas com retração.

Aplicações da Injeção de ABS

Plástico ABS tem usos em diferentes indústrias devido a várias razões. Devido à sua facilidade de moldagem, baixo custo de produção e resistência a mudanças físicas e químicas, este polímero se tornou o favorito dos fabricantes. Aqui estão alguns exemplos de indústrias onde peças de plástico ABS encontraram uso:

• Indústria da Construção: Devido à sua resistência a impactos físicos, químicos e pesados, fabricantes usam plásticos ABS para fazer tubos e conexões usados em edifícios.
• Indústria Automotiva: Plástico ABS é uma matéria-prima comum para peças leves de carros. Exemplos de peças de carro feitas de plástico ABS incluem peças de cinto de segurança, forros de porta, acabamentos de coluna, componentes de painel, etc.
• Indústria de Consumo: Plásticos ABS são encontrados em muitos eletrodomésticos como processadores de alimentos, aspiradores de pó, forros de geladeira, etc.

Outras aplicações incluem as indústrias de saúde, esportes e elétrica.

O Custo do Processo de Injeção de ABS

Se você está tentando produzir algumas peças usando injeção, é correto descobrir sobre o custo de todo o processo antes de prosseguir. Para estimar os custos envolvidos, você precisa considerar diferentes custos. Exemplos dos vários custos envolvidos incluem:

Custos de Equipamento

Você provavelmente terceirizará sua produção para empresas com equipamentos necessários. Essas empresas cobrarão uma taxa separada pelo equipamento usado. No entanto, se você planeja obter o equipamento, terá que desembolsar uma quantia na faixa de $50.000 – $200.000. Além de comprar o equipamento, você também terá que mantê-lo, o que poderia custar uma fortuna. A opção custo-efetiva será terceirizar a produção.

Custos de Molde

Isso também é conhecido como custos de ferramentas. Isso impulsiona o custo do processo de injeção de ABS. Existem três métodos diferentes usados na fabricação de moldes de injeção. Eles incluem usinagem CNC, impressão 3D e usinagem por descarga elétrica (EDM). Esses métodos podem variar de $100 para moldes simples impressos 3D de baixo volume. O preço também pode chegar a $100.000 para grandes corridas de produção ou moldes com designs complexos.

Custos de Material

Este é o custo de comprar o material (neste caso, ABS). Você poderá encontrar o material por um custo variando de $1 a $5 por kg.

Custos de Serviço

Os custos aqui são responsáveis pela remuneração do pessoal realizando as tarefas e pela configuração e manutenção das máquinas. Exemplos de parâmetros fatorados aqui incluem:

• Custos de Monitoramento: Vai para os operadores rodando as máquinas.
• Custos de Configuração: Vai para o tempo gasto para configurar o molde e produzir a peça acabada.
• Custos de Reparo: Custos de reparo cobrirão a manutenção de peças com defeitos e ferramentas usadas para manter o equipamento.
• Embora não haja preço fixo para moldagem ABS, a regra geral é que quanto maior o número de peças, menor o preço por peça.

Conclusão

A injeção de ABS é um processo que parece bem fácil de alcançar. No entanto, suas tecnicidades que apenas especialistas entendem. É por isso que é importante terceirizar sua moldagem ABS para empresas que realmente entendem os princípios práticos do processo de fabricação.

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FAQ

A que temperatura o plástico ABS derrete?

ABS é amorfo, então não tem temperatura de fusão verdadeira. No entanto, sua temperatura de transição é cerca de 105°C (221°F).

Quão tóxico é o Plástico ABS?

ABS é inofensivo e não tóxico. Esta é uma das muitas razões que é um material plástico popular na fabricação. No entanto, não é encorajado usar em implantes médicos.

Como resolver o problema de injeção de ABS retardante de chamas?

Para prevenir a desgasificação que vem do plástico ABS retardante de chamas absorvendo umidade, você precisa garantir que o material está totalmente seco. Também precisa garantir bom controle de temperatura e tempo de residência durante o processo de injeção para prevenir degradação térmica do plástico ABS.