Moldagem por Injeção

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Lucas Aires Damásio
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1 Moldagem por Injeção

2 Injeção Inúmeros produtos contêm partes moldadas por injeção: pentes, telefones, componentes de automóveis, computadores, monitores,televisores, etc; Processo relativamente simples termoplástico na forma de grânulos ou pó passa de um funil alimentador para o barril, onde é aquecido de forma a se tornar mole; É então forçado ( pressão) através de um bocal para um molde relativamente frio que é mantido fechado; Após se solidificar, o molde se abre, o artigo é ejetado e o ciclo é repetido; Maiores vantagens desse processo incluem: sua versatilidade em moldar uma ampla faixa de produtos, a facilidade com que a automação pode ser introduzida, produtividade elevada;

3 Injeção - Processo As primeiras máquinas de moldagem por injeção foram do tipo pistão; Uma quantia pré-determinada de material vai do funil alimentador para o barril; O pistão conduz o material ao longo do barril, onde é aquecido por condução a partir dos aquecedores externos; O material é então plastificado mediante pressão de modo que possa ser forçado através do bocal para dentro da cavidade do molde; A fim de dividir a massa de material no barril e melhorar a transferência de calor, um torpedo é ajustado no barril como mostrado pela figura;

4 Injeção - Processo Para moldagem por injeção normal, o mercado é dominado pela máquina de moldagem por injeção do tipo rosca recíproca ; Uma rosca (do tipo de uma extrusora) em um barril aquecido, efetua um papel duplo: - Rotaciona no modo normal para transportar, fundir e pressurizar o material no barril; - É capaz, enquanto não rotacionando de se mover para frente como um pistão para injetar o fundido no molde

Ciclo de moldagem por injeção - Depois que o molde é fechado, a rosca (sem rotacionar) empurra o fundido para injetá-lo no molde fechado; - O ar dentro do molde será empurrado para fora através de

5 Ciclo de moldagem por injeção - Depois que o molde é fechado, a rosca (sem rotacionar) empurra o fundido para injetá-lo no molde fechado; - O ar dentro do molde será empurrado para fora através de pequenos orifícios, conforme o fluxo de material fundido caminha; - Quando a cavidade é preenchida, a rosca continua empurrando (pressionando) de modo a aplicar uma força de bloqueio; - Isso tem o efeito de uma compressão extra do fundido na cavidade, para compensar o encolhimento do plástico conforme ele se resfria; - Esta força de bloqueio é somente efetiva enquanto o gate permanece aberto;

Ciclo de moldagem por injeção - Uma vez que o gate congela, nenhum fundido pode entrar no molde e assim a rosca começa a fazer o movimento contrário; - Neste estágio a rosca começa a rotacionar e

6 Ciclo de moldagem por injeção - Uma vez que o gate congela, nenhum fundido pode entrar no molde e assim a rosca começa a fazer o movimento contrário; - Neste estágio a rosca começa a rotacionar e puxar novo plástico a partir do funil alimentador; -Isso prepara a próxima carga, acumulando a quantidade desejada de plástico na frente da rosca; -Num tempo pré-estabelecido, a rosca pára de rotacionar e a máquina aguarda pela solidificação do material (no molde);

7 Ciclo de moldagem por injeção - Quando o molde resfria a uma temperatura tal que o sólido retenha sua forma, o molde se abre e o produto é ejetado; - Tem início, então, um novo ciclo;

8 Ciclo de moldagem por injeção

9 Moldagem por injeção Há várias características importantes em máquinas de moldagem por injeção com rosca recíproca entre elas: roscas, barris e aquecedores, bocal, sistemas de fechamento, moldes; Moldes: - No caso mais simples, um molde para injeção consiste de 2 metades dentro das quais a impressão da parte a ser moldada é demarcada; - As superfícies das metades dos moldes são perfeitamente usinadas de modo que nenhum vazamento de plástico ocorra entre os moldes; - Para moldes com múltiplas cavidades, as impressões são unidas por canais (presentes em uma ou ambas as metades do molde através dos quais o plástico fluirá sem restrições); - O término e polimento do molde é de extrema importância, pois o fundido tenderá a reproduzir cada detalhe da superfície do mesmo; - O molde, uma vez terminado, pode sofrer um tratamento térmico para endurecimento, visto que a adição de alguns tipos de materiais, como fibra de vidro, podem desgastá-lo;

10 Moldagem por injeção Moldes: Algumas características dos moldes vale a pena mencionar: (a) Gate pequeno orifício que conecta o canal à cavidade; Tem várias funções: - Constitui uma ligação fraca conveniente, pelo qual, o moldado pode ser retirado do sistema de canais; em alguns moldes essa retirada pode ser automática quando o molde abre; - O gate, também, atua como uma válvula, visto que permite ao plástico fundido preencher o molde, mas sendo pequena usualmente solidifica primeiro; - A cavidade é então selada do sistema de canais que impede material de ser sugado para fora da cavidade durante o retorno da rosca;

11 Moldes: Moldagem por injeção

12 Moldes: Moldagem por injeção (b) Ponto de injeção canal ao longo do qual o plástico fundido primeiro entra no molde; Entrega o fundido do bocal para o sistema de canais; O ponto de injeção é incorporado em um aço duro; (c) Saídas de ar Antes da injeção do plástico fundido, a cavidade do molde fechado contêm ar; Quando o fundido entra no molde, se o ar não puder escapar, ele se torna comprimido isso pode afetar o preenchimento do molde, mas em qualquer caso, a compressão repentina do ar causa considerável aquecimento; Que pode ser suficiente para queimar o plástico e a superfície do molde em pontos quentes locais - Para aliviar esse problema, saídas são usinadas dentro das superfícies do molde para permitir o escape de ar;

13 Moldes: Moldagem por injeção (d) Controle de Temperatura do Molde Para uma moldagem eficiente, a temperatura do molde deveria ser controlada e isso é normalmente efetuado, passando-se um fluído através de uma canal apropriado no molde; A taxa na qual o molde resfria afeta o tempo de ciclo total, assim como o acabamento superficial, tolerâncias, distorções e tensões internas do artigo moldado; Temperaturas do molde elevadas melhoram o brilho superficial;

14 Moldagem por injeção de espumas estruturais Artigos termoplásticos expandidos apresentam um miolo celular com uma pele (sólida) relativamente densa; Efeito de espuma é alcançado dispersão de um gás inerte através de toda a resina fundida antes da moldagem; Introdução do gás é usualmente feita: - pré-misturando a resina com um agente químico de sopro que libera gás quando aquecido; - injeção direta do gás (usualmente nitrogênio); Quando a mistura resina/gás comprimido é rapidamente injetada para dentro da cavidade do molde, o gás se expande explosivamente e força o material para todas as partes do molde;

15 Moldagem por injeção a sopro Já foi estudado o processo de moldagem por extrusão a sopro usado para produzir artigos ocos tais como garrafas; Moldagem por injeção a sopro largamente empregado na manufatura de garrafas para refrigerantes; Inicialmente, uma pré-forma é moldada por injeção; A seguir, é inflada em um molde de sopro a fim de produzir a forma de uma garrafa; Na maioria dos casos, o segundo estágio (etapa de inflação) ocorre imediatamente após a etapa de moldagem por injeção, mas em alguns casos, as pré-formas são removidas da máquina de moldagem por injeção e subseqüentemente re-aquecidas para o sopro;

16 Moldagem por injeção a sopro Processo de moldagem por injeção a sopro Através da moldagem por injeção a sopro é possível ter detalhes intricados no pescoço da garrafa;

17 Moldagem por injeção de termofixos Atualmente, grânulos com qualidade uniforme, os quais consistem de resina parcialmente polimerizada, cargas e aditivos, podem ser fornecidos; A formulação do material é tal que fluirá facilmente no barril com taxa de polimerização lenta; a cura é então completada rapidamente no molde; Em muitos aspectos o processo é similar à moldagem por injeção de termoplásticos; Para termofixos, um barril e uma rosca especiais são utilizados; - o barril é somente mantido aquecido (80 a 110ºC) ao invés de muito quente como para os termoplásticos, pois o material não pode curar nessa seção da máquina; - também, a viscosidade aumentada dos materiais termofixos, significam que torques da rosca e pressões de injeção maiores são necessárias;

18 Moldagem por injeção de termofixos Em relação ao molde, a maior diferença é que o molde é mantido muito quente (150 a 200ºC) ao invés de ser resfriado como ocorre com termoplásticos; - Isso é para assegurar a cura do material, uma vez que tenha tomado a forma da cavidade; Outra diferença é que como os materiais termofixos são abrasivos e requerem maiores pressões de injeção, aços mais duros com resistência à abrasão extra devem ser utilizados para a manufatura do molde; Moldagem por injeção de termofixos e borrachas

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