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Moldagem por Injeção

Resumo Histórico Máquinas de moldagem de injeção para plásticos foram derivadas da moldagem de metais (fundição em moldes). A primeira patente para moldagem por injeção foi concedida nos Estados Unidos, em 1872, a John e Isiah Hyatt que a usaram para moldar celulóide. Em 1878, John Hyatt usou o primeiro molde de múltiplas cavidades. Em 1920, na Alemanha iniciou-se a moldagem por injeção de termoplásticos.
Um maior desenvolvimento ocorreu em 1951, quando William H: Willert (United States) desenvolveu a rosca recíproca para máquinas de moldagem por injeção.
O maior desenvolvimento recente é relativo a aplicação de micro processadores a máquinas injetoras.


O processo de moldagem por injeção consiste essencialmente no amolecimento do material num cilindro aquecido e sua conseqüente injeção em alta pressão para interior de um molde relativamente frio, onde endurece e toma a forma final. O artigo moldado é então expelido do molde por meio dos pinos ejetores, ar comprimido, prato de arranque ou outros equipamentos auxiliares. Comparando-se com a extrusão, a moldagem por injeção apresenta-se como um processo cíclico.
 
Um ciclo completo consiste das operações seguintes:
  • Dosagem do material plástico granulado no cilindro de injeção.
  • Fusão do material até a consistência de injeção.
  • Injeção do material plástico fundido no molde fechado.
  • Resfriamento do material plástico até a solidificação.
  • Extração do produto com o molde aberto
Produtos sem defeito e propriedades otimizadas serão obtidos:
  • Utilizando-se máquinas injetoras com suficiente capacidade plástica.
  • Usando-se moldes bem projetados e bem acabados.
  • Controlando-se a uniformidade e constância da temperatura e da pressão de injeção.
  • Enchendo rapidamente, de forma racional, as cavidades do molde.
Resfriando a massa plástica das cavidades com os devidos cuidados, afim de evitarem produtos distorcidos ou com tensões internas.
O material plástico, injetado, como todo qualquer outro material, (exceto a água) passando do estado líquido (ou pastoso) para o estado sólido, sofre uma contração volumétrica que pode gerar peças defeituosas.
Pode-se evitar este inconveniente, mantendo-se elevada pressão durante o resfriamento. Tal pressão de sustentação é produzida pelo parafuso da extrusora.
Desta maneira podem-se obter produtos sem defeitos comumente verificados, tais como bolhas e rechupes (defeitos na solidificação do material).
 
Condições de Moldagem
  • A moldagem só pode ser satisfatória se houver observância correta da influência das seguintes variáveis que influem sobre a moldagem por injeção:
  • Pressão de injeção: Varia de maneira ampla conforme o tipo de molde ou de máquina.
  • Em geral, deve-se procurar o uso do mínimo de pressão, para a obtenção de artigos moldados, livres de defeitos internos e superficiais. Um excesso de pressão provoca, em geral, escape de material pelas juntas.
  • Temperatura do cilindro: A temperatura é responsável pela plastificação correta ou não de material, e a temperatura do material depende não só da temperatura do cilindro, como também da velocidade com que o material passa através dele. Um aquecimento uniforme do material depende, em suma, de um correto controle da temperatura do cilindro de aquecimento e do controle rigoroso do tempo e duração do ciclo.
  • Tempo do ciclo: Deve ser o mínimo do ponto de vista econômico, porém deve estar também nos limites estabelecidos para a boa qualidade do objeto moldado. A velocidade de injeção é governada fundamentalmente pela viscosidade do material (logo, pela temperatura interna), pela pressão do prato e pelo mínimo de restrições oferecidas ao fluxo de material ao longo de seu caminho.
  • Temperatura do molde: Uma temperatura constante do molde, abaixo do ponto de amolecimento do material, é o objetivo do produtor, e isto, em geral é obtido por circulação de um fluido em temperatura constante através dos canais do molde.
Tipos de prensas de injeção:
Algumas injetoras de pistão são equipadas com um dispositivo de dosagem que permite fornecer ao cilindro a quantidade exata de material para encher o molde. O cilindro injetor pode ser de pistão ou de rosca.
As máquinas de êmbolo podem possuir um cilindro de pré-aquecimento de rosca, que proporciona maior rapidez de injeção porque o pistão passa a atuar diretamente sobre o material fundido e não mais sobre o material em grânulos.
As máquinas com pré-plastificação de rosca proporcionam ótimos resultados e uma melhor dispersão dos pigmentos misturados a seco.
 
Componentes de uma máquina injetora
  • Os principais elementos componentes das máquinas injetoras são:
  • A unidade injetora que compreende o dispositivo de alimentação e dosagem, plastificação e injeção.
  • A unidade de fechamento incumbida de abrir e fechar o molde.
  • O cilindro de injeção deverá apresentar zonas de aquecimento cuidadosamente termoreguladas.
  • O torpedo dos cilindros injetores de pistão serve para homogeneizar a massa fundida.
Molde de injeção
Um bom desenho do molde é um pré-requisito para a produção de artigos moldados de boa qualidade, e nenhum artifício de controle de máquina, por mais original que seja, é capaz de melhorar os produtos obtidos com um molde mal desenhado.
 
Dentre as outras variáveis que influenciam o desempenho do molde, pode-se citar:
  • Número de cavidades do molde.
  • Peso do material em cada injeção.
  • Ciclo de moldagem.
  • Força de fechamento do molde.
  • Abertura do molde.
  • Alimentação.
  • Resfriamento.
  • Aquecimento.
  • Contração do plástico.


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