Lição 2.1MoldarCapítulo 2 · Moldagem de plásticos e borracha

Moldagem por injeção

Fundido forçado para dentro de um molde de aço fechado

A moldagem por injeção derrete péletes de plástico e força o fundido para dentro de um molde de aço fechado, onde ele esfria até virar uma peça pronta. Tampas de garrafa, peças de brinquedo de montar, capas de celular e painéis de instrumentos de carros são todos feitos assim. Depois que o molde existe, cada peça extra custa muito pouco, e é por isso que a maioria dos objetos de plástico à sua volta é moldada por injeção.

Foto: The robotic engineer1, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Máquina de moldagem por injeção · corte, 6 etapasOs números circulados correspondem às etapas abaixo. O quadro B mostra o mesmo molde um instante depois, aberto para soltar a peça.

Moldagem por injeção em um minuto, por MecMade

Como funciona

Alimente. Péletes de plástico (grãos de plástico bruto de alguns milímetros) caem do funil de alimentação para o cilindro, um tubo de aço aquecido.
Funda. Uma rosca giratória arrasta os péletes para a frente. O atrito da rosca e o calor das resistências do cilindro os derretem, e o fundido se acumula na frente da ponta da rosca.
Feche. A unidade de fechamento fecha as duas metades do molde e as mantém fechadas com dezenas a milhares de toneladas de força. Isso impede o fundido de vazar pela linha de partição (a junta entre as metades).
Injete e compacte. A rosca para de girar e avança como um êmbolo. O fundido dispara pelo bico e pelo canal de entrada (o canal de alimentação) até a cavidade (o vazio com a forma da peça). A rosca continua empurrando para compactar plástico extra à medida que a peça encolhe.
Resfrie. A água que flui por canais no aço leva o calor embora até a peça ficar sólida. Costuma ser a etapa mais longa. Enquanto isso, a rosca gira de novo para preparar a próxima dose.
Abra e ejete. A metade móvel recua. Pinos extratores empurram a peça, com seu canal, para fora do macho (a saliência de aço que dá forma ao interior). O molde fecha e o ciclo se repete.

Dados-chave

Materiais: Termoplásticos (plásticos que amolecem toda vez que são aquecidos) como polipropileno, ABS, náilon e policarbonato; também alguns termofixos e borracha de silicone líquida
Peças típicas: Tampas, peças de brinquedo de montar, carcaças de eletrônicos, peças internas de carros, seringas, pentes
Tamanho da peça: De menos de um grama a para-choques de carros de vários quilogramas
Precisão: Normalmente cerca de ±0,05 a ±0,1 mm; mais apertado em pequenas peças de precisão
Acabamento superficial: Copia o molde: de brilho de espelho a textura semelhante a couro, sem precisar de acabamento
Tamanho de lote adequado: De milhares a milhões de peças idênticas
Custo de ferramental e máquinas: Moldes de alguns milhares de dólares (simples, de alumínio) a bem mais de US$ 100.000 (grandes, com muitas cavidades, de aço temperado); máquinas de dezenas de milhares a mais de um milhão de dólares
Velocidade: Normalmente 10–60 s por ciclo; tampas finas em alguns segundos, muitas vezes com várias peças por injeção

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Custo por peça muito baixo depois que o molde é pago
Rápida, automatizada e altamente repetível
Formas complexas, clipes de encaixe, roscas e detalhes finos em uma só injeção
Enorme variedade de plásticos, cores e texturas

Limites

O molde é caro e muitas vezes leva semanas para ser feito
Uma mudança de projeto significa retrabalhar ou refazer o molde de aço
As paredes precisam ser bastante finas e uniformes (muitas vezes cerca de 1–4 mm), ou as peças empenam e mostram marcas de rechupe (pequenas depressões sobre pontos grossos)
Reentrâncias (detalhes que travariam a peça no molde) exigem partes móveis do molde, que aumentam o custo

Onde é usado

EmbalagensTampas de garrafa, fechamentos, potes de alimentos de parede fina
Bens de consumoPeças de brinquedo de montar, utensílios de cozinha, carcaças de eletrodomésticos
AutomotivoPainéis de instrumentos, forros de porta, para-choques, carcaças de faróis, clipes
MedicinaSeringas, ponteiras de pipeta, corpos de inaladores
EletrônicaCarcaças de celulares e notebooks, conectores, teclas e botões

Como reconhecê-lo

Uma linha fina em volta da peça onde as duas metades do molde se encontraram (a linha de partição).
Pequenas marcas redondas, levemente salientes ou rebaixadas, deixadas pelos pinos extratores no lado oculto.
Um pequeno calombo ou cicatriz onde o plástico entrou (a marca do ponto de injeção).
Paredes finas de espessura uniforme apoiadas por nervuras (finas paredes de reforço) e texto moldado, como um símbolo de reciclagem ou um disco de data.

Compare com

Sobremoldagem e moldagem de dois materiais2.2a mesma máquina, mas um segundo material é moldado sobre ou em volta do primeiro.Moldagem por sopro2.3faz peças ocas, como garrafas, inflando plástico mole contra um molde, em vez de preencher uma cavidade maciça.Fundição sob pressão1.4o mesmo princípio com metal fundido em vez de plástico.

Assista

tronicarts · A máquina inteira e um ciclo completo em animação 3D

Autodesk · Uma explicação de cinco minutos com história e exemplos do dia a dia

ARBURGofficial · Uma prensa real enchendo 72 cavidades por injeção em alta velocidade

Ian Collier (How It's Made excerpt) · Como o próprio molde de aço é usinado e polido

Veja fotos reais

Wikipedia: Moldagem por injeção — moldes reais, incluindo um molde de peça LEGO e um molde com movimentos laterais
Wikipedia: Máquina de moldagem por injeção — um molde aberto em uma prensa e uma prensa grande com um robô
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Derreta, injete sob pressão, esfrie, ejete: uma peça a cada poucos segundos a um minuto.
O molde é o grande custo e cada peça é barata, então compensa em alto volume.
Bons projetos usam paredes finas e uniformes, um leve ângulo de saída (conicidade) e o mínimo possível de reentrâncias.