A moldagem por injeção de precisão é uma técnica de fabrico fundamental para a produção de peças de alta qualidade com tolerâncias apertadas, normalmente utilizadas em indústrias como a automóvel, a eletrónica e os dispositivos médicos.

A moldagem por injeção de precisão produz peças com elevada precisão e repetibilidade, o que a torna ideal para designs complexos. Este método assegura um desperdício mínimo de material e tempos de ciclo rápidos, melhorando a eficiência da produção e a consistência do produto.

Para compreender plenamente as vantagens da moldagem por injeção de precisão, é importante explorar a forma como a conceção deste método e as escolhas de materiais têm impacto na qualidade da produção e na eficiência dos custos.

Qual é a definição de Moldagem por Injeção de Precisão?

A moldagem por injeção de precisão assegura a produção de alta precisão de peças complexas com tolerâncias apertadas. É essencial em indústrias onde o detalhe e a consistência são fundamentais, como a automóvel, a aeroespacial e a médica.

A moldagem por injeção de precisão utiliza moldes e processos especializados para criar peças com tolerâncias apertadas e elevado nível de detalhe. É essencial para as indústrias que exigem precisão, como a indústria automóvel e o fabrico de dispositivos médicos, garantindo a consistência e a qualidade das peças.

A moldagem por injeção de precisão, em sentido estrito, refere-se a um método de produção de moldagem por injeção em que a precisão dimensional dos produtos de plástico produzidos por equipamento de moldagem por injeção pode atingir menos de 0,01 mm, normalmente entre 0,01 e 0,001 mm de tamanho.

Quais são as caraterísticas do processo de moldagem por injeção de precisão?

A moldagem por injeção de precisão garante tolerâncias apertadas, desenhos complexos e acabamentos de superfície superiores. É amplamente utilizada para peças de alta qualidade em indústrias como a automóvel, eletrónica e dispositivos médicos.

A moldagem por injeção de precisão é conhecida por produzir peças de alta precisão com dimensões consistentes. O processo envolve temperatura e pressão cuidadosamente controladas, reduzindo os defeitos e melhorando a resistência da peça e a qualidade da superfície.

Pressão de injeção elevada

As experiências demonstraram que, para diferentes tipos, formas e tamanhos de plásticos, a pressão necessária para a moldagem por injeção de precisão deve ser de 180-250MPa (a pressão de injeção utilizada para a moldagem por injeção normal é geralmente de 40-200MPa) e, em alguns casos especiais, são necessários requisitos mais elevados. A mais elevada atingiu cerca de 450MPa.

Velocidade de injeção rápida

O tamanho dovelocidade de injeção¹ não só afecta a produtividade do produto, como também pode reduzir a tolerância dimensional do produto.

Para tornar as peças moldadas por injeção mais precisas, especialmente para moldar produtos de formas complexas, a injeção de velocidade variável tem sido desenvolvida nos últimos anos. Isto significa que a velocidade de injeção pode mudar, e a forma como muda depende da forma da peça e do desempenho do plástico.

O controlo da temperatura deve ser exato

A temperatura tem um grande efeito na qualidade do produto quando o estamos a moldar. É uma das três grandes coisas que tem de se acertar quando se faz moldagem por injeção.

Quando se faz moldagem por injeção de precisão, não se tem de preocupar apenas com a temperatura, tem de se preocupar com a precisão com que se pode controlar a temperatura. Quando se faz moldagem por injeção de precisão, se não se controlar a temperatura com precisão, a fluidez do plástico derretido e o desempenho da moldagem e o encolhimento do produto não serão estáveis.

Assim, não se pode garantir a exatidão do produto. Deste ponto de vista, quando você usa moldagem por injeção de precisão, se é o barril e bocal, ou o molde de injeção²É necessário controlar rigorosamente o seu intervalo de temperatura.

Por exemplo, quando se faz moldagem por injeção de precisão, utiliza-se um controlador PID para a temperatura no cilindro e no bocal, e controla-se a gama de flutuação de temperatura dentro de 1 grau Celsius. Para máquinas de moldagem por injeção normais, a temperatura neste local pode atingir 20°C a 300°C.

Ao fazer a produção de moldagem por injeção de precisão, para garantir que o produto é preciso, além de controlar rigorosamente a temperatura do barril, do bocal e do molde, também é necessário prestar atenção à influência da temperatura ambiente na precisão do produto após a desmoldagem.

Quais são os princípios de seleção de materiais para moldagem por injeção de precisão?

Seleção de materiais³ para moldagem por injeção de precisão é vital para garantir a qualidade, durabilidade e eficiência de custos do produto. Envolve a consideração de factores como as propriedades do material, o custo e os requisitos de processamento.

Os princípios fundamentais da seleção de materiais incluem a avaliação da força do material, a resistência ao calor e a compatibilidade química com o processo de moldagem. Materiais como os termoplásticos e os termoendurecíveis são normalmente utilizados, cada um oferecendo vantagens específicas para peças de precisão.

Forte, estável, não se dobra e pode ser utilizado em qualquer lugar. Existem quatro materiais que são normalmente utilizados:

POM com fibra de carbono (CF) ou fibra de vidro (GF) adicionada; este material é forte, não se cansa, pode ser utilizado no exterior, não conduz eletricidade, não se incendeia e sai facilmente do molde quando se colocam materiais escorregadios.

PA e PA66 reforçado com fibra de vidro têm as seguintes caraterísticas: forte resistência ao impacto e resistência ao desgaste, bom desempenho de fluxo, e podem ser moldados em produtos com uma espessura de parede de 0,4 mm. O PA66 reforçado com fibra de vidro tem resistência ao calor (ponto de fusão 250 ℃), mas sua desvantagem é que é higroscópico e geralmente precisa ser umidificado após a moldagem.

O poliéster reforçado com PBT tem um tempo de moldagem curto. A comparação do tempo de moldagem é a seguinte:

PBT≤POM≈PA66≤PA6.

Caraterísticas do PC e do GFPC: boa resistência ao desgaste, maior rigidez após reforço, boa estabilidade dimensional, resistência às intempéries, retardamento de chama e boa processabilidade de moldagem.

Quais são os principais factores de influência da moldagem por injeção de precisão?

A moldagem por injeção de precisão é influenciada por vários factores, como as propriedades dos materiais, a conceção do molde, as condições de processamento e as capacidades da máquina, que afectam a precisão das peças e a eficiência da produção.

Os factores-chave na moldagem por injeção de precisão incluem a escolha do material, a conceção do molde, a pressão de injeção, o controlo da temperatura e o tempo de ciclo. Estas variáveis asseguram a precisão dimensional e produtos finais de alta qualidade, especialmente em indústrias como a automóvel, a eletrónica e os dispositivos médicos.

Para fabricar produtos de plástico de precisão, são necessárias cinco coisas: o material certo, um bom molde, um bom processo de moldagem por injeção de plástico, boas pessoas e uma boa máquina. As peças de plástico de precisão têm de ter o tamanho certo, a forma certa e a superfície certa.

São designados por exatidão dimensional, exatidão de forma e posição e exatidão de superfície. São medidas pela tolerância dimensional, tolerância de forma e posição e rugosidade da superfície. A precisão dimensional é o fator mais importante para as peças de plástico. As principais coisas que fazem com que as peças tenham o tamanho errado são.

As Caraterísticas de Retração dos Materiais de Moldagem, Utilizando Plásticos com Elevada Estabilidade Dimensional

Contração do plástico ⁴ é uma das propriedades inerentes aos plásticos. É muito importante para a estabilidade dimensional e a precisão das peças de plástico. A contração dos plásticos inclui a reflexão abrangente da contração térmica, recuperação elástica, deformação plástica, pós-contração e contração por envelhecimento dos plásticos.

É a alteração da retração linear e da retração volumétrica causada por factores ambientais durante o processo de moldagem e a utilização, e é normalmente expressa por valores caraterísticos de retração.

Conceção de moldes e precisão de processamento

• Materiais de molde de precisão:Os materiais para o fabrico de cavidades e corrediças devem ser submetidos a um tratamento térmico rigoroso. Escolha ligas de aço com elevada resistência mecânica, ou elevada dureza (as peças moldadas devem atingir cerca de HRC52), boa resistência ao desgaste e forte resistência à corrosão.

• Maquinabilidade e rigidez:Ao projetar a estrutura do molde, não faça demasiadas cavidades. Faça a placa de fundo, a placa de suporte e a parede da cavidade mais espessa para que as peças não fiquem todas dobradas fora de forma quando ficarem quentes e esmagadas.

• Propriedade de desmoldagem do produto:O molde deve tentar adotar menos cavidades, um canal pequeno e curto e um acabamento mais elevado do que os moldes normais, o que favorece a desmoldagem.

• A precisão das peças de plástico:Depende principalmente da precisão do tamanho da cavidade do molde, da precisão da posição da cavidade e da precisão da superfície de separação. Os critérios de avaliação são se o design da peça de plástico é fácil de processar, se o desempenho de enchimento da porta do molde é bom, se o sistema de arrefecimento do molde pode arrefecer uniformemente o molde, etc. A tolerância dimensional dos moldes de injeção de precisão geral deve ser controlada abaixo de 1/3 da tolerância dimensional do produto.

A temperatura, a humidade e a amplitude de deformação dimensional do ambiente de utilização do produto

O produto deve ser capaz de manter a sua forma quando é empurrado ou quando a temperatura muda.

Equipamento de moldagem por injeção - Substituir as máquinas de moldagem por injeção de precisão por máquinas de moldagem por injeção de precisão

As máquinas de moldagem de precisão são máquinas de injeção com controlo de injeção em circuito fechado. Normalmente, o pressão de injeção⁵ e a velocidade de injeção das máquinas de moldagem por injeção são controladas em circuito fechado.

O chamado controlo em circuito fechado, também designado por controlo de feedback, significa que o sinal de saída do sistema de controlo é detectado pelo elemento de deteção no sistema de controlo e, em seguida, o sinal de deteção é transmitido ao controlador.

O controlador calcula o sinal de deteção para atingir o sinal de saída consistente com o sinal de saída requerido pelo sistema, de modo a que o sinal de saída esteja mais próximo do valor esperado e o desvio de saída do sistema seja minimizado.

Em termos simples, o controlo em circuito fechado é um controlo de ajuste automático que o aproxima do que pretende. As máquinas de moldagem por injeção de precisão tornaram-se muito melhores a fazer a mesma coisa vezes sem conta porque utilizam o controlo em circuito fechado para a injeção.

Para conseguir um controlo em circuito fechado da máquina de moldagem por injeção, as máquinas de moldagem por injeção hidráulica têm de utilizar servo-válvulas para conseguir um controlo em circuito fechado da pressão e do fluxo do sistema hidráulico.

Para além de utilizar servo-válvulas, o molde de injeção de ultra-precisão também utiliza placas de controlo servo. As placas de servocontrolo funcionam com sistemas de controlo informáticos para melhorar ainda mais a precisão repetitiva da pressão e do fluxo de saída do sistema hidráulico e obter uma moldagem por injeção de ultraprecisão.

As máquinas de moldagem por injeção totalmente eléctricas são muito melhores do que as máquinas de moldagem por injeção hidráulicas quando se trata de obter um controlo total da injeção em circuito fechado.

O controlador de movimento do computador da máquina de moldagem por injeção totalmente eléctrica controla e acciona o servomotor e, em seguida, executa operações lógicas no sinal de feedback do sensor através do controlador lógico para obter um controlo total em circuito fechado da ação de moldagem por injeção, incluindo injeção, plastificação, abertura e fecho do molde e ação do ejetor.

O controlo da posição pode atingir 0,01 mm, a precisão dimensional da peça de trabalho é superior e a estabilidade e a precisão repetitiva da máquina são muito superiores.

Utilização da tecnologia de moldagem de precisão

A moldagem de precisão é um processo que é feito principalmente em máquinas de moldagem por injeção de precisão. Utiliza principalmente a moldagem por injeção em várias fases e controla com precisão a temperatura do molde.

Moldagem por injeção em várias fases⁶ significa que, quando o parafuso empurra a massa fundida para o molde durante o processo de injeção, controla os parâmetros do processo, tais como diferentes velocidades de injeção e diferentes pressões de injeção em diferentes posições.

O programa de controlo da injeção em várias fases pode definir a pressão de injeção em várias fases, a velocidade de injeção, a pressão de retenção e o método de fusão com base na estrutura do canal, na forma da porta e na estrutura da peça moldada por injeção. Isto ajuda a melhorar a plastificação, a qualidade do produto, a taxa de defeitos e a vida útil do molde/máquina.

A moldagem por injeção em várias fases será definida de acordo com a estrutura do produto, a localização do defeito e o tamanho do parafuso da máquina de moldagem por injeção, e também envolve muitas competências no local. Devido a limitações de espaço, será abordado noutro artigo e não será discutido em pormenor aqui.

Quais são os problemas de retração da moldagem por injeção de precisão?

A contração durante a moldagem por injeção de precisão pode afetar a qualidade e a precisão dimensional das peças moldadas. A resolução deste problema é essencial para obter resultados óptimos.

A retração na moldagem por injeção ocorre quando o material arrefece e se contrai. Isto leva a imprecisões dimensionais e defeitos de superfície. Factores como a escolha do material, a conceção do molde e as taxas de arrefecimento têm impacto nos níveis de retração e na consistência da peça

Existem quatro factores que provocam o encolhimento: encolhimento térmico, encolhimento por mudança de fase, encolhimento por orientação e encolhimento por compressão.

Contração térmica

A retração térmica é uma propriedade natural dos materiais de moldagem e dos materiais de moldagem. Quando a temperatura do molde é alta, a temperatura do produto também é alta, e a taxa de encolhimento real aumentará. Por conseguinte, a temperatura do molde de injeção de precisão não deve ser demasiado elevada.

Contração por mudança de fase

A contração por mudança de fase ocorre quando os polímeros cristalizam e reduzem de volume durante o processo de orientação das resinas cristalinas. A isto chama-se contração por mudança de fase. Quanto mais quente o molde, mais cristalina é a resina e mais ela encolhe.

Mas, quanto mais cristalina for a resina, mais denso é o produto, menos se expande e menos encolhe. Assim, o encolhimento real é uma combinação dos dois.

Orientação Encolhimento

Quando as moléculas são esticadas na direção do fluxo, tendem a enrolar-se e a retrair-se quando arrefecem, causando retração na direção da orientação. O grau de orientação molecular está relacionado com a pressão de injeção, a velocidade de injeção, a temperatura da resina e a temperatura do molde. Mas o fator principal é a velocidade de injeção.

Retração por compressão e reposição elástica

Os plásticos podem ser comprimidos e esticados. Isto significa que o volume do plástico muda muito quando o comprimimos. À temperatura ambiente, se apertarmos o plástico, ele ficará mais pequeno, mais denso, não se expandirá tanto e encolherá muito menos.

O plástico também se pode esticar para trás, o que faz com que o encolhimento seja menor. O encolhimento do produto de plástico é afetado pelas condições da moldagem e pelas condições da operação.

Compreender as causas da contração e como controlá-la é fundamental para melhorar o seu processo de moldagem. Aprofunde-se nas estratégias que podem minimizar a contração e aumentar a precisão.

Quais são as vantagens da moldagem por injeção de precisão?

A moldagem por injeção de precisão oferece uma precisão e consistência excepcionais, tornando-a ideal para a produção de peças complexas e de alta qualidade em indústrias como a automóvel, médica e eletrónica.

A moldagem por injeção de precisão proporciona tolerâncias apertadas, reduzindo o desperdício e melhorando o desempenho das peças. É amplamente utilizada na produção de componentes complexos com padrões de alta qualidade. As vantagens incluem precisão superior, redução do desperdício de material e maior eficiência.

Elevada precisão e consistência

A tecnologia de moldagem por injeção de precisão é capaz de produzir produtos de plástico com formas complexas e dimensões precisas, peças de metal de alta precisão garantindo alta consistência e estabilidade. Não importa se está a fazer peças pequenas ou componentes grandes, pode contar com a qualidade e precisão dos seus produtos.

Elevada eficiência e velocidade de produção

Em comparação com os métodos de produção tradicionais, a tecnologia de moldagem por injeção de precisão tem uma maior eficiência e velocidade de produção. Ao utilizar equipamento automatizado e produção em linha de montagem, podemos melhorar significativamente a eficiência da produção, encurtar os ciclos de produção e reduzir os custos de produção.

Poupar matérias-primas e recursos

A tecnologia de moldagem por injeção de precisão pode ajudá-lo a tirar o máximo partido das suas matérias-primas, a reduzir o desperdício e a poupar recursos. Ao controlar o processo de moldagem por injeção e ao conceber o seu molde na perfeição, pode reduzir o desperdício, poupar dinheiro e satisfazer as exigências do desenvolvimento sustentável.

Aplicável a uma variedade de materiais e campos

Pode utilizar a tecnologia de moldagem por injeção de precisão para processar vários materiais plásticos. É adequada para muitas áreas, tais como eletrónica, automóveis, dispositivos médicos, mobiliário, etc. Quer pretenda fabricar um pequeno lote de produtos personalizados ou fazer uma produção em massa em grande escala, pode satisfazer as suas necessidades.

Produção automatizada e controlo de qualidade

A tecnologia de moldagem por injeção de precisão permite uma produção e um controlo de qualidade totalmente automatizados, reduzindo a operação manual e os erros humanos. Ao utilizar sensores e sistemas de monitorização para acompanhar o processo de moldagem por injeção em tempo real, os parâmetros podem ser ajustados prontamente para garantir a qualidade e a consistência do produto.

Proteção do ambiente e desenvolvimento sustentável

A tecnologia de moldagem por injeção de precisão utiliza termoplásticos como matérias-primas, que são recicláveis e reutilizáveis. Ao reciclar matérias-primas e conservar recursos, pode reduzir o impacto no ambiente, o que cumpre os requisitos de proteção ambiental e desenvolvimento sustentável.

Conclusão

Em geral, a tecnologia de moldagem por injeção de precisão tem as vantagens de ser super precisa, super eficiente, poupar recursos e ser utilizada em muitos domínios, o que a torna a melhor escolha para a indústria transformadora.

À medida que a ciência e a tecnologia continuam a avançar e a tecnologia continua a melhorar, a tecnologia de moldagem por injeção de precisão será utilizada mais amplamente em vários domínios, promovendo o desenvolvimento e a inovação da indústria transformadora.