Neste artigo, analisaremos em detalhes as vantagens e desvantagens da moldagem por injeção para que você tenha uma boa referência ao decidir fabricar peças moldadas por injeção.
O que é a moldagem por injeção?
A moldagem por injeção é um método que combina injeção e moldagem. Para realizá-lo, são necessários máquinas de moldagem por injeção, matérias-primas plásticas, moldes de injeção e outros equipamentos.
A uma determinada temperatura, os materiais plásticos múltiplos fundidos são agitados por um parafuso, injectados na cavidade do molde com alta pressão e depois arrefecidos e curados para obter um produto moldado.
Este método é adequado para a produção em massa de peças com formas complexas e é um dos métodos de processamento mais importantes.
Processo de moldagem por injeção
O processo de produção por moldagem por injeção pode ser dividido aproximadamente nas 6 etapas a seguir:
(1) Fechamento do molde
(2) Injeção
(3) Recalque
(4) Resfriamento
(5) Abertura do molde
(6) Retirada do produto
O processo acima é repetido para produzir produtos no ciclo de lote.
Porque é que utilizamos a moldagem por injeção?
O método de moldação por injeção é rápido e eficiente, a operação pode ser automatizada e existem muitas opções de cores. A forma pode variar de simples a complexa, o tamanho de grande a pequeno e as dimensões do produto são precisas. O produto é fácil de atualizar e permite produzir peças com formas complexas.
(1) Uma vez que a plastificação da massa fundida e a modelação do fluxo de moldagem de múltiplos materiais plásticos são efectuadas no cilindro e na cavidade do molde, respetivamente, o molde pode estar sempre no estado de condensação ou reticulação da massa fundida e de cura rápida, o que contribui para encurtar o ciclo de moldagem.
(2) Durante a moldagem, o fundido é injetado no molde depois que ele é fechado. Como um fundido com boa fluidez causa pouco desgaste na cavidade, um conjunto de moldes pode produzir grandes quantidades de produtos moldados por injeção.
(3) Um operador frequentemente pode gerenciar duas ou mais máquinas de moldagem por injeção, especialmente quando as peças moldadas podem ser descarregadas automaticamente; assim, é possível gerenciar mais máquinas e a mão de obra necessária é relativamente baixa.
(4) Todos os processos de moldagem, como fechamento do molde, adição do material plástico, plastificação, injeção, abertura e desmoldagem, são executados pela máquina de injeção, facilitando a automação completa e o controle programado do processo.
(5) Devido à elevada pressão durante o processo de moldagem por injeção, é possível moldar peças de plástico com formas complexas, padrões e marcações superficiais nítidos e elevada precisão dimensional.
(6) Mais do que um tipo de material pode ser moldado por co-injeção; pode moldar eficazmente materiais com pele dura e coração espumoso, plásticos termoendurecíveis e plásticos reforçados com fibras.
Uma vez que a moldagem pode ser feita com um molde preciso e um sistema hidráulico preciso, e com a utilização de controlo por microcomputador, é possível obter produtos com elevada precisão.
(7) Alta eficiência de produção: dois conjuntos de moldes podem conter dezenas ou até centenas de cavidades, permitindo moldar dezenas ou centenas de peças plásticas em uma única operação.
(8) As peças moldadas necessitam apenas de um pequeno acabamento para poderem ser utilizadas, e os desperdícios produzidos durante o processo de moldagem por injeção podem ser reutilizados, pelo que há muito pouco desperdício de matérias-primas durante a moldagem por injeção.
(9) A moldagem por injeção oferece a vantagem de utilizar simultaneamente vários materiais plásticos para fabricar uma peça. Por exemplo, também é possível sobremoldar insertos de TPU ou metal com peças plásticas.
Vantagens do processo de moldagem por injeção
(1) Controle de qualidade fácil: precisão superficial muito elevada e erro de forma muito pequeno no mesmo lote.
A moldagem por injeção é um processo altamente repetível. Isso significa que a segunda peça produzida será igual à primeira. Assim, oferece excelente controle da uniformidade do produto e da confiabilidade das peças na produção em alto volume.
(2) Baixo custo do processo: O custo inicial do ferramental é alto, mas o custo por peça é baixo. A principal vantagem da moldagem por injeção é a possibilidade de concentrar esforços no aumento da escala de produção.
Quando a máquina e o molde estão prontos, o preço por unidade do produto durante a produção é muito baixo. À medida que são produzidas mais peças, o preço desce drasticamente.
(3) Adequada à produção em massa: Em geral, é indicada apenas para produção em massa; o processo de moldagem por injeção é adequado à fabricação em massa de produtos com formas complexas e a outras áreas de processamento por moldagem.
(4) Alta eficiência de produção: o ciclo normal da moldagem por injeção é de 30s-60s/molde; exige pouca ou nenhuma mão de obra e, depois que os parâmetros da máquina de moldagem por injeção são ajustados, ela pode manter a produção contínua sem ajustes manuais frequentes.
Desvantagens do processo de moldagem por injeção
(1) Alto custo de investimento inicial: A produção rápida por injeção exige uma máquina de moldagem por injeção para produção, equipamentos de moldagem por injeção, moldes de injeção e outros equipamentos auxiliares.
Como o custo das máquinas de moldagem por injeção e dos moldes de injeção é relativamente alto, o investimento inicial é elevado, portanto o processo não é adequado para pequenos lotes
Por conseguinte, não é adequado para a produção de pequenas quantidades de peças de plástico.
(2) Elevados requisitos de conceção: Se quiser produzir peças em massa, tem de se certificar de que o desenho está correto à primeira, porque se tiver de mudar o molde mais tarde devido a problemas de desenho, o custo de mudar o molde também é relativamente elevado.
(3) Elevados requisitos de competências: A qualidade dos produtos moldados é limitada por uma variedade de factores, pelo que os requisitos técnicos são mais elevados e mais difíceis de dominar.
Os operadores de máquinas de moldagem por injeção precisam ter alto domínio operacional, o que geralmente exige de 5-10 anos de experiência.
Para o pessoal responsável pela conceção e produção de moldes, a experiência técnica é mais elevada e, em geral, são necessários 5 a 10 anos de experiência.
(4) Prazo de pré-produção mais longo: o equipamento central da moldação é o molde, mas o projeto, as diferentes técnicas de fabrico e os ensaios demoram muito, atrasando a entrada em produção.
Dependendo do tamanho e da estrutura da ideia de produto, são normalmente necessários 25-40 dias para fazer o molde de injeção.
Depois que o molde está pronto, são necessárias várias iterações para ajustar os parâmetros das máquinas de moldagem por injeção durante a etapa de fabricação de amostras, a fim de alcançar os parâmetros mais adequados para uma produção rápida por moldagem por injeção, o que também leva algum tempo.
(5) Devido à limitação das condições de arrefecimento, é mais difícil moldar peças de plástico de paredes espessas com grandes variações.
(6) Desvantagens da moldagem por injeção. Custos iniciais elevados — a principal desvantagem da moldagem por injeção de plástico é o custo muito alto do ferramental, da injetora e de seus equipamentos auxiliares. Prazo — da concepção do produto à peça final, podem ser necessários meses de projeto, análises, testes e fabricação do ferramental.
Considerações sobre a moldagem por injeção
Antes de tentar produzir peças por moldagem por injeção, considere as dicas a seguir:
(1) Considerações financeiras Custos iniciais: A preparação para fabricar produtos moldados por injeção exige um investimento inicial significativo. É melhor conhecer esse ponto essencial com antecedência.
(2) Quantidade de produção Determine o número de peças a serem produzidas; a moldagem por injeção é a técnica de fabricação com melhor relação custo-benefício.
Determine o número de peças que pretende ganhar com o seu investimento (considere os custos de conceção, teste, produção, montagem, marketing e distribuição, bem como o preço de venda previsto).
(3) Considerações de projeto Projeto da peça: Simplificar a geometria do produto e minimizar o número de peças logo no início trará benefícios.
Conceção das ferramentas: Considere antecipadamente os defeitos que podem ocorrer durante a produção ao projetar o molde. Considere as localizações das portas e efectue simulações utilizando software de fluxo do molde, como o Solidworks Plastics.
(4) Considerações de produção Tempo de ciclo: Reduza o tempo de ciclo tanto quanto possível. Use ferramentas tecnicamente avançadas. Pequenas mudanças podem fazer uma grande diferença, e eliminar alguns segundos do ciclo pode gerar economias significativas na produção de milhões de peças.
(5) Montagem Projete as peças de modo a minimizar a montagem. O principal motivo é que o custo de montar peças simples no processo de moldagem por injeção ainda é relativamente alto. Se você otimizar a montagem nos processos de fabricação, economizará muito em custos de mão de obra.
Factores que afectam a qualidade da moldagem por injeção
(1) Pressão de injeção: a pressão de injeção é necessária para compensar a resistência do fluxo do material fundido; em outras palavras, a pressão da máquina de injeção deve vencer essa resistência para garantir um enchimento uniforme.
(2) Tempo de injeção: um tempo de injeção adequado favorece o enchimento ideal com o material fundido e é muito importante para melhorar a qualidade superficial do produto e reduzir as tolerâncias dimensionais.
(3) Temperatura de injeção: deve ser controlada dentro da faixa adequada. Se for muito baixa, o material fundido não se plastifica bem, prejudicando a qualidade das peças moldadas e dificultando o processamento; se for muito alta, a matéria-prima pode se decompor facilmente.
Resumo
Se você precisa realizar um projeto de produção de peças plásticas por injeção em grande volume, considere a moldagem por injeção como processo. Temos algumas recomendações importantes para você avaliar.
(1) Antes de fabricar o molde plástico, você precisa de um designer de produto experiente e de um engenheiro de projeto de moldes de injeção para otimizar a aparência e a estrutura do produto, evitando o custo de alterar posteriormente o molde devido a um projeto inadequado.
(2)Antes da fabricação formal do molde de injeção, recomenda-se passar pela prototipagem CNC ou pela impressão 3D de protótipos para testes de montagem e funcionais.
(3) Procure uma empresa que conte com designers de produto, engenheiros de projeto de moldes de injeção, engenheiros de produção de moldes, engenheiros de regulagem de máquinas de moldagem por injeção, engenheiros de inspeção da qualidade e vários vendedores fluentes em inglês, para garantir que o projeto avance sem problemas nos aspectos técnicos, de qualidade e de comunicação.
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