Moldes de Injeção

Os moldes de injeção são, atualmente, as ferramentas mais usadas no processamento de polímeros.

Os primeiros moldes foram concebidos, ainda no século XIX, quando os irmãos Hyatt, nos Estados Unidos, patentearam a primeira máquina de injeção para um material celulósico.

Um molde de injeção pode ser entendido como um conjunto de sistemas funcionais, que permitem que o espaço em que a peça vai ser moldada, definido pela cavidade, seja preenchido com o plástico fundido em condições controladas pelos outros sistemas, que garantem a qualidade dimensional e estrutural das peças produzidas.

Estes sistemas funcionais são:

A estrutura que assegura a rigidez do molde;

O guiamento que mantém o perfeito alinhamento da cavidade com o macho;

A alimentação (bucha, canais de alimentação e pontos de injeção), que permite o percurso do fundido, desde o bico da injetora até à cavidade;

O controle de temperatura que assegura que nas superfícies moldantes a temperatura seja tão uniforme quanto possível e que o resfriamento se faça de forma rápida e eficiente;

A extração que faz com que as peças sejam retiradas do molde.

Além destes sistemas, os moldes de injeção mais elaborados, podem ser dotados de sistemas especiais que assegurem os movimentos, a monitoração de temperatura e pressão, a extração controlada com robôs ou o controle independente da temperatura no sistema de alimentação (moldes de canais quentes).

Por sua vez o molde é o sistema funcional da injetora diretamente associado a um produto.

Dependendo das peças a produzir, podem ser mais ou menos complicados. Os moldes utilizados podem ser agrupados em três tipos principais:

- Moldes convencionais ou de duas placas;

- Moldes de três placas;

- Moldes de canais quentes.

Os moldes dos dois últimos tipos são muito usados na produção de peças para embalagens, por permitirem obter uma peça já separada do sistema de alimentação.

Nos moldes convencionais e nos de três placas é necessário fazer-se a reciclagem do material do sistema de alimentação, mas, nos de canais quentes, tal operação é desnecessária devido ao sistema de alimentação permanecer sempre dentro do molde.

No sistema de alimentação são importantes: o tipo e a localização dos pontos de injeção, que são as entradas do material fundido na cavidade; o aspecto final das peças e a própria maneira como se faz a extração desta zona do sistema de alimentação.

Em peças de grandes dimensões, como caixas ou tabuleiros, é freqüente fazer-se a injeção direta, fazendo da bucha a ligação do bico da injetora à cavidade. Também nas peças de grandes dimensões é frequente o preenchimento da cavidade através de vários pontos de injeção.

Os canais de alimentação devem ter preferencialmente seção circular, com diâmetro da ordem de 9 mm para os canais principais e, 6 e 7,5 mm para os secundários.

O resfriamento é assegurado, normalmente por água circulante em canais (linhas de água) distribuídos regularmente no macho e na cavidade e acompanhando, tanto quanto possível, a sua forma. Para o caso de materiais de engenharia, moldados a temperaturas mais elevadas, como o policarbonato, o fluido de resfriamento, funcionando acima de 100º C, é um óleo. Para que o controle de temperatura do molde seja eficiente este fluido deve ser mantido a uma temperatura constante, usando-se, para o efeito termo-reguladores (para as temperaturas acima de 40 – 50º C) ou refrigeradores para temperaturas abaixo da ambiente.

Durante a injeção, o ar existente dentro da cavidade é deslocado pelo material plastificado. Se este ar não sair da cavidade durante a injeção, a sua compressão provocará a necessidade de maior pressão de injeção, tempo de injeção mais longo e, mesmo, carbonização do polímero por excessivo aquecimento. Por isso, os moldes deverão dispor de canais na superfície de partição para o escape do ar, geralmente colocados nas últimas zonas a serem preenchidas.

Hoje, os moldes de injeção de termoplásticos são construídos em variados tipos de materiais desde os aços de alta liga usados em moldes para séries muito longas e mais exigentes, até aços ao carbono para peças menos críticas e séries muito curtas. Além disso, para séries protótipo ou para séries muito curtas são usadas ligas de alumínio ou, mais recentemente, materiais não metálicos nas zonas moldantes, dando origem ao que se designa por moldes híbridos (isto é, com materiais metálicos e não metálicos). Também se começam a utilizar moldes em que os machos e cavidades são obtidos, quase diretamente, por recurso a técnicas de prototipagem rápida que fazem a sinterização de partículas metálicas.

Etapas da Fabricação de um Molde

Você sabe como é produzido um molde? São centenas ou, dependendo do produto, milhares de horas empenhadas. Na GTF, temos 12 etapas macro, que são executadas por um time muito comprometido e experiente.

Orçamento: É a etapa inicial, onde elaboramos uma proposta técnica e comercial do molde, considerando-se todos os requisitos e informações disponibilizadas pelo cliente.

Análise de Factibilidade do Produto (DFM): Nesta etapa são verificados e validados todos os aspectos do produto referentes a sua “fabricabilidade”, ou seja, adequar o desenho do produto às possibilidades de fabricação do molde. Sempre prezamos por adequar as necessidades do produto a ser injetado, com a produtividade e facilidade de manutenção do molde a ser fabricado.

Projeto e aprovação: Fase em que é desenvolvido o projeto do molde a ser fabricado. Utilizando-se as informações das etapas anteriores, requisitos e normas aplicáveis, são desenhados e modelados todos os componentes do molde. Ainda nesta etapa é feita a simulação do processo de injeção através de um software CAE, analisando-se os requisitos dimensionais do produto e de seu ciclo de injeção. Durante este processo, são realizadas reuniões de validação junto ao cliente e com nossa equipe industrial, com o objetivo de atendermos a todas as expectativas e necessidades.

Planejamento da Produção: Com a lista de componentes gerada pelo projeto, são planejadas todas as etapas de fabricação e compra dos materiais. É nesta fase que são alocados os processos de fabricação necessários dentro da nossa capacidade fabril, sempre observando-se o prazo final acordado no cronograma de desenvolvimento.

Aquisição da matéria-prima: São adquiridos os materiais de acordo com a lista do projeto (BOM) e com as datas definidas na etapa anterior. Observando-se os requisitos específicos definidos pela nossa engenharia.

Usinagem: Neste processo, a matéria-prima bruta (aço, bronze, alumínio, etc.) é transformada nos componentes específicos do molde. São utilizadas máquinas de última geração com diferentes tecnologias. Toda a programação operacional das máquinas é realizada através de software CAM, definindo-se as estratégias mais produtivas para cada situação.

Inspeção: Todos os materiais recebidos e componentes fabricados nas etapas anteriores, são verificados e validados de acordo com as especificações.

Montagem e ajuste: São montados e ajustados todos os componentes do molde, de acordo com o projeto, respeitando-se as tolerâncias necessárias para a sua operação. Utilizamos a nossa prensa de ajustes para verificar o ajuste final e testar o molde.

Polimento: A superfície de contato com o produto (área moldante) é polida manualmente, com o objetivo de adequá-la a necessidade de aparência da peça.

Try-out: É a etapa de testes do molde. Utilizando-se de uma injetora similar à que será utilizada na fase operacional do molde, é produzido o primeiro lote de peças plásticas, validando-se o seu funcionamento e o produto injetado.

Texturização: A aplicação ou não desta etapa, depende da necessidade de acabamento superficial do produto injetado. Através de um processo químico ou físico (laser), é realizada a transformação da superfície moldante do molde para que ela apresente o padrão requisitado pelo produto plástico.

Home Try-out: É o processo de operação do molde, na injetora do cliente, ou seja, dentro de suas dependências, validando-se o processo de injeção e o produto plástico produzido nas condições para o qual ele foi projetado.

Entrega do projeto: Após as aprovações nos testes, o molde é padronizado de acordo com os acessórios requisitados pelo cliente e é realizada a inspeção final de entrega, através de um checklist final.

Parece simples, mas é complexo e envolve uma quantidade enorme de informações. Por isso, temos uma equipe altamente especializada e dedicada, com processos bem definidos e controlados