INJEÇÃO E EXTRUSÃO DE POLÍMEROS

ARTHUR CARVALHO

DOUGLAS MARTINS BRITO

JANDER ZANON

JÉSSYCA FERNANDA S. QUEIROZ

MURILLO HUMBERTO

Diferença entre Máquinas: Injetora e Extrusora

Na injetora, o resfriamento ocorre dentro do molde, sendo que o avanço da rosca comprime o material fundido, o que em alguns casos, pode gerar rebarbas.

A extrusora gera produtos contínuos, pois a rosca gira e envia material constantemente para a matriz. A peça é resfriada em uma banheira com água.

Processo de Injeção de Polímeros

É um processo de transformação de plásticos similar à fundição sob pressão de metais.

O plástico, na forma de grânulos ou pó, é plastificado num equipamento similar a uma extrusora.

Após a plastificação do polímero, o parafuso atua como um êmbolo, injetando-o de uma vez só num molde.

Processo de Injeção de Polímeros

Utilizar este processo onde uma grande quantidade de peças é solicitada, a repetitividade é alta.

A aparência, a força, a resistência, o tamanho, a forma e o custo da peça dependem da qualidade do molde.

Procura-se aquecer a matriz (molde), para uma melhor fluidez e equilíbrio térmico, deixando-a na faixa de trabalho de 215 a 300º .

Para um melhor preenchimento da matriz e um aumento na qualidade do acabamento superficial da peça, utilizam-se lubrificantes para reduzir os atritos envolvidos no processo produtivo.

Componentes da Injetora

Processo de Injeção de Polímeros

Peças plásticas produzidas por processo de Injeção

Moldagem de Plásticos por Injeção

Os materiais plásticos são naturais ou artificiais, de origem orgânica podem ser moldados quando submetidos a determinadas condições.

O componente básico é a resina, classificada em termoplástica e termorrígida.

Moldagem de Plásticos por Injeção

Moldagem das Resinas:

Termorrígidas: os componentes são misturados no molde ou na máquina e o endurecimento ocorre por meio de reações químicas, chamadas de reações de cura.

Termoplásticas: a resina é plastificada (amolecida) no interior do cilindro pela rosca e injetada neste estado no molde. No interior do molde, ela é solidificada por meio de resfriamento e, portanto, não ocorrem reações químicas.

Moldagem de Plásticos por Injeção

Princípios básicos do Molde: O Material líquido entra em contato com a cavidade no formato da peça

desejada, para que quando solidificado fique idêntico a matriz.

Resfriamento do Molde

Depois que ocorre o processo de injeção do plástico nas cavidades do molde é necessário um pequeno tempo de resfriamento, afim de completar a solidificação. Esse processo de resfriamento do produto também pode ser auxiliado por um fluxo interno ao molde laminar ou turbulento de água. Após o processo de resfriamento é hora de extrair o produto da cavidade do molde, para isso é usado outro sistema mecânico, esse sistema é denominado “Sistema de Extração”.

Ciclo de Moldagem por Injeção

O ciclo de operação, durante a moldagem por injeção é composto por 7 etapas:

1. Fechamento do molde;

2. Avanço da unidade de injeção (ou encoste);

3. Injeção, período em que a unidade de injeção permanece na posição avançada durante um tempo determinado em função da natureza do material, do tamanho e da forma do produto a ser moldado;

4. Recalque, onde é feita a compactação do material plástico para compensação da contração do mesmo no interior da cavidade do molde;

5. Recuo do canhão;

6. Dosagem do material a ser injetado;

7. Abertura do molde e extração da peça, após o produto moldado ter resfriado.

Ciclo de Moldagem por Injeção

Representação do Ciclo:

Tipos de Máquinas de Injeção

Dois tipos de Injetoras: Pistão e Parafusos.

Injetora a Pistão Simples – Usa o pistão para força o material contra um difusor, ou torpedo. O calor é suprimido por resistências elétricas.

Injetora de Pistão Duplo – Usa um pistão de um estágio para plastificar a resina e força-la a um segundo cilindro. O segundo injeta o material na cavidade do molde.

Injetora de Parafuso – Usa uma rosca fixa para plastificar a resina e forçá-la a um cilindro que injeta o material na cavidade do molde

Exemplo de uma Máquina Injetora

A - Base; Estrutura

B - Conjunto Injetor

C - Placa Estacionária ou Fixa

D - Placa Móvel

E - Conjunto de Fechamento

F - Circuito Hidráulico

Processo de Injeção

Vantagens

• Peças podem ser produzidas com altas taxas de produtividade;

• Produção de peças com grandes volumes;

• Custo de mão de obra relativamente baixo;

• Peças requerem pouco ou nenhum acabamento;

• As peças podem ser moldadas com insertos metálicos.

Processo de Injeção

Desvantagens

• Competição acirrada oferece baixa margem de lucro;

• Moldes possuem preço elevado em comparação a outros processos;

• Falta de conhecimento nos fundamentos do processo causa problemas.

Processo de Extrusão de Polímeros

Processo utilizado para geração e uso de matérias primas e sua transformação contínua em produto. É utilizado para polímeros termorrígidos e termoplásticos.

Componentes da Extrusora

Funil de Alimentação: Adição do polímero, aditivos e cargas;

Rosca ou Parafuso: Impulsiona o polímero – etapa mais importante do processo;

Canhão Cilíndrico;

Resistências elétricas: Termo –elementos para aquecimento diferenciado das zonas;

Tela: Filtragem do fundido para remoção de resíduos sólidos e memória do polímero;

Matriz: Moldagem do polímero ou definição da sua forma sólida;

Resfriamento: Solidificação do Polímero;

Corte: Definição do Comprimento da Peça.

Componentes da Extrusora

Um mecanismo em forma de rosca empurra o termoplástico aquecido e

aditivos, através de uma abertura da matriz para produzir sacos plásticos, etc.

Uma extrusora industrial pode ter de 18 a 21 m de comprimento.

Tipos de Máquinas de Extrusão

Extrusão de filmes tubulares: Este método é usado quando se deseja a fabricação de filmes plásticos para criar sacolas de compras e objetos semelhantes a isso. É geralmente semelhante a uma extrusão normal, com exceção do molde;

Extrusão de chapas ou filmes: Este método  é chamado de termoformação, em que uma folha é exposta ao calor, até que se transforme em plástico macio, para que possa ser moldado em qualquer forma. Mas, se o vácuo for utilizado, o método é chamado de formação de vácuo;

Extrusão de tubulação: Neste processo, as extrusoras de plástico são utilizadas para criar tubos como tubagens médicas e canudos. É possível utilizar um ou vários moldes, dependendo do número de furos necessários.

Processo de Extrusão

Vantagens

• Baixo Custo: A moldagem por extrusão tem um custo relativamente menor em comparação aos outros processos de moldagem. Utiliza-se sobras de materiais normalmente descartados, como resíduos de outros processos. Isso diminui a matéria prima e os custos de eliminação;

• Flexibilidade: Permite a fabricação de produtos que combinem atributos de plástico, como superfícies duras e macias;

• Alterações pós-extrusão: O plástico permanece quente quando sai da extrusora, o que permite ser manipulado depois do processo.

Processo de Extrusão

Desvantagens

• Variação de Tamanho: Quando sai do extrusor, o plástico quente frequentemente se expande, sendo que prever o grau desta expansão é incerto;

• Limitações do Produto: A natureza do processo de moldagem por extrusão limita os tipos de produtos eu podem ser fabricados.