Ferramenta de moldagem por injeção é um dos aspectos mais significativos da fabricação atual de uma ampla gama de peças plásticas. Além disso, ele tem várias aplicações no mercado. Esses produtos podem variar de peças de automóveis a utensílios domésticos e assim por diante. Este artigo o ajudará a fornecer uma análise mais detalhada das ferramentas de moldagem por injeção. Vamos nos concentrar em diferentes categorias, nas que estão atualmente no mercado e nos principais fabricantes.

O que são ferramentas de moldagem por injeção?

Ferramentas de moldagem por injeção pode ser definido como o equipamento e as ferramentas usados no processo de moldagem por injeção. Assim, ele pode ajudar a moldar o plástico fundido em peças acabadas. Além disso, esse processo é muito importante na produção em massa de itens plásticos complexos e oferece alta precisão e eficiência. Isso pode incluir a moldagem do plástico usando uma variedade de projetos de componentes. Além disso, a configuração da ferramenta de moldagem por injeção consiste em uma base de molde, seu núcleo, canais de resfriamento e uma placa de cavidade. Portanto, toda essa configuração garante que o plástico fundido seja moldado com precisão, resfriado e ejetado do molde.

Como são feitas as ferramentas de moldagem por injeção? Um processo completo

Aqui está um processo adequado e detalhado de como as ferramentas de moldagem por injeção são formadas.

1. Fase de projeto

●       Projeto conceitual: Tudo começa com os engenheiros e projetistas fazendo o projeto conceitual do molde de acordo com a especificação do produto. Essas especificações podem ser a geometria da peça, o meio de fluxo ou o meio de resfriamento.

●       Modelagem CAD: Em seguida, o A ferramenta CAD é empregada para criar um modelo 3D preciso do molde a ser produzido. Os principais componentes incluem o layout dos componentes, o esboço, a vedação e o sistema de resfriamento.

●       Revisão do projeto: Depois de concluído e revisado, ele é novamente verificado para garantir que atenda aos requisitos funcionais e de fabricação. Portanto, isso pode consistir em uma previsão de como o metal flui dentro de um molde, como o molde esfria ou onde e como as peças são ejetadas.

2. Prototipagem

Aqui, o molde do protótipo geralmente é feito com um material mais barato, o alumínio. Esse molde protótipo é geralmente usado para testar o projeto e confirmar a funcionalidade do molde. Portanto, essa etapa geralmente ajuda a identificar possíveis problemas e a fazer ajustes antes da produção final.

 3. Fabricação de ferramentas

●       Seleção de materiais: Depois de finalizar o projeto e suas especificações, a próxima etapa é selecionar o material de ferramental adequado. Assim, os materiais comuns podem incluir aço para ferramentas (como P20, H13), aço inoxidável ou alumínio. Sua seleção depende de fatores como volume de produção, complexidade da peça e considerações de custo.

●       Usinagem: Os processos de usinagem CNC são então usados para cortar e moldar os componentes moldados a partir do material selecionado. Esses processos geralmente são de fresagem, perfuração e retificação de precisão. Assim, eles podem atingir as dimensões e os acabamentos de superfície necessários.

●       Tratamento térmico: Depois disso, Alguns materiais de ferramental passam por processos de tratamento térmico, ou seja, têmpera e revenimento. Eles ajudam a otimizar suas propriedades mecânicas, como dureza e resistência.

4. Montagem

●       Base do molde: Logo após a fabricação, a base do molde, a cavidade e outros componentes são montados. Portanto, isso inclui principalmente a montagem de insertos, corrediças e quaisquer mecanismos necessários para realizar os processos de ejeção e resfriamento das peças.

●       Ajuste e alinhamento:  Aqui, os componentes são cuidadosamente ajustados e alinhados. Assim, eles podem ajudar a realizar operações precisas durante a moldagem por injeção.

5. Tratamento de superfície

Aqui, as superfícies críticas do molde, ou seja, a cavidade e o núcleo, passam por processos de acabamento de superfície. Assim, elas podem obter a suavidade e a textura necessárias. Portanto, isso pode incluir processos de polimento, EDM (Electrical Discharge Machining, usinagem por descarga elétrica) ou texturização. Todos eles ajudam a conferir características específicas de superfície às peças moldadas.

6. Testes e validação

●       Testes de funcionamento: Uma vez que o molde esteja completamente preparado, ele passa por testes de funcionamento. Esses testes são feitos usando a máquina de moldagem por injeção e o material de destino em condições de produção. Portanto, essa fase comprova a funcionalidade do molde, a qualidade da peça e o desempenho.

●       Ajustes: Se houver algum problema com o molde ou a superfície, será necessário Podem ser feitos ajustes nos sistemas de resfriamento, de passagem ou de ejeção. Assim, eles podem ajudar a otimizar a qualidade das peças e os tempos de ciclo.

Tipos de ferramentas de moldagem por injeção

Vamos dar uma olhada nos diferentes tipos de ferramentas de moldagem por injeção disponíveis.

1. Moldes de cavidade única

Os moldes de cavidade única podem formar uma peça de cada vez em uma única injeção. Esses moldes são usados quando há uma produção de curto prazo ou quando há necessidade de produzir peças de prototipagem. Devido à sua estrutura básica, os moldes de cavidade única são comparativamente mais baratos e fáceis de construir do que os moldes de múltiplas cavidades. Ainda assim, eles trabalham lentamente porque criam a peça apenas uma vez, em um único ciclo. Normalmente, são usados quando há necessidade de tolerâncias rígidas ou quando a peça pode ter uma designação difícil de ser criada em um molde de múltiplas cavidades.

2. Moldes de múltiplas cavidades

Os moldes com múltiplas cavidades têm várias cavidades no mesmo molde que fornecem várias peças idênticas em cada ciclo de injeção. Portanto, isso ajuda a aumentar a eficiência da produção e também torna os moldes com múltiplas cavidades adequados para a fabricação de grandes volumes. Além disso, esses moldes são mais complexos e caros de fabricar e projetar em comparação com os moldes de cavidade única. Entretanto, eles ajudam a aumentar a produção e a reduzir os custos por peça. Portanto, podem justificar o investimento inicial quando se trata de cenários de produção em massa.

3. Moldes familiares

Os moldes familiares criam várias cavidades que produzem uma variedade de peças ao mesmo tempo em um ciclo. Isso significa que cada cavidade do molde forma uma peça, o que pode ser ideal para ambientes de montagem em que muitas peças são necessárias de uma só vez. Os moldes familiares são frequentemente usados para moldar peças pertencentes a um grupo específico. Isso porque eles permitem a moldagem simultânea de membros desse grupo, o que reduz o tempo. No entanto, eles devem ser muito bem projetados em termos de tempo de enchimento e resfriamento para todas as cavidades do molde. Essa condição pode torná-los mais difíceis de produzir e manter do que os moldes de cavidade única ou múltipla.

4. Moldes de dois disparos

Os moldes de dois disparos, ou moldes multimateriais ou multicoloridos, permitem que dois materiais ou cores diferentes sejam moldados em um ciclo. Essa técnica é melhor para muitos casos, como engrenagens que exigem a incorporação de várias cores ou materiais. Assim, é possível criar peças com alças ou áreas multicoloridas. O processo envolve dois ciclos de injeção separados: o primeiro material é injetado e, em seguida, é parcialmente resfriado. Em segundo lugar, o material é injetado sobre ou ao redor do primeiro material. A função e a aparência das peças podem ser aprimoradas com o método de moldagem de dois disparos. Entretanto, esse processo exige equipamentos exclusivos e projetos precisos dos moldes.

5. Moldes de câmara quente

Esses moldes usam um sistema de aquecimento para manter o plástico em um estado fundido à medida que ele flui pelo sistema de canais até as cavidades do molde. Essa abordagem de cópia como fundido diminui a magnitude da sucata de plástico, pois não há mais canais a serem desprendidos e reciclados. Os sistemas de canal quente podem reduzir os tempos de ciclo e melhorar a qualidade da peça, pois ajudam a manter a continuidade do plástico fundido, melhorando, assim, as garantias de acabamento superficial ruim. Os sistemas de canal frio são mais fáceis de projetar do que os moldes de canal quente, mas o último é relativamente caro tanto no projeto quanto na fabricação e na manutenção.

6. Moldes de câmara fria

Os moldes de canal frio têm canais pelos quais o plástico derretido flui antes de entrar nas cavidades. Os sistemas de canal frio, por outro lado, fazem com que os blocos do canal se solidifiquem com a peça e precisem ser removidos e frequentemente reciclados ou dispensados. Esses moldes geralmente são mais fáceis e mais baratos do que os moldes de canal quente. Portanto, são adequados para uso em larga escala. Assim, eles produzem mais sucata e o tempo de ciclo pode ser mais longo devido à necessidade de refusão e manuseio dos canais solidificados.

Diferentes parâmetros e valores-chave associados a ferramentas de moldagem por injeção

Aqui estão alguns parâmetros e valores importantes que geralmente estão associados a ferramentas de moldagem por injeção.

Quais são as vantagens do ferramental de molde de injeção?

●       Alta eficiência: Entretanto, pode-se observar que, uma vez que os moldes tenham sido projetados e construídos, o processo real de injeção do material no molde é altamente eficiente, resultando na criação de muitas peças em um curto espaço de tempo.

●       Consistência e precisão: A moldagem por injeção também resulta em uma liberação precisa e uniforme do molde, proporcionando tolerâncias semelhantes para a grande tiragem da mesma peça.

●       Geometrias complexas: O processo permite que os projetistas criem designs multifacetados e elaborados nas peças. Algo que não seria possível com outras técnicas.

●       Moldes, Variedade: Os polímeros termoplásticos e termofixos, bem como os elastômeros, são preferidos como a maioria dos materiais. Porque eles apresentam flexibilidade em sua seleção.

●       Baixo desperdício: Atualmente, a moldagem por injeção é ecologicamente correta, principalmente devido aos sistemas de câmara quente. Além disso, ela não permite o desperdício de material.

●       Resistência e durabilidade: Ele permite a incorporação de cargas no material injetado para melhorar a força e a resistência das peças.

●       Automação: A moldagem por injeção pode envolver um alto nível de automação; isso tende a ter um impacto na redução das despesas com mão de obra, bem como no aumento da produtividade.

Quais são as desvantagens do ferramental de molde de injeção?

Aqui estão algumas desvantagens e limitações do ferramental de molde de injeção.

●       Alto custo inicial de ferramental: A criação e o desenvolvimento de moldes envolvem muitos custos, uma vez que os projetos podem ser complexos, o que geralmente leva a custos muito altos.

●       Longos prazos de entrega: Do projeto à produção, pode levar muito tempo; na verdade, isso consome muito tempo quando se trata de projetos com cronogramas apertados.

●       Limitações do projeto: A troca de moldes é cara e, às vezes, exige a obtenção de novos moldes. 

●       Máquina; ela tem restrições: Não é possível usar todos os materiais quando se trata de moldagem por injeção, o que restringe o tipo de material a ser usado.

●       Limitações de tamanho da peça: A produção é limitada pelo tamanho do molde e da máquina; é difícil para peças grandes.

●       Manutenção do complexo: Por outro lado, os moldes precisam de manutenção periódica para garantir a produtividade e a durabilidade.

●       Desafios do controle de qualidade: Sua manutenção pode ser desafiadora, especialmente com as muitas execuções de produção nos mercados mundiais atuais. 

●       Impacto ambiental: Como um processo de fabricação, a moldagem por injeção pode produzir plásticos e, portanto, criar resíduos plásticos, exigindo medidas de descarte de resíduos. 

Conclusão

Em conclusão, as ferramentas de moldagem por injeção têm um lugar muito importante na fabricação moderna. Elas proporcionam versatilidade e eficiência na produção de peças plásticas. Portanto, é muito importante entender os diferentes tipos de ferramentas e os fatores para escolher o fabricante certo. Além disso, a qualidade e a precisão, o suporte ao cliente, o custo e o tempo de resposta também são considerações muito importantes ao selecionar um fabricante. Além disso, esse campo de moldagem por injeção está evoluindo continuamente e alcançando desempenho e sustentabilidade ideais nas operações de fabricação.

Perguntas frequentes

Q1. Quanto tempo leva para fabricar ferramentas de moldagem por injeção?

O lead time é o tempo necessário para fabricar o produto. Portanto, isso pode levar de algumas semanas a vários meses, dependendo da complexidade do projeto. Além disso, ele pode mudar com o tempo.

Q2. Que fatores devem ser considerados ao escolher um fabricante de ferramentas?

Esse fator pode ser a experiência, a qualidade, o atendimento ao cliente, o preço, o tempo e a capacidade de processar determinados materiais. Além disso, peças complexas também devem ser levadas em consideração.

Q3. Quais são os problemas comuns em ferramentas de moldagem por injeção?

Esses problemas incluem defeitos nas peças, ou seja, marcas de empenamento ou de afundamento, variações de qualidade e a exigência da localização de um controle rigoroso dos fatores de injeção.