A moldagem por inserção é uma tecnologia pertinente na produção atual. Ela é usada para fixar metal ou outros elementos ao plástico. O processo oferece um componente unificado, resistente e forte. Como alternativa à técnica passo a passo de ter de montar as peças depois de moldá-las, a técnica de moldagem por inserção as funde. Isso economizará mão de obra e tempo, além de melhorar a qualidade do produto.

A China é um gigante no setor de moldagem por inserção. Ela oferece uma produção econômica. Fábricas de alto nível e mão de obra qualificada foram estabelecidas no país. A China é um produtor de materiais para todos os fins. Ela lidera a produção global.

Este artigo discutirá a moldagem por inserção, seu processo, tipos de inserção, materiais, projeto, diretrizes disponíveis, seu uso, vantagens e comparação com os processos de moldagem na produção contemporânea.

O que é Insert Molding?

A moldagem por inserção é um processo de moldagem de plástico. Uma peça que foi montada, geralmente uma peça de metal, é colocada em um molde. A próxima etapa é a injeção de plástico derretido ao redor dela. Quando o plástico fica duro, o inserto de plástico se torna um componente do produto final. A técnica é usada nos setores eletrônico e automotivo e também no setor de equipamentos médicos.

A grande vantagem da moldagem por inserção é a resistência e a estabilidade. As peças plásticas com inserção de metal são mais fortes em termos de resistência mecânica. Elas também podem ser rosqueadas e sofrer menos desgaste com o passar do tempo. Isso é especialmente essencial nas peças que devem ser parafusadas ou fixadas várias vezes.

Tipos de insertos

Os insertos usados na moldagem por inserção têm diferentes variedades, que são usadas de acordo com a finalidade.

Insertos de metal

Os insertos de metal são os mais comuns. Eles são de aço, latão ou alumínio. São usados em orifícios rosqueados para obter resistência estrutural ou mecânica.

Inserções eletrônicas

Os componentes eletrônicos que podem ser moldados para aparecer na forma de plástico são sensores, conectores ou pequenos circuitos. Isso garante sua segurança e a redução dos processos de montagem.

Outros materiais

Algumas das pastilhas são feitas de cerâmica ou compósitos para serem utilizadas para fins especiais. Elas são usadas em casos em que a resistência ao calor ou o isolamento são necessários.

Escolhendo o inserto correto

A decisão dependerá da função da peça e do tipo de plástico. Os principais são a compatibilidade, a resistência e a durabilidade.

O processo de moldagem por inserção

A moldagem em uma única etapa envolve a incorporação de um metal ou outro elemento com uma ferramenta de plástico. O inserto é inserido no produto final. Esse é um processo mais forte e mais rápido em comparação com a montagem de peças que se segue.

Preparando o inserto

O inserto é enxaguado para extrair toda a sujeira, graxa ou ferrugem. Ocasionalmente, ele também é revestido ou reforçado para que fique colado ao plástico. Ele não será destruído pelo plástico quente quando for pré-aquecido a 65-100 °C.

Colocação do inserto

O inserto é colocado com muito cuidado no molde. Os robôs podem inseri-lo em grandes fábricas. Pinos ou grampos o seguram com firmeza. O posicionamento do direito impedirá o movimento quando a moldagem estiver ocorrendo.

Injeção de plástico

Isso é feito injetando-se o plástico derretido para envolver o inserto. Sua faixa de temperatura está entre 180 e 343°C. A pressão é de 50 a 150 MPa. Para ser forte, a pressão de retenção deve ser de 5 a 60 segundos.

Resfriamento

Trata-se de uma solidificação do plástico. Os componentes menores levam de 10 a 15 segundos, e os maiores levam 60 segundos ou mais. Os canais de resfriamento evitam o aquecimento.

Ejetando a peça

O molde e os pinos ejetores forçam a peça para fora. Em seguida, podem ser feitos pequenos acabamentos ou cortes.

Pontos importantes

A expansão do metal e do plástico não é a mesma. O pré-aquecimento e a temperatura constante e controlada do molde diminuem o estresse. Isso é feito com o uso de sensores em máquinas modernas para obter uniformidade nos resultados em termos de pressão e temperatura.

Principais parâmetros:

Tipos de injeções comuns a serem moldadas 

Existem vários tipos de insertos aplicados na moldagem por injeção, e eles dependem do uso. Cada um dos tipos contribui para a resistência e o desempenho da peça final.

Insertos metálicos rosqueados

Os insertos rosqueados podem ser de aço, latão ou alumínio. Eles permitem a possibilidade de parafusar e aparafusar várias vezes sem que o plástico seja quebrado. Esse último é comum em automóveis, eletrodomésticos e eletrônicos.

Insertos Press-Fit

Os insertos press-fit são aqueles que são instalados em um componente moldado sem nenhum acessório adicional. Quando o plástico esfria, ele prende o inserto e o estabiliza muito bem e com força.

Insertos ajustados por calor

Em seguida, é realizado o processo de ajuste térmico dos insertos. Quando esfriar, o inserto quente se fundirá com o plástico ao redor até certo ponto, criando uma ligação muito forte. Eles são geralmente usados em termoplásticos, por exemplo, nylon.

Insertos ultrassônicos

Em uma vibração, são instalados insertos ultrassônicos. O plástico derrete na região ao redor do inserto e se torna duro para criar um ajuste firme. É um método preciso e rápido.

Escolhendo o inserto correto

A escolha da direita e da esquerda é feita de acordo com o tipo de plástico, o design da peça e a carga prevista. A escolha dos insertos de metal foi feita com base na resistência, e os insertos especiais, como os insertos de ajuste térmico e os insertos ultrassônicos, foram avaliados com base na precisão e na durabilidade.

Regras de design no setor de moldagem por injeção de insertos

O projeto das peças a serem inseridas por meio de moldagem deve ser planejado adequadamente. O projeto preciso garante que haja alta aderência, precisão e permanência.

Posicionamento da inserção

Os insertos serão inseridos em um local onde estarão em uma boa posição para serem apoiados pelo plástico. Eles não devem ficar muito próximos de paredes ou bordas finas, pois isso pode resultar em rachaduras ou deformações.

Espessura do plástico

Certifique-se sempre de que as paredes que circundam o inserto tenham a mesma espessura. Devido a uma mudança abrupta de espessura, pode haver resfriamento e encolhimento irregulares. Normalmente, o inserto terá uma espessura de 2 a 5 mm, o que é suficiente em termos de resistência e estabilidade.

Compatibilidade de materiais

Pegue o plástico e encha-o com materiais adesivos. Um exemplo é um náilon que pode ser usado com inserções de latão ou aço inoxidável. As misturas que se tornam excessivas com o calor devem ser evitadas.

Projeto do molde

Adicione ao molde uma boa posição de porta e arranjos de resfriamento. O plástico deve poder se movimentar livremente sobre o inserto e não deve reter ar. As temperaturas são estabilizadas por canais e impedidas de se deformar.

Tolerâncias

Tolerâncias corretas dos componentes do inserto do projeto. É necessário apenas um pequeno espaço de folga de 0,1 a 0,3 mm para que o inserto se encaixe perfeitamente, sem ficar solto ou duro.

Recursos de reforço

O inserto deve ser sustentado por nervuras, saliências ou reforços. Quando usadas, essas propriedades se tornam amplamente distribuídas, evitando, assim, rachaduras ou movimentação dos insertos.

Materiais de sobremolde inadequados para uso em um processo de moldagem por inserção

O processo ideal é a moldagem por inserção; no entanto, o plástico é prontamente derretido e flui facilmente durante todo o processo de moldagem. O plástico também deve ser fixado ao inserto para criar uma peça robusta. A preferência é dada aos termoplásticos porque eles possuem as características corretas de fusão e fluxo.

Estireno Acrilonitrila Butadieno Estireno

O ABS não é apenas dimensional, mas também é fácil de trabalhar. Ele é mais aplicável a produtos eletrônicos de consumo, entre outros produtos que exigem um alto nível de precisão e estabilidade.

Náilon (poliamida, PA)

O nylon é forte e flexível. Geralmente, é soldado a inserções de metal em um produto estrutural, por exemplo, suporte automotivo ou componente de construção.

Policarbonato (PC)

O policarbonato não só não apresenta rachaduras como também é resistente. Ele é aplicável principalmente no fornecimento de gabinetes eletrônicos e equipamentos médicos, além de outros equipamentos que exigem durabilidade.

Poliéter-éter-cetona (PEEK)

O PEEK tem uma vantagem competitiva sobre o calor e os produtos químicos. Ele se aplicaria aos campos de engenharia de alto desempenho, aeroespacial e médico.

Polipropileno (PP)

O polipropileno não é viscoso e tampouco reage a um grande número de produtos químicos. É usado em bens domésticos e de consumo e em peças automotivas.

Polietileno (PE)

O polietileno é barato e também elástico. Seu principal uso é na iluminação, por exemplo, em embalagens ou estojos de proteção.

Poliuretano termoplástico (TPU) e elastômero termoplástico (TPE)

O TPU e o TPE são semelhantes à borracha, macios e elásticos. Eles são perfeitos para a moldagem de punhos, vedações ou peças que exigem absorção de impacto.

Escolhendo o material certo

A escolha do material do molde é ditada pela funcionalidade da peça, pela tarefa do inserto e por seu funcionamento. Ele também deve ser um plástico de bom fluxo para unir o inserto, além de fornecer a resistência e a flexibilidade necessárias.

Geometria da peça e posicionamento do inserto:

 Esse recurso se aplica a todas as peças.

 Geometria da peça e posicionamento do inserto:

 É um recurso que pode ser aplicado a qualquer peça.

A retenção do inserto depende do formato da peça. O posicionamento do inserto deve ser tal que haja plástico adequado ao redor dele. O seguro não deve ficar muito próximo de bordas ou paredes estreitas, pois isso pode rachar ou dobrar.

A espessura do plástico que envolve o inserto deve ser uniforme. Uma mudança repentina na espessura pode resultar em resfriamento não uniforme ou contração. No caso do inserto, uma espessura normal de 2 a 5 mm de plástico é suficiente em termos de resistência e estabilidade.

Os recursos de design que podem ser usados para apoiar a inserção são nervuras, saliências e reforços. Como são usados, eles ajudam na dispersão do estresse e na inibição do movimento. Quando o inserto é instalado corretamente, tem-se a certeza de que a peça está no lugar e que funciona de forma eficaz.

Comparação técnica de termoplásticos para moldagem por inserção

As vantagens da moldagem de inserção

Peças resistentes e duráveis

Um processo de moldagem por inserção envolve a combinação de plástico e metal em uma única entidade. Isso torna os componentes resistentes, robustos e podem ser usados várias vezes.

Redução da montagem e da mão de obra

O inserto será inserido no plástico e não será necessária nenhuma montagem adicional. Isso economiza tempo e mão de obra e reduz a possibilidade de erros durante a montagem.

Precisão e confiabilidade

O inserto é firmemente fixado à moldagem. Isso garante que as dimensões sejam as mesmas e que a resistência mecânica seja aumentada para aumentar a confiabilidade das peças.

Flexibilidade de design

A fabricação de projetos complexos com o auxílio da moldagem por inserção seria difícil de produzir por meio da montagem convencional. É possível usar metal e plástico em uma nova combinação para atender aos requisitos funcionais.

Custo-efetividade

A moldagem por inserção também reduzirá o desperdício de materiais, bem como os custos de montagem em grandes volumes de produção. Ela melhora a eficácia e a qualidade geral dos produtos e, portanto, é econômica a longo prazo.

As aplicações do Insert Moulding

Setor automotivo

O setor automobilístico é uma aplicação típica de moldagem por inserção. Os componentes de plástico têm inserções de metal, que conferem resistência ao componente, como suportes, peças do motor e conectores. Isso diminuirá a montagem e aumentará a durabilidade.

Eletrônicos

Eletrônicos. O benefício da moldagem por inserção aqui é que é possível adicionar conectores, sensores e circuitos a um invólucro de plástico. Isso garantirá a segurança dos componentes frágeis e tornará o processo de montagem relativamente fácil.

Dispositivos médicos

A tecnologia de moldagem por inserção é altamente utilizada em aparelhos médicos que exigem um alto grau de precisão e longevidade. Isso é aplicado na produção de equipamentos cirúrgicos, equipamentos de diagnóstico e combinações duráveis de plástico e metal.

Produtos de consumo

Bens de consumo como ferramentas elétricas, eletrodomésticos e equipamentos esportivos são moldados principalmente com moldagem por inserção. Ela reforça e simplifica a montagem do processo, além de possibilitar projetos ergonômicos ou complexos.

Aplicações industriais, aeroespacial.

O moldagem por inserção também é usado em indústrias pesadas e no setor aeroespacial. Os plásticos de alto desempenho preenchidos com metal têm componentes leves e fortes que são resistentes ao calor e ao desgaste.

Materiais utilizados

A ação do modo de moldagem por inserção requer os materiais adequados para o plástico e a inserção. A escolha resultará em potência, estabilidade e rendimento.

Insertos de metal

O uso de insertos de metal normalmente é feito porque eles são ásperos e duráveis. São compostos principalmente de aço, latão e alumínio. Em peças com carga, o aço pode ser usado, o latão não pode ser corroído e o alumínio é leve.

Insertos plásticos

Os insertos de plástico são resistentes à corrosão e leves. São usados em aplicações de baixa carga ou em peças que não são condutoras. Os insertos de plástico também podem ser moldados em formatos complexos.

Os insertos de cerâmica e compósitos.

As pastilhas de cerâmica e compósitos são usadas para obter resistência ao calor, ao desgaste ou a produtos químicos. Eles são normalmente empregados nos campos aeroespacial, médico e industrial. As cerâmicas são resistentes a altas temperaturas, e os compostos também são rígidos, mas têm baixa expansão térmica.

Sobremoldes termoplásticos

O entorno do inserto é um termoplástico que geralmente é um plástico. As opções disponíveis incluem ABS, Nylon, Policarbonato, PEEK, Polipropileno, Polietileno, TPU e TPE. O ABS é moldável e estável, o nylon é flexível e forte e o policarbonato é um material resistente a impactos. O TPU e o TPE são materiais macios e emborrachados usados como vedações ou garras.

Compatibilidade de materiais

O plástico e o metal devem crescer em proporção um ao outro para eliminar a tensão ou a deformação. Os plásticos devem ser colados ao inserto para que não se separem. Nos insertos de plástico, o material do molde deve adquirir adesivo para garantir sua resistência.

Dicas de seleção de materiais

Considere a carga, a temperatura, os produtos químicos e a exposição do projeto da peça. Os insertos de metal são duráveis, os de plástico são leves e os de cerâmica podem suportar condições extremas. O material do molde deve ter a capacidade de atender a todos os requisitos funcionais. 

Análise de custos

O plástico inserido permitirá a economia do dinheiro que teria sido utilizado na fixação das peças individuais. A diminuição dos níveis de montagem significará uma redução no número de trabalhadores e uma velocidade de produção mais rápida.

Os custos iniciais de moldagem e ferramental são mais altos. Os moldes multiplex com um conjunto de inserções em uma determinada posição são mais caros. No entanto, o custo unitário é menor quando o nível de produção é grande.

A escolha do material também é um fator de custo. Os insertos de plástico são mais baratos do que os insertos de metal. O PEEK é um plástico de alto desempenho que é caro em comparação com os plásticos amplamente usados, incluindo ABS ou polipropileno.

De modo geral, o preço da moldagem por inserção será mínimo em um volume de produção médio a alto. Isso economizará tempo de montagem, melhorará a qualidade das peças e reduzirá o custo de produção a longo prazo.

Os problemas com a moldagem de insertos

Apesar da alta eficácia da moldagem por inserção, ela também tem seus problemas:

Expansão térmica: Teremos diferenças de taxa e, portanto, deformação em metal e plástico.

Movimento de inserção: Os insertos podem se mover, já no processo de injeção, a menos que estejam firmemente fixados.

Compatibilidade de materiais: Nem todos os plásticos podem ser compatíveis com todos os metais.

Ferramentas para moldes de pequena tiragem e custo de configuração: O ferramental e a configuração do molde podem ser caros em quantidades muito pequenas.

Esses problemas são reduzidos ao mínimo por meio de um bom projeto, preparação do molde e controle do processo.

Futuro da moldagem por inserção

A moldagem por inserção está em fase de desenvolvimento. Novos materiais, máquinas aprimoradas e automação estão sendo usados para aumentar a eficiência, e a impressão 3D e os processos de fabricação híbridos também estão se tornando oportunidades. Sua capacidade de produzir peças leves, resistentes e precisas devido à necessidade das peças faz com que a moldagem por inserção seja um processo de produção significativo.

Quando se trata de assistência com o Sincere Tech

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Conclusão

Moldagem de inserção é um processo de produção flexível e eficaz. Ele permite que os projetistas empreguem um único componente poderoso que é uma combinação de metal e plástico. O uso da moldagem por inserção nos setores ao longo dos anos se deve às suas vantagens, que incluem potência, precisão e baixo custo. No entanto, ela está se tornando mais confiante com os avanços em materiais e automação. A solução para a fabricação por moldagem por inserção é a economia de tempo, a redução de custos e produtos de alta qualidade no contexto da fabricação moderna.