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FUNDAMENTOS DA INJEÇÃO

Injeção é um processo totalmente automático, utitizado na fabricação de artigos de plástico, que necessitem de pouco ou nenhum repasse.

Uma termo-formação prévia de plásticos.

Nos termoplásticos:
Amolecimento e plastificação do material (granulado), por admissão de energia, in¬jeção em um molde e, após, retirada do calor.

1. Uma boa peça injetada só pode ser conseguida com a combina¬ção correta de máquina, molde e material .

Mesmo utilizando-se a melhor matéria plástica não se conseguirá uma produção rentável se:
– Esta matéria plástica for difícil de ser processada
– A máquina não puder ser ajustada corretamente por deficiências de coman¬do e regulagem.
– A máquina não for regulada corretamente.
– Não se levar em consideração na fabricação do molde, o tipo de matéria plás¬tica a ser injetada.

2. Também a máquina, mesmo tendo o melhor projeto e técnica de processamento, várias possibilidades de comando e regulagens e alta produção, não será a ideal, se:

– o molde for projetado erradamente ou sua execução muito flácida.
– A temperatura não for controlada corretamente.
– O rendimento e a velocidade do molde não se harmonizarem com a máquina. – O material for difícil de se processar
– O material não for preparado corretamente (ex.: Pré-secagem).
O bom molde necessita, além de sua adaptação à matéria plástica utilizada: – Observação da contração (longitudinal e transversal ao sentido do fluxo).
– Sistema de temperatura correto (ciclo de temperatura, sistema térmico, etc.)
– Observação da combinação correta dos canais de entrada e de distribuição. – Adaptação à máquina, tal como distâncias entre colunas e dimensões das pla¬cas, alturas máxima e mínima do molde, curso de abertura do molde e sistema de fixação rápido e seguro.
– Possibilidades de entrada de sinais à máquina, por exemplos comutação da pres¬ são de recalque. dependendo do preenchimento das cavidades.

3. Antes de cada regulagem da máquina deve-se levar em conside¬ração as variáveis do material e da peça, ao invés de considerar valores de referência fixos.

A injeção é um processo influenciado por vários fatores. A combinação de ma¬terial. molde e máquina, por exemplo, resulta em um grande número de variá¬veis que se deve levar em conta em cada produção. Isto significa que não se deve efetuar uma regulagem seguindo apenas tabelas. Deve-se refletir de for¬ma lógica e racional sobre todas as variáveis do processo, analisando os valores separadamente e os fatores que possam vir a alterá-los.

Exemplos: Se para um material foi estabelecida determinada temperatura no ci¬lindro, o tempo de permanência da massa no cilindro pode variar consideravel¬mente do valor indicado. Se aproveitamos o volume máximo de injeção em uma reduzida,parte comum longo período de parada, então a temperatura deverá :manter-se baixa, para não degradar o material.

Em contrapartida, se a carga de material é alta e o tempo de permanência no cilindro é menor, deve-se procurar a faixa superior de temperatura.

igualmente tem um papel importante na regulagem da temperatura do cilindro, a regulagem das rotações..da rosca, da contrapressão e o dimensionamento da rosca. Exemplos semelhantes podem indicar-se no ajuste de todos os valo¬res, tais como, por exemplo: sobre a combinação de rotações de rosca – mate¬rial – tamanho da rosca – comprimento da rosca – compressão – temperatura do cilindro – tempo do ciclo, etc. ou contrapressão, material, rosca, potência de plastificação;
ou velocidade de injeção, material , temperatura do cilindro, canais de entrada. canais de distribuição,geometria da peça, superfície da peça, força de fechamen¬to, etc.;

OU pressão de injeção, qualidade da peça, resfriamento no molde, constituição da pressão, etc . . .

4. Preencha e modele a peça com atenção.

Escolha a velocidade de injeção adequada:

a) Elevada ,
. para alcançar um curto tempo de injeção. ‘ .
– para preencher a peça em todas suas partes com uma fusão de igual visco¬sidade e, assim, manter ao minimo as tensões internas.
– para alcançar uma formação cristalina uniforme nos materiais parcialmen¬te cristalinos. .
– para manter baixa a força de fechamento.
b) Baixa
– para conseguir uma boa superfície da peça.
– para não atritar demasiado o material fundido nas bordas agudas da peça,
nas trocas de direção. do fluxo e rias alterações de espessura de parede. – para não arrastar partículas já esfriadas.
– para não esquentar demais o canal de entrada.- para um preenchimento suave de peças com grandes espessuras.
Toda cavidade do molde deve ser preenchida em forma de ‘ inchamento’ ” no sentido do fluxo do material, evitando-se a formação de “verminoses” ,
eliminando-se,assim, juntas frias (costuras). Por isso, escolha a velocidade correta de injeção .
.
A peça deverá estar comprimida corretamente. Escolha a pressão exercida sobre a peça , tão alta quanto necessário e tão baixa quanto possivel. Uma pressão de recalque muito elevada e de grande duração, de nada vale¬rá, se o canal de entrada ou de distribuição já se solidificou.

5 – Deve-se ter em conta o controle do molde,já que é nele que nasce a peça.

Para a qualidade das peças, a temperatura do molde correta é tão importante quanto a regulagem da máquina.
O objetivo é regular a temperatura de forma que cada zona de cada peça esfrie ao mesmo tempo que as demais.
Selecione a temperatura do molde para o respectivo material.
Caso seja necessário interromper o ciclo, deve-se interromper a refrigeração para que a temperatura do molde não desça demasiadamente. .

Caso o molde tenha partes móveis, como por exemplo, gavetas, núcleos puxa¬dores, núcleos girantes, postiços, etc, deve-se lubrificar separadamente estas partes com algumas gotas de óleo ou com graxa.
Toda peça deve solidificar-se em direção ao canal de entrada, a fim de que a pressão de recalque possa compensar a contração até sua última. fase.
Por isso, injete nas zonas mais espessas ou aplique a temperatura do molde di¬rigida sobre a peça.


6. Para ajustar a máquina de forma rentável.

Mesmo quando necessário o funcionamento sem i-automático da máquina, deve-¬se conseguir atingir um ciclo uniforme.
Cada interrupção do ciclo leva a alterações na qualidade da peça injetada. A mesma qualidade só é alcançada alguns ciclos depois.
Na máquina de injeção é muito importante também, a harmonia de movimen¬tos. Freadas bruscas das unidades de fechamento ou de injeção, fechamento brusco das placas ou das unidades, choques hidráulicos e modificações rápi¬das de velocidade devem ser evitadas para não se desgastar desnecessariamente a máquina e o molde.
No principio da operação não se deve nunca aplicar o máximo das forças e ve¬locidades, mas sim iniciar com as mínimas até chegar às condições normais de trabalho continuo.

7. Ordem e sistema de trabalho resultam em rentabilidade.

Alguns cuidados de manutenção, sistema racional de trabalho e atenção para o que se está fazendo representam mais produtividade.
Engraxar, pulverizar e limpar periodicamente o molde e a máquina podem eco¬nomizar várias horas de parada da injetora para reparo.

Coloque o molde corretamente na máquina.
Coloque sempre a tampa sobre o funil, a fim de se evitar a entrada de partícu¬las no cilindro de plastificação e materiais e peças estranhas ao processo de plastificação. Abra os sacos de material somente antes de seu uso; ao terminar de usá-los, feche os. É preciso,pensar sériamente em uma modificação no pro¬cesso, caso passe a ter mais material granulado sobre as resistências, em tor¬no do bico ou embaixo da máquina, do que no próprio funil de material.

8. Segurança no trabalho. As mãos não são tão fortes quanto a força de fechamento.

Mantenha a máquina sempre limpa a fim de evitar escorregoes.
Retire o material derramado entre o bico injetor e o molde somente com uma barra de cobre e com a máquina parada.
Proteja o rosto e as mãos na purga do material.
A retirada de elementos de proteção não aumenta a velocidade de produção e sim os riscos de acidentes. ‘
Os elementos de proteção também podem falhar. Devemos por isso, controlar e testar sempre o seu funcionamento.

Moldagem de plásticos por injeção

A palavra plástico significa capaz de ser moldado.Os materiais
plásticos são naturais ou artificiais, de origem orgânica, podem ser moldados quando submetidos a determinadas condições. Seu componente básico é a resina, que pode ser classificada em termoplástica e termorrígida. Na 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. Na moldagem das resinas 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.As resinas termoplásticas tornam a moldagem simples e rápida por não sofrerem reações químicas durante a moldagem. Elas são utilizadas para produção de artigos de forma geométrica variada, suprindo, eficaz e economicamente, requisitos funcionais diversos. O método clássico de conformação das resinas termoplásticas é a chamada moldagem por injeção. Na moldagem por injeção, o material plastificado é forçado para o interior de um molde onde, então, sofre solidificação.


Ciclo de moldagem por injeção

O ciclo de operação, durante a moldagem por injeção, compreende as seguintes
etapas, ilustradas na figura1:

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.

Figura1: Ciclo de Injeção

Máquinas de moldagem por injeção

A máquina injetora é composta de uma estrutura, onde estão fixados o sistema de injeção e o sistema de fixação, abertura e fechamento do molde. No interior desta estrutura se encontra o sistema de acionamento hidráulico e o sistema de controle.O sistema de injeção é o responsável pela alimentação, plastificação e injeção do polímero.Nesta unidade o polímero é alimentado pela tremonha ou funil até o cilindro de plastifiação. No interior do cilindro de plastificação encontra-se a rosca e no exterior as resistências de aquecimento, subdivididas em diferentes zonas. A plastificação do polímero ocorre no interior dos filetes da rosca. O movimento de rotação da rosca faz com que os grãos de plástico se atritem com a mesma e sofram aquecimento e cizalhamento. Assim, à medida que o material é transportado ao longo da rosca, ele vai sofrendo a plastificação e vai se homogeneizando. A rosca é subdividida em três zonas:

(1) zona de alimentação, em que a altura do filete é constante, devendo o material ser apenas transportado, não podendo sofrer deformação; (ii) zona de compressão, em que a altura do filete diminui progressivamente e o material sofre plastificação; (iii) zona de calibragem ou de homogeneização, onde o material já plastificado é homogeneizado.
A outra função da rosca é avançar para injetar e compactar o plástico no molde.

As zonas de aquecimento do cilindro servem para controlar a temperatura, sendo compostas de resistências elétricas que fornecem calor para compensar as perdas de calor do cilindro para o ambiente, tanto por radiação como por convecção, e para a máquina (por condução). A temperatura de cada zona deve ser regulada de acordo com o material, as características da ferramenta e as características da peça.

O sistema de fixação, abertura e fechamento do molde é composto de uma placa fixa, uma placa móvel, guias das placas (normalmente colunas), pistão hidráulico para abertura e fechamento da placa móvel e pistão do sistema extrator. Neste sistema, a parte do molde que recebe o plástico do sistema de injeção é montada na placa fixa e a parte do molde, por onde normalmente a peça é extraída, é montada na placa móvel. Em cada ciclo, a placa móvel se desloca em direção à placa fixa para fechar o molde, acionada por um pistão hidráulico. Durante a injeção, a força de fechamento ou travamento do molde precisa ser suficiente para manter as duas faces do molde encostadas. Caso contrário, o material enetrará na fresta entre as partes do molde e formará rebarba na peça. O sistema de extração também é acionado por um pistão hidráulico e pode ser movimentado durante ou após a abertura da placa móvel, dependendo das características da peça a ser extraída.

O sistema hidráulico é composto de bomba hidráulica, válvulas, pistões, motor hidráulico e outros. A bomba hidráulica fornece a pressão necessária ao óleo para mover os pistões e o motor. As válvulas recebem sinais do sistema de controle e permitem ou não a passagem de óleo, conforme a necessidade.

Etapas de moldagem da máquina injetora

As etapas de moldagem1 da máquina injetora são descritas a seguir. Para iniciar o processo, o molde deve estar aberto, o canhão recuado e a tremonha abastecida, conforme ilustrado na figura.2.O primeiro passo é encher a unidade de injeção com resina plástica da tremonha (dosagem). Em seguida, deve-se fechar o molde, o que é realizado pelo sistema hidráulico, que movimenta a placa móvel na direção da fixa (figura3).Na fase seguinte dá-se o avanço da unidade de injeção (canhão), correndo o encoste, conforme mostrado na figura4. A seguir ocorre a injeção, que apresenta as etapas de transferência e recalque, como mostra a figura 5.

Figura.2: Início do processo de injeção:
placas abertas e canhão recuado.


Figura.3: Primeira etapa do processo de injeção: sistema hidráulico movimenta a placa móvel em direção à placa fixa (fechamento).


Figura.4: Segunda etapa do processo de injeção: avanço da
unidade de injeção (canhão).

Figura 5: Terceira e quarta etapas do processo de injeção:
Avanço da rosca pelo sistema hidráulico, realizando a injeção por transferência e, em seguida, o recalque.

Figura.6: Quinta etapa do processo de injeção: recuo da unidade de injeção (canhão) , enquanto, simulaneamente,
há a refrigeração do produto.

Figura.7 Sexta etapa do processo de injeção: recuo da rosca, dosagem do polímero em conjunto com o movimento de plastificação.


Figura 8: Sétima etapa do processo de injeção: abertura
das placas, acionadapor sistema hidráulico.


Figura.9 Parte final da última etapa do processo de injeção:
extração da peça.


Após o recalque é possível efetuar o recuo do canhão enquanto ocorre a refrigera ção do produto (figura 8). A próxima operação é a dosagem de polímero que se dá em conjunto com o movimento de plastificação (figura.9). Após o resfriamento da peça ocorre a abertura do molde, na qual a placa móvel da máquina é acionada por sistema hidráulico (figura.8). Em seguida ocorre a extração da peça (figura 9).

Pesquisa de Hamilton Nunes da Costa
Fontes : Ilka C. Fernandes de Souza Telles
PÓS-GRADUAÇÃO DE ENG. UFRJ—
Apostila SKM

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