INJEÇÃO E EXTRUSÃO DE POLÍMEROS

1. INJEÇÃO E EXTRUSÃO DE POLÍMEROS ARTHUR CARVALHO DOUGLAS MARTINS BRITO JANDER ZANON JÉSSYCA FERNANDA S. QUEIROZ MURILLO HUMBERTO

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Componentes da Injetora

6. Processo de Injeção de Polímeros • Peças plásticas produzidas por processo de Injeção

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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”.

11. Ciclo de Moldagem por Injeção • O ciclo de operação, durante a moldagem por injeção é composto por 7 etapas: • Fechamento do molde; • Avanço da unidade de injeção (ou encoste); • 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; • Recalque, onde é feita a compactação do material plástico para compensação da contração do mesmo no interior da cavidade do molde; • Recuo do canhão; • Dosagem do material a ser injetado; • Abertura do molde e extração da peça, após o produto moldado ter resfriado.

12. Ciclo de Moldagem por Injeção • Representação do Ciclo:

13. 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

14. 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

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.