Fases do Ciclo de Injeçao

Para as empresas especializadas na injeção de plásticos, entender e otimizar este ciclo é essencial para se manterem competitivas em um mercado que busca constantemente maior rapidez, eficiência e qualidade. O ciclo de injeção é a parte produtiva da injeção de plásticos, onde as ideias de design e a produção de moldes se tornam produtos tangíveis.

Este ciclo é composto por diversas fases nas quais se investe tempo, algumas são independentes entre si, enquanto outras são realizadas simultaneamente, a soma de todos esses tempos resulta no tempo de ciclo. O objetivo é alcançar um tempo de ciclo completo o mais baixo possível, pois assim a quantidade de peças produzidas em um mesmo período de tempo será maior.

A seguir, explicam-se as fases e os tempos usados experimentalmente para um molde de duas cavidades que gera algumas amostras de teste em polipropileno. Os números entre colchetes indicam o tempo em segundos usado em cada fase no acumulado total.

Os números entre colchetes indicam o tempo em segundos usado em cada fase no acumulado total.

[0-1] Fechamento do molde → A partir deste momento, inicia-se o cronômetro que contabiliza o tempo que durará o ciclo. Primeiro, começa o ciclo de injeção com o fechamento do molde. Nesta fase, o molde é fechado colocando cada peça metálica em seu lugar para que, ao injetar o plástico, a forma desejada seja gerada. Esta fase não apenas implica o alinhamento físico das peças do molde, mas também a preparação térmica, garantindo que o molde esteja na temperatura adequada para evitar deformações no produto final.

[1-2] Aproximação da unidade de injeção → A unidade de injeção é aproximada com o plástico já na temperatura e pressão calculada ótima à entrada do molde, garantindo que o material flua corretamente para as cavidades do molde.

[2-2.7] Preenchimento → Esta fase parece ser simplesmente introduzir o plástico desejado nas cavidades do molde, mas vai muito além. O preenchimento envolve um estudo prévio para que alcance todos os locais das cavidades e não deixe partes sem preencher devido à captura de ar e ao resfriamento, além de evitar outros defeitos.

Pode ser realizado em um ou vários pontos diferentes para favorecer o preenchimento da peça, especialmente em peças de grande tamanho. Nesta fase, é crítica a precisão entre a temperatura tanto do plástico quanto do molde, a velocidade de injeção e a pressão de injeção.

[2-30.7] Resfriamento → Este processo começa no mesmo instante que o plástico é injetado, pois, desde que sai do parafuso, vai resfriando a cada segundo, especialmente quando entra em contato com o molde, que está sempre mais frio que o polímero injetado. Além disso, este processo é geralmente o mais longo do ciclo, por isso é vital reduzir este tempo o máximo possível. Isso pode ser feito com refrigeração no molde, ou seja, otimizando os circuitos de água que correm por dentro do molde para maximizar a transmissão de calor do plástico ao metal e deste à água que percorre os circuitos. Esses circuitos devem ser corretamente calculados para que o resfriamento na peça seja o mais uniforme possível e assim evitar deformações e encolhimentos por diferentes contrações por variações de temperatura. O tempo de resfriamento depende em grande medida da espessura da peça, por isso deve ser um fator a considerar na fase de design para não gerar ciclos extremamente longos. Para peças mais complexas ou que exigem ciclos mais curtos, poderiam ser usadas refrigerações com liga de cobre berílio (CuBe) ou similares que, ao terem maior condutividade, aumentam a transmissão de calor ou permitem que o frio alcance áreas onde os circuitos não chegam.

[2.7-20.7] Compactação → Este processo ocorre em paralelo com o resfriamento durante grande parte do ciclo. Uma vez que o interior do molde recebeu o material que requer, o polímero vai resfriando e contraindo. Por isso, deve-se injetar uma quantidade extra de plástico para compensar essa contração e evitar preenchimentos incompletos. Uma vez que a pressão atinge os valores de pressão externa, a fase termina, pois isso significa que o canal de alimentação está solidificado e, portanto, não entrará nem sairá mais nada de plástico do molde. Isso é vital para garantir a integridade e as dimensões precisas do produto final.

[20.7-21.7] Retirada da unidade de injeção → Uma vez concluída a fase anterior, procede-se à retirada da unidade de injeção do molde para preparar o próximo ciclo.

[21.7-22.7] Carga → Nesta fase, e quando o parafuso já está separado do molde, a máquina é preparada para a próxima dose de injeção do próximo ciclo. Este passo é dado em paralelo ao resfriamento da peça. Se a máquina é lenta na carga e a peça é pesada, o tempo de carga pode ser o que marca o momento de poder abrir o molde e não o resfriamento como habitualmente, o que poderia prolongar o ciclo.

[30.7-31.7] Abertura do molde → Esta etapa é relativamente simples, pois o molde é aberto com a peça já solidificada e com a forma final pronta para ser expulsa. Nesta fase, um elemento importante a considerar são os deslizantes. Os deslizantes são componentes do molde que se movem perpendicularmente à direção de abertura do molde. São usados para criar características de design complexas na peça injetada, como saliências, rebaixos ou buracos que seriam impossíveis de formar com um molde padrão de duas partes.

O movimento dos deslizantes deve ser sincronizado precisamente com o processo de abertura do molde. Um mau design ou uma má sincronização podem levar a danos no molde ou no produto final. Além disso, os deslizantes adicionam complexidade ao design do molde e podem aumentar os tempos de ciclo, portanto seu uso deve ser cuidadosamente considerado e otimizado.

[31.7-32.7] Expulsão → Esta é a última fase do processo, como o nome indica, nesta etapa as peças são expulsas do molde fazendo com que caiam para serem coletadas ou um robô as extraia. Existem diferentes formas de fazer com que estas peças se separem do molde. A forma de expulsão pode ser por meio de expulsores, placa de expulsão, com ar… É importante ao projetar o molde pensar bem na forma de expulsão da peça, pois caso contrário não será possível expulsar a peça do molde ou ela pode sair com marcas e defeitos.

No caso de a máquina estar equipada com movimentos paralelos de abertura e expulsão, pode-se sincronizar o movimento de abertura para que, conforme vá abrindo, mova o cilindro de expulsão da máquina e permita puxar a peça enquanto a prensa abre. Isso permite ganhar alguns segundos.

Ao colocar todos esses tempos em um diagrama, pode-se entender mais facilmente. Os números que estão em branco representam o tempo próprio de cada processo e os que estão em preto representam o acumulado.

Como se observa no diagrama, o acumulado de tempos é de 32,7 segundos, o que significa que são necessários 32,7 segundos para a fabricação de duas peças completas.

Depois disso, em muitos casos, será necessário um pós-processo para eliminar rebarbas e retirar canais de alimentação que não são contemplados no ciclo.

Como foi dito no início deste artigo, os tempos de ciclo mudam com cada peça e, portanto, o melhor para saber o tempo de produção para cada peça específica é entrar em contato com um profissional. Na Moldblade, podemos realizar os desenhos a partir de uma ideia ou necessidade e cuidar de todos os cálculos e do processo produtivo completo.