O ciclo de moldação é o conjunto de operações que se efectuam numa máquina de injecção entre a produção de duas peças consecutivas. A optimização deste ciclo é de extrema importância dado o elevado investimento em equipamento e os prazos cada vez mais curtos para a produção de peças. Neste sentido, o objectivo principal é produzir peças, tão boas quanto possível, no mais curto intervalo de tempo.
Assumindo que a máquina de injecção acabou de completar um ciclo de moldação, a sequência da operação pode ser dividida nas seguintes etapas:
1. Fecho e trancamento do molde
Esta operação deve ser tão rápida quanto possível. No entanto, há limites que decorrem da inércia das grandes massas metálicas do molde e, também, da necessidade do encosto das duas partes do molde ser o mais suave possível para evitar a danificação das superfícies. Após o fecho, a pressão aumenta de modo a desenvolver uma força necessária para manter o molde fechado durante a injecção.
2. Injecção do material fundido
O cilindro de movimento do carro desloca o sistema de plasticização (no caso da utilização de um bico de injecção fechado), permitindo o contacto entre o bico de injecção e o injector do molde. Em seguida, o fuso é empurrado para diante (sem existir rotação), obrigando o plástico fundido a fluir para dentro do molde. Esta operação é geralmente bastante rápida.
Figura 15 | Injecção |
3. Pressurização (segunda pressão)
A seguir ao enchimento do molde, é necessário manter a pressão por um certo tempo a fim de reduzir o efeito da contracção por arrefecimento, evitar o refluxo de fundido e reduzir os defeitos na peça injectada. A pressão deixa de ter efeito quando ocorre a solidificação da peça ou do gito.
Figura 16 | Representação esquemática da pressurização |
Nota: Esta animação apenas tem a função de exemplificar de uma forma simplificada o conceito de 2ª pressão. Na realidade, não é possível distinguir separadamente a fase de contracção durante a solidificação e pressurização. Estas etapas ocorrem em simultâneo.
O fundido comporta-se como um elastómero permitindo uma certa compressibilidade. Durante a 2ª pressão a cavidade recebe um excesso de material para compensar a contracção.
4. Arrefecimento da moldação e plasticização
Durante esta fase, ocorrem algumas etapas em simultâneo. Por exemplo:
a) Excepto no caso da utilização de bicos abertos e canais quentes (hot runners), os bicos devem ser sempre removidos relativamente ao molde, após a injecção. Se o bico mantiver o contacto com o molde, ele arrefece rapidamente, e consequentemente é necessário aumentar a sua temperatura de modo a evitar a solidificação do plástico. Isto por sua vez, conduz à degradação térmica do fundido. | |
b) O fuso começa a rodar fazendo com que o material necessário para um novo ciclo seja impulsionado para a frente. A pressão desenvolvida empurra o fuso para trás sendo contrariada pela pressão exercida pelo cilindro de injecção. A contrapressão regula o esforço mecânico aplicado à matéria prima durante a plasticização. Uma contrapressão baixa conduz a uma má plasticização, enquanto que um valor elevado de contrapressão dificulta o recuo do parafuso e pode provocar o sobreaquecimento do material. A quantidade de material necessário para a injecção é dado pelo espaço percorrido. | |
c) No final da rotação, por vezes o fuso é puxado hidraulicamente, procedendo à descompressão do fundido. Esta operação previne que o fundido verta pelo bico de injecção. | |
d) Em simultâneo com as etapas anteriormente referidas, o calor é removido do molde, e por sua vez da peça injectada. A refrigeração do molde é geralmente efectuada pela circulação de água nos canais especialmente desenvolvidos para esse efeito. |
A duração desta fase depende do tempo necessário para a peça atingir uma temperatura ideal para uma desmoldação sem distorção, ou do tempo de plasticização do material necessário para um novo ciclo. Se a peça for de pequenas dimensões e de paredes finas, o arrefecimento será praticamente instantâneo e duração desta fase será caracterizada pelo tempo de plasticização. Para peças de maiores dimensões o arrefecimento é mais prolongado e será esta operação que define a duração desta fase.
5. Abertura e extracção
Uma vez terminada a fase da refrigeração/plasticização, é accionado o sistema de abertura do molde. A fase de extracção ocorre quando a abertura do molde é suficiente para extrair a peça ou mesmo em simultâneo com a fase de abertura, reduzindo o tempo de ciclo.
6. Tempo morto
É o período de tempo que decorre desde do fim da extracção até ao início de um novo ciclo de moldação. Este tempo pode ser relativamente instantâneo ou prologado para que a peça seja removida manualmente ou por intermédio de um braço robô, ou no caso de serem colocados insertos.
Figura 17 | Ciclo completo de moldação por injecção |