Como funciona uma máquina injetora de plástico?

Neste artigo falaremos sobre como funcionam as máquinas injetoras de plástico, explicando detalhadamente suas fases de operação, ciclo, tipos de máquinas e muito mais.

A influência do plástico é tão grande em nossas vidas, que às vezes passa despercebido. Ele está presente em quase todos os setores da economia. A transformação de resina termoplástica pode gerar inúmeros produtos como embalagens, acessórios, peças técnicas e etc. Para que isso ocorra são necessários conjuntos de equipamentos em um mesmo processo de transformação como, máquina injetora, sopradora, extrusora, máquina de termoformagem, rotomoldagem, dosador de material, desumidificador, geladeira industrial, manipuladores, esteiras de transportes, outros.

Vamos começar voltando um pouco no tempo, para entender como funciona uma máquina injetora com uma breve explicação de como tudo começou.

Quando foi criado o processo de injeção?

O processo de moldagem por injeção foi criado e patenteado em 1872 pelos irmãos Hyatt. No Brasil, de acordo com os registros da Abimaq/Sidimaq, no final dos anos 30 surge um grupo importante no setor de máquinas, em uma garagem da Zona Leste de São Paulo onde, dois irmãos José Sylvio Semeraro e Francisco Augusto Semeraro, montam a primeira empresa fabricante de máquinas injetoras para termoplásticos. De lá para cá muita coisa aconteceu com relação a tecnologia envolvida nesses equipamentos, desde as máquinas totalmente mecânicas operadas manualmente e apelidadas carinhosamente de “mula manca”, até às injetoras “full electric” de alto desempenho.

Injetora mula manca

Injetora Full Electric

Tipos de máquinas injetoras

Na hierarquia das máquinas temos as injetoras manuais, hidráulicas, híbridas e elétricas, sendo que, ainda hoje as hidráulicas representam a maioria no mercado nacional.

A hidráulica é constituída basicamente pelos seguintes subconjuntos: fechamento, injeção, chassi, sistema hidráulico, sistema eletroeletrônico e carenagens.

Para a aquisição desse equipamento é necessário, previamente, avaliar que tipo de molde será instalado na determinada máquina, que tipo de produto será injetado, quanto pesa, qual seu dimensional, que tipo de material (polímero) será usado.

A maior parte dos produtos injetados utilizam o PP (polipropileno) ou PE (polietileno) como matéria prima. Vamos adotar em nossa explicação o PP.

Iniciando o ciclo da máquina

Iniciando o ciclo, o PP (polipropileno) é depositado no funil da injetora, através de processo manual ou através de processo automatizado, utilizando assim um alimentador de matéria prima e possivelmente um misturador também, quando necessário é adicionado à matéria prima algum aditivo, algum pigmento e etc.

Considerando o funil alimentado e a máquina em seu estado de repouso pronta para o início do ciclo basta iniciar o processo através do start ciclo.

A máquina em estado de repouso (pronta para iniciar o ciclo) é:

Proteções fechadas;
motor ligado;
aquecimento ligado e a temperatura real das zonas do forno compatível com o presset (para o material em questão, PP, considerar a temperatura ideal entre 180 a 260 graus Celsius);
temperatura da câmara quente também estabilizada (caso existir);molde aberto (garantir que o teste de proteção de molde já tenha sido feito e verificado no ambiente manual da máquina);
extrator recuado;
machos hidráulicos posicionados (caso existir);
unidade injetora posicionada (este grupo, dependendo do processo, trabalha de maneira fixa ou avançando e recuando);
injeção recuada (com a dosagem de material necessário para o processo).

Verificados os itens acima e considerando que, já foram realizados os movimentos da máquina injetora no ciclo manual, ela estará pronta para iniciar o ciclo automático.

Os 4 ambientes de operação da injetora

É interessante lembrar que uma injetora possui, normalmente, 4 ambientes de operação, que são eles:

Ambiente manutenção (ambiente na qual se opera o equipamento através de comandos manuais, necessitando assim da atuação do operador em cada um dos movimentos, porém, com pressões e vazões atenuadas, isto por uma questão de segurança);
Ambiente manual (ambiente na qual se opera o equipamento através de comandos manuais, necessitando assim da atuação do operador em cada um dos movimentos, utilizando as mesmas pressões e vazões programadas para o ciclo semiautomático ou automático);
Ambiente semiautomático (ambiente na qual o equipamento realiza um ciclo completo de injeção, necessitando da atuação do operador apenas para o início do ciclo, a cada ciclo);
Ambiente automático (ambiente na qual o equipamento realiza um ciclo completo de injeção, necessitando da atuação do operador apenas para o início do primeiro ciclo, demais ciclos iniciarão automaticamente).

Fases de operação da máquina

Estando o equipamento no ciclo automático e o ciclo inicializado, ocorrerá o processo das seguintes fases:

Fase de fechamento do molde, é o movimento do molde fechando até o ponto de molde travado;
fase de avanço da unidade injetora, é o movimento do carro injetor até o ponto em que o bico encosta totalmente no anel de “centragem” do molde;
fase de injeção do material para dentro do molde, sendo esta fase dividida em duas sub fases, preenchimento e recalque, onde na fase de preenchimento o material acumulado dentro da câmara plastificadora é empurrado para dentro do molde com um determinado controle de velocidade e na fase de recalque, onde se considera que a cavidade do molde está toda preenchida e apenas é necessário manter o material pressiona ali por um determinado período, o controle feito é o da pressão sobre o material;
fase de resfriamento, é o momento em que se mantém o molde fechado, apesar de sua cavidade estar toda preenchida de material, é necessário o aguardo deste tempo para que o material quente resfrie o mínimo possível para no momento de abertura do molde a peça não sofra deformações por não estar totalmente sólida, neste período é possível a injetora realizar outros movimentos como a dosagem do material para o próximo ciclo;
fase de plastificação ou dosagem, é o momento em que o parafuso injetor, que está acoplado a um motor, rotacione continuamente, permitindo que o material que está armazenado no funil caia para dentro da câmara plastificadora, fazendo com que este material ainda em forma de granulado, circule por toda a parede interna do cilindro, que está aquecida a uma alta temperatura e assim tome a forma de plástico quase que liquefeito, este plástico, praticamente liquido, agora será utilizado no processo de injeção do próximo ciclo;
fase de descompressão, esta fase nem sempre é utilizada no ciclo, mas em algumas situações é necessário, ao término da plastificação, executar um recuo do parafuso injetor sem rotacionar o mesmo, desta maneira ocorre um movimento rápido do parafuso para trás fazendo com que o material seja sugado para a interior da câmara de plastificação impedindo, por exemplo, que o material fique escorrendo no canal de injeção;
fase recuo da unidade injetora, esta fase nem sempre é utilizada no ciclo, mas em algumas situações, principalmente em alguns casos onde existe aquecimento do molde, para que o bico não fique por muito tempo encostado no manifold, executa-se o recuo do bico evitando assim a queima de material;
fase abertura do molde, é o movimento que se dá a partir do final da contagem do tempo de resfriamento até o molde atingir a posição programada de máquina aberta;fase avanço e recuo do extrator, esta fase se dá no momento em que o molde alcança o ponto de máquina aberta e então o pino extrator executa um movimento de avanço e recuo, permitindo assim a extração da peça, em algumas situações é necessário executar tal extração antes do final do movimento de abertura;
fase de reciclo, este é o momento que determina o final de um ciclo e o tempo de espera para um reinício de um novo ciclo.

As informações citadas acima tentam explanar, de uma forma resumida, o que é uma máquina injetora e como ela funciona.

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