Injeção

PROCESSO

A moldagem por injeção é uma das tecnologias de processamento de plásticos mais famosas, pois representa uma forma relativamente simples de fabricar componentes com formas geométricas altamente complexas. Isso requer uma máquina de injeção que inclui um molde. Neste último, é feita uma cavidade cuja forma e tamanho são idênticos aos da peça a ser obtida. A cavidade é preenchida com plástico fundido, que solidifica, mantendo a forma moldada.

UNIDADE DE INJEÇÃO

A principal função da unidade de injeção é derreter, misturar e injetar o polímero. Para isso, são utilizados parafusos com características diferentes, dependendo do polímero a ser fundido. O estudo do processo de fusão do polímero na unidade de injeção deve considerar três condições termodinâmicas:

A temperatura de processamento do polímero.
A capacidade calorífica do polímero Cp [cal/g °C].
O calor latente de fusão, se o polímero for semicristalino.
O processo de fusão envolve o aumento do calor do polímero, que resulta do aumento da temperatura e do atrito entre o tambor e a rosca. As tensões de atrito e cisalhamento são essenciais para uma fusão eficiente, uma vez que os polímeros não são bons condutores de calor.

Um aumento na temperatura diminui a viscosidade do polímero fundido; o mesmo acontece ao aumentar a velocidade de corte. Portanto, ambos os parâmetros devem ser ajustados durante o processo.

Existem também metais padrão para cada polímero, a fim de evitar corrosão ou degradação. Com algumas exceções, como o PVC, a maioria dos plásticos pode ser usada nas mesmas máquinas.

A unidade de injeção é originalmente uma máquina de extrusão com um único parafuso, o tambor possui aquecedores e sensores para manter uma temperatura constante programada.

A profundidade entre o canal e o parafuso diminui gradualmente (ou drasticamente, em aplicações especiais) da zona de alimentação para a zona de dosagem. Desta forma, a pressão no barril aumenta gradualmente.

Estresse mecânico, cisalhamento e compressão adicionam calor ao sistema e fundem o polímero de forma mais eficiente do que o calor sozinho, que é a principal razão pela qual um parafuso é usado e não uma autoclave para obter o fundido.

Uma diferença substancial em relação ao processo de extrusão é a existência de uma parte extra chamada de câmara de reserva. É aqui que o polímero fundido se acumula para ser injetado.

Esta câmara funciona como um pistão; toda a unidade se comporta como o êmbolo que empurra o material. Por conta disso, uma parte da rosca acaba sendo subutilizada, razão pela qual barris longos são recomendados para processos de mistura eficientes.

Tanto na injeção quanto na extrusão, as relações PvT (Pressão, Volume, Temperatura) devem ser levadas em consideração, que ajudam a entender como um polímero se comporta ao fundir.