Nos últimos anos, as atividades de fabricação aumentaram para atender à demanda global por plásticos e metais. Como resultado, o uso de processos de moldagem por injeção e extrusão também cresceu significativamente. Esses processos são usados para produzir plásticos em massa a uma velocidade competitiva.
No entanto, os dois métodos têm diferenças consideráveis. Por exemplo, a moldagem por injeção é mais adequada para formas tridimensionais, enquanto a extrusão é melhor para formas bidimensionais. Este blog compara ainda mais esses processos, explorando seu uso na fabricação de plástico, seus prós e contras e as principais diferenças.
Conteúdo
Processo de moldagem por injeção
Processo de extrusão
Diferenças entre moldagem por injeção e extrusão
Conclusão
Processo de moldagem por injeção
Fabricantes em todo o mundo estão adotando processos e inovações que facilitam a produção em massa de baixo custo. Como resultado, a moldagem por injeção tornou-se o processo preferencial para a maioria dos fabricantes, uma vez que utiliza tecnologia de baixo custo para permitir produção de alto volume e amplas aplicações. Isso é evidenciado pelo tamanho do mercado de injeção global em rápido crescimento, que foi avaliado em US$ 261.8 bilhões em 2021 e está projetado para crescer em um CAGR de 4.8% entre 2022-2030.
O processo de moldagem por injeção converte a resina plástica em produtos plásticos complexos usando calor, pressão, um injetor e um molde. Nesse caso, o plástico sólido é fundido em um ponto de fusão específico e injetado em uma estrutura de molde a uma determinada velocidade. O máquina de injeção fornece a pressão necessária, enquanto a via fluvial facilita o resfriamento para a obtenção do produto desejado.
Vantagens da moldagem por injeção
- Alta precisão e exatidão
- Compatibilidade com a maioria dos plásticos
- Custo-benefício para produção de alto volume
- Alta eficiência e produtividade
- Desempenho consistente
Desvantagens
- Longos tempos iniciais de entrega
- Inadequado para produção de baixo volume
- Altos custos de configuração
Processo de extrusão
O crescimento no setor manufatureiro global está alimentando a demanda por máquinas de extrusão. Essa demanda se reflete no mercado global de máquinas de extrusão, que foi avaliado em US$ 8.33 bilhões em 2022 e está projetado para crescer em um CAGR de 4.3% entre 2023-2030.
Os produtos extrudados estão em grande demanda, pois são usados em vários setores mundiais, incluindo automotivo, bens de consumo e embalagens. Embora o processo de extrusão possa ser usado em metais e cerâmicas, ele é usado principalmente com materiais plásticos, que representam 76.9% da participação na receita global em 2022.
O processo de extrusão envolve a alimentação de materiais termoplásticos em um intruso, onde são aquecidos, derretidos e forçados através da matriz para criar uma forma específica contínua. A extrusora normalmente consiste em uma rosca rotativa que empurra o material fundido para frente, fornecendo a pressão necessária para a extrusão. À medida que o material sai da matriz, ele se solidifica e mantém a forma desejada. Este processo é adequado para a criação de produtos como filmes queimados, placas, tubos, hastes e materiais moldados.
Vantagens
- Ideal para produção de alto volume
- altamente versátil
- Baixo custo
- Ótimo acabamento superficial
Desvantagens
- Incapacidade de lidar com desvios na seção transversal ou tamanho
- Potenciais preocupações ambientais
Diferenças entre moldagem por injeção e extrusão
Apesar das semelhanças percebidas entre os processos de moldagem por injeção e extrusão, eles diferem em vários aspectos, incluindo os fundamentos do processo, nível de precisão e compatibilidade.
Extração
A moldagem por injeção e a extrusão usam processos diferentes para produzir o produto final.
1) Processo de moldagem por injeção
O processo de moldagem por injeção começa com a fusão do material e sua injeção em uma estrutura de molde com cavidades no formato desejado, onde ele esfria e solidifica. O processo ocorre em um ciclo específico composto pelas sete principais etapas descritas a seguir.
- Preparações de pré-moldagem
Fabricantes que buscam criar produtos de qualidade e almejam um bom moldagem por injeção de plástico processo adota várias atividades de preparação. Esses incluem:
- Pré-tratamento da matéria-prima
- Limpando o barril
- Pré-aquecer o inserto
- Selecionando um agente de liberação
- Adicionando material
O primeiro passo no processo de moldagem por injeção é adicionar os materiais. Os materiais devem ser adicionados quantitativamente mantendo o volume constante para garantir estabilidade operacional e uniformidade de plastificação, resultando em produtos de alta qualidade.
- Plastificação
O barril no máquina de moldagem por injeção é usado para aquecer, prensar e misturar o material de moldagem, transformando-o de sólido granular ou pó solto em um fundido contínuo e homogeneizado.
- Injetando
O êmbolo ou parafuso exerce uma pressão significativa através do cilindro de injeção e do pistão, impulsionando o plástico plastificado fundido através do bocal dianteiro do barril e do bocal do molde.
- Resfriamento
Depois que o plástico fundido é injetado na cavidade fechada do molde, materiais de resfriamento, como água, ar ou óleo, são introduzidos para resfriar ainda mais o molde.
- Desmoldagem
Nesse ponto, o plástico resfriado é empurrado para fora do molde usando uma técnica de ejeção, como pinos ou placas ejetoras. Esta fase marca o fim do processo de moldagem por injeção, garantindo que a peça acabada do molde seja separada sem causar qualquer dano ou distorção em sua forma.
- Pós-processamento do produto
Essa fase de pós-processamento inclui várias atividades, como a remoção de tensões residuais em peças moldadas refletidas em variações de espessura, rachaduras ou formas distorcidas. Também pode envolver umidificação, que envolve a estabilização da cor, desempenho e tamanho da peça moldada.
2) O processo de extrusão
Durante a extrusão, o material polimérico é forçado através de uma matriz usando um parafuso ou êmbolo sob pressão. O processo de extrusão é dividido em três etapas:
- Plastificação e pressurização de materiais
Esta etapa consiste em alimentar a matéria-prima, na forma de pellets ou grânulos, no extrusora através da caçamba. Um parafuso é então usado para empurrar o material para dentro do barril, expondo-o ao calor e à ação mecânica para iniciar a plastificação. Isso transforma o material em um estado fundido ou plastificado. Simultaneamente, um parafuso giratório gera calor, promove a mistura e aplica pressão para garantir uma plastificação consistente do material.
- Moldagem
Nesta fase, o material extrudado passa pelos elementos de conformação da matriz, que incluem aberturas ou canais especialmente projetados. Isso ajuda o material extrudado a assumir a forma, a forma e as dimensões desejadas.
- Resfriamento
À medida que o material extrudado sai da matriz, ele entra em uma zona de resfriamento, expondo-o a mecanismos de resfriamento, como ar ambiente, sprays de água ou banhos de resfriamento. Isso ajuda a reduzir a temperatura do material e o solidifica, transformando-o do estado fundido para o estado sólido.
Compatibilidade com plásticos
Embora alguns tipos de plásticos usados na moldagem por injeção e extrusão possam se sobrepor, certos materiais podem ser mais adequados para um processo ou outro devido a variações nas propriedades e compatibilidade. Por exemplo, a moldagem por injeção é compatível com todos os tipos de plásticos, incluindo termoplásticos e a maioria dos plásticos termofixos. Essa compatibilidade é baseada na capacidade do processo de processar materiais com composições químicas complexas.
Ao contrário, a maioria extrusoras são principalmente compatíveis com termoplásticos com excelentes propriedades de fluidez e estabilidade. Isso ocorre porque o processo depende principalmente do fluxo contínuo de material para uma extrusão suave.
Precisão
A moldagem por injeção oferece maior precisão e tolerância mais rígida do que a extrusão. É conhecida por sua capacidade de produzir peças altamente precisas e intrincadas com excelente precisão dimensional. Isso ocorre porque o processo envolve a injeção do material fundido sob alta pressão em uma cavidade fechada do molde, facilitando assim o controle preciso sobre a forma, tamanho e acabamento da superfície do produto final.
A extrusão envolve o fluxo contínuo do material fundido através de uma matriz. Embora as matrizes de extrusão possam ser projetadas com precisão, o nível de precisão é inferior ao da moldagem por injeção. No entanto, a extrusão pode atingir níveis de precisão aceitáveis, especialmente com formas mais simples e projetos que exigem tolerâncias menos rígidas.
fluidez do material
A fluidez do material é um componente crítico para ambos os processos. No entanto, moldagem por injeção requer maior fluidez do material para garantir o preenchimento adequado do molde, especialmente para produtos intrincados e de paredes finas. O material fundido usado neste processo deve ter excelente fluidez para se espalhar facilmente nos contornos complexos, cantos e seções finas das cavidades do molde.
Por outro lado, a extrusão tem requisitos de fluxo de material menos rigorosos devido à sua natureza contínua e aberta. Para este processo, não há necessidade de preencher cavidades de molde complexas, o que significa que os materiais requerem apenas fluidez suficiente para fluir suavemente através da matriz e manter uma forma e dimensões consistentes ao longo do comprimento do produto extrudado.
força de fusão
Ambos os processos requerem diferentes graus de força de fusão. Por exemplo, a moldagem por injeção não requer alta resistência à fusão, pois os plásticos são moldados em uma matriz, portanto, sujeitos a limitações geométricas. Além disso, os materiais são injetados em resfriamento controlado, permitindo uma rápida solidificação.
Na extrusão, o material sai livremente da matriz e pode exigir processos subsequentes, como termoformagem e moldagem por sopro oco. Esses processos podem resultar em distorções como flacidez e estiramento, o que pode diminuir a qualidade do produto acabado. Assim, a resistência necessária do metal é maior na extrusão do que na moldagem por injeção.
Conclusão
O crescimento no setor manufatureiro aumentou significativamente a adoção de moldagem por injeção e extrusão. Embora ambos os processos sejam usados na produção de plástico, eles têm diferenças funcionais e atributos consideráveis. Por exemplo, a moldagem por injeção é adequada para produtos 3D, enquanto a extrusão é adequada para produtos 2D. Além disso, a moldagem por injeção é compatível com uma ampla gama de plásticos em comparação com a extrusão. Assim, a escolha entre os dois deve ser baseada em consideração cuidadosa e planejamento do processo, materiais e eficiência.
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