INJEÇÃO        

PEQUENOS AJUSTES E MELHORIAS PODEM RENDER MUITO NA INJEÇÃO


O transformador pode ganhar até 20%, entre aumento de produção, redução de refugos e melhoria na qualidade do produto final

Marcos Cardenal

Elevar a produtividade na moldagem por injeção depende de vários fatores, que podem ser otimizados com simples ajustes ou investimentos em melhorias. Por exemplo: qualquer pequeno ganho no tempo de ciclo pode significar muito ao final de um mês de produção de itens de alta escala, como embalagens, onde o molde praticamente não sai da máquina. No caso de artigos de baixa tiragem, pequenos ganhos podem não ter muita repercussão.

De qualquer maneira, a produção de peças por injeção que ainda não passou por um processo de otimização pode obter um ganho de até 20%, entre aumento de produção, redução do refugo, melhora na qualidade e economia de energia, seguindo as orientações descritas neste artigo.

A otimização deve ser feita passo a passo, um item de cada vez, respeitando intervalo mínimo de cinco ciclos entre as alterações de regulagens, para que o processo se estabilize. Os novos valores devem ser anotados e comparados com os originais, para acompanhar a evolução e servirem de parâmetros para o processo de otimização. Este artigo trata principalmente da máquina injetora já em operação, mas também avalia rapidamente os outros itens que influem na otimização.

Influências – Os principais itens com relação direta com a produtividade são as resinas, o molde, a geometria da peça e a própria injetora. Uma das principais características da matéria-prima com reflexos na produtividade – e que os fabricantes tem melhorado constantemente –, é a fluidez. Com índices mais elevados, o material flui melhor para dentro do molde, possibilitando injeção mais rápida com menor consumo de energia. Verifique junto ao seu fornecedor a possibilidade de adquirir matéria-prima com as mesmas características da que esta sendo utilizada, porém com maior fluidez.

No caso dos moldes, das várias melhorias na sua construção, as que mais influem na produtividade são o uso de câmaras quentes e sistemas de refrigeração otimizados. Como o investimento é relativamente alto, a utilização depende do numero de peças a serem produzidas. Existem empresas especializadas, com programas de computador apropriados para avaliar o custo/benefício, e indicar quando o investimento passa a ser vantajoso.

Outro item importante é a geometria da peça, que pode ser otimizada mesmo em moldes existentes. A título de exemplo, as áreas de acúmulo de material sem uma necessidade específica só servem para aumentar o tempo de resfriamento e, por conseqüência, o ciclo, além de consumir mais material. Vale revisar o projeto com o objetivo de diminuir o peso da peça, principalmente levando em conta que novas matérias primas possibilitam as mesmas características mecânicas com paredes mais finas.

Já a injetora constitui o objetivo principal deste artigo. A máquina deve ser escolhida conforme as exigências da peça a ser moldada, levando em conta a força de fechamento, o tamanho do molde e a capacidade de injeção. Moldes de pequeno porte em máquinas grandes é desperdício de energia e de máquina. A seguir indicamos os principais itens na regulagem de uma injetora que podem sem otimizados. Na maioria dos casos, se consegue as melhorias apenas ajustando as regulagens da injetora, sem nenhum custo. Também sugerimos melhorias no equipamento, com investimentos de valor acessível. Tudo vai depender, no entanto, do número de peças a serem produzidas, ou seja a relação custo/benefício.

Temperatura – Um dos itens mais importantes é o ajuste correto da temperatura de processamento da matéria prima: se for baixa, o material não será totalmente plastificado, e se for alta, pode degradar. Ao contrário do que se imagina, a maior parte da temperatura para plastificação da matéria-prima não é fornecida pelas resistências do cilindro, e sim pelo calor gerado na fricção da rosca durante a dosagem. As resistências servem para a partida e para manter os valores dentro dos parâmetros desejados. A quantidade de zonas de plastificação de uma injetora esta associada ao tamanho da unidade de injeção: quanto maior, mais zonas. Porém, independente da quantidade de zonas de plastificação que a máquina possua, podemos dividir o aquecimento do cilindro em basicamente três fases: alimentação, plastificação e bico.

A temperatura na zona de alimentação deve ser um pouco mais baixa para que o material não plastifique na entrada do cilindro, impedindo o fluxo. Nesta região existe um anel de circulação de água, para que altas temperaturas não cheguem até o pé do funil. Algumas injetoras possibilitam o controle de temperatura da água neste ponto.

Nas zonas de plastificação, o ideal é seguir a temperatura indicada pelo fabricante da matéria-prima. Problema muito comum, os termopares que medem a temperatura muitas vezes não estão calibrados, indicando temperatura diferente da qual a matéria-prima realmente se encontra. Outro problema consiste na oscilação de temperatura devido a controladores (pirômetros) antigos ou defeituosos. Se o equipamento que você utiliza apresenta problemas no controle e na estabilização da temperatura, é recomendável um orçamento para avaliar a substituição por controladores modernos, com acionamento por relês de estado sólido no lugar dos tradicionais contatores, e termopares mais precisos e confiáveis. Houve uma grande evolução na eletrônica destes equipamentos a custos compensadores.

No bico, o ideal é que a temperatura se mantenha uniforme, temperaturas elevadas podem degradar a matéria prima e fazer com que o bico “babe”. Não é aconselhável o uso de controladores que funcionam por tempo, ou seja, sem uso de termopares. Também se recomenda o uso de termopares com blindagem ou capa para que o mesmo não se danifique caso fique cheio de material. Existem fabricantes de resistências que fornecem o termopar já integrado à resistência do bico.

Se a temperatura do molde for alta e possuir aquecimento, use placas de isolamento térmico entre o molde e as placas da máquina. Esta medida resulta em estabilidade térmica no molde e economia de energia. A temperatura da matéria prima e do molde devem estar estabilizadas e servirem de base para os próximos passos de otimização.

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Injetora equipada com servo-motor na dosagem e bico valvulado

Plastificação – O ajuste ideal para a velocidade de dosagem, é regular de tal maneira que coincidida com o final do tempo de resfriamento. A dosagem não deve comprometer o tempo de ciclo, se for muito maior que o tempo de resfriamento pode ser vantajoso equipar a injetora com bico valvulado e acionamento independente, para que durante a abertura e o fechamento a dosagem continue atuando simultaneamente. 

O valor da contra-pressão durante a dosagem depende principalmente do tipo do material a ser utilizado. Um valor para referência é em torno de 3 á 10 bar. Uma contrapressão muito baixa pode causar inconsistência nas peças e um valor muito alto pode aumentar a temperatura da matéria prima devido ao aumento da fricção. 

Também é comum o uso da contra-pressão para melhorar o homogeneização do material na plastificacão, porém este recurso pode retardar muito o tempo de dosagem, elevar a temperatura e degradar o material. Neste caso pode ser vantagem a substituição da rosca standard por outra com zona de mistura.	Divulgação
	Rosca com zona de mistura

Uma dica: Usar a descompressão 1 (se a injetora possuir este recurso) antes de dosar, no final do recalque. Essa iniciativa permite um alívio da pressão na ponta da rosca e previne eventual quebra da mesma. A descompressão 2 serve para que, ao final da dosagem, a rosca volte alguns milímetros e evite que o bico “babe”. Este recurso deve ser usado com cuidado, pois pode haver entrada de ar no material plastificado.

Injeção – Durante a fase de injeção é muito importante controlar a velocidade na qual o material entra no molde. Nas injetoras modernas existem dispositivos que garantem que a pressão de injeção seja apenas suficiente para manter a velocidade de injeção dentro dos valores solicitados. Porém, em equipamentos mais antigos, sem este recurso, a pressão de injeção deve ser regulada alta o suficiente para que não haja uma limitação da velocidade por falta de pressão.

A velocidade de injeção para termoplásticos, na maioria das aplicações, deve ser ajustada para a maior possível. Com velocidade de injeção alta haverá menos resistência para o material fluir, a cavidade pode ser preenchida mais facilmente, o aspecto superficial da peça é melhor, as linhas de junção ficam mais fortes e o ciclo menor. É importante que o molde tenha saídas suficientes para gases, pois se não houver, a compressão do ar dentro do molde elevará a temperatura, podendo causar queima ou degradação do material. Estas saídas de gases devem ser inspecionadas com freqüência para que não fiquem obstruídas.

Recalque – Como durante o resfriamento a peça sofre uma contração volumétrica, a finalidade do recalque é compensar essa contração, evitando que a peça apresente “rechupes”. O ponto ideal para comutar da injeção para o recalque é após a cavidade estar completa, e pode ser feita por tempo, curso, pressão hidráulica ou pressão interna na cavidade do molde.

A quantidade de material que fica na rosca para o recalque atuar é chamada de almofada. A almofada deve conter material suficiente para compactar bem a peça. Um valor de referência é em torno de 10mm. Peças mal compactadas podem ser resultado de almofada muito baixa.

Se na injeção o importante é controlar a velocidade, no recalque é controlar a pressão. A pressão do recalque deve ser o suficiente para compensar a contração da peça, e valores altos podem provocar tensões na peça, dificultar a desmoldagem e até danificar o molde. O ideal é que se regule no início do processo, com valores ligeiramente mais baixos, aumentando gradativamente até o valor ideal.

Nas injetoras modernas é possível escalonar os valores de pressão de recalque de tal modo que, conforme a peça solidifica no interior do molde, a pressão de recalque vai diminuindo. Este escalonamento evita que haja uma sobre-injeção e também diminui os efeitos de tensão na peça.

O tempo de recalque esta diretamente relacionado com a espessura da parede da peça, e deve ser suficiente para o canal de injeção ou a peça solidificar (depende do que ocorrer primeiro). Um modo de encontrar o tempo ideal de recalque é através da pesagem de peças acabadas: quando não houver alteração no peso significa que o canal ou a peça solidificou. Um erro bastante comum é continuar recalcando quando o canal de injeção já está solidificado. Neste caso o recalque não está mais atuando e a injetora, desperdiçando energia e prolongando o ciclo.

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