Cores e materiais diversos são colocados na mesma peça

Plástico Moderno, Cores e materiais diversos são colocados na mesma peça, com alta qualidade - Injeção Multimateriais

Não no ritmo de há algumas décadas nos países desenvolvidos, onde a prática já é para lá de usual, aumenta no Brasil o interesse pela produção de peças plásticas coloridas mediante a tecnologia conhecida como injeção multicomponente ou multimateriais. As peças mais comuns são as fabricadas em duas cores. Há um bom número com três cores e a partir de quatro os casos são raros, mesmo no exterior. Esse nicho de mercado, com crescimento tímido por aqui nos últimos anos muito por conta da situação da economia, apresenta bom potencial para o futuro e chama a atenção dos principais fabricantes de injetoras, equipamentos periféricos e ferramentarias com tecnologia de ponta.

Vários são os motivos para acreditar no desenvolvimento desse mercado. Começa pela possibilidade de obtenção de peças com características mais funcionais. São os casos, por exemplo, de itens que necessitam da união das propriedades de diferentes matérias-primas para atender a exigência de sua função. Tal união se obtém com maior economia e qualidade em uma estrutura única do que em um conjunto de peças montado a partir de itens fabricados em dois ou mais ciclos de injeção. Um caso típico é o da lanterna de automóvel, produzida com até três cores e materiais distintos em ciclo de injeção único. Ou de componentes também da indústria automobilística cujo funcionamento exija qualidades de vedação.

Plástico Moderno, Peças técnicas feitas com Systec Multi

Outro exemplo pode ser encontrado nos cabos de ferramentas como furadeiras, no qual a parte interior possui a resistência mecânica necessária para aguentar o esforço resultante da operação e a exterior permite melhor grip, maior firmeza ao operador enquanto a segura durante a execução do serviço. O uso de mais de uma cor também pode ser estratégia de marketing. Impossível negar o poder de atração de produtos coloridos em aplicações as mais variadas, casos dos aparelhos de barbear, escovas de dente ou em embalagens, nas quais a tecnologia é muito usada em tampas flip-top de shampoos e em outras aplicações.

Apesar do investimento inicial para a implantação de uma linha de produção multicomponente ser mais elevada que a tradicional, a técnica pode ser adotada até por questão de economia. Em peças maciças, ela permite utilizar internamente material totalmente reciclado e na película externa material virgem, sem qualquer dano à aparência final do produto – as chamadas peças “sanduíches”. Tal aplicação pode ser vantajosa para a produção em grande escala de tampas de vasos sanitários, por exemplo.

Plástico Moderno, Tiergarten: os moldes para essa tecnologia são mais caros
Tiergarten: os moldes para essa tecnologia são mais caros

Do design aos moldes – Os usos da injeção multicomponente são os mais distintos, a criatividade dos projetistas é o limite da utilização da tecnologia. Uma vez definido o desenho da peça a ser fabricada, começa um grande desafio, o de projetar o molde mais adequado para a implantação da linha de produção. No Brasil, poucas são as ferramentarias do ramo capacitadas para tanto. Entre elas podem ser citadas a Btomec, de Joinville-SC, e a Moltec, de São Paulo-SP, ambas com atuação bastante voltada para o ramo de embalagens. Alguns transformadores que trabalham com esse tipo de peça contam com ferramentaria própria capacitada para desenvolver esses projetos.

Em termos de mercado, os dirigentes dessas empresas têm posição similar. O nicho tem muito a evoluir quando as condições econômicas ficarem mais favoráveis. Por enquanto, as encomendas se encontram prejudicadas. “Como esse mercado envolve ferramentas de maior valor agregado, são moldes mais caros, os clientes não têm investido tanto”, resume Wiland Tiergarten, diretor da Btomec. A grande maioria das encomendas para as duas empresas são para peças em duas cores.

Os projetos dos moldes exigem tecnologia avançada. “Existem diferentes possibilidades de conceber o tipo de molde a ser adotado, precisamos avaliar as necessidades do cliente e o equipamento no qual a peça será fabricada para definir a melhor maneira de preencher as cavidades”, informa Bruno Chagas, diretor da Moltec. A escolha é tão importante que precisa levar em conta vários parâmetros, como as características das máquinas onde as peças serão fabricadas, quais os materiais utilizados, qual a quantidade de cada matéria-prima presente nas peças, o volume de peças desejado e outros. Os atributos necessários para o bom desempenho da ferramenta não param por aí. “É necessária enorme precisão dimensional de seus componentes, com rigor na casa dos milésimos de milímetros”, acrescenta Tiergarten. Qualquer desajuste pode significar problemas como o surgimento de rebarbas, entre outros.

De maneira simplificada, essas matrizes podem ser divididas em dois grandes grupos, cada qual com soluções adequadas às características do tipo de peça desejado. “O ideal é fazer a seleção a partir do equipamento disponível na fábrica do cliente”, diz Tiergarten. Em um dos grupos, para cada peça a ser produzida existe uma cavidade dotada com uma espécie de lâmina. Nos ciclos, antes da etapa em que é injetado o primeiro material, essas lâminas são acionadas de modo que impeçam o preenchimento completo das cavidades. Em seguida, a primeira unidade de injeção introduz a quantidade prevista de plástico. As lâminas são recolhidas. O segundo canhão de injeção, então, é acionado e preenche o espaço vazio restante. Os moldes dotados com lâminas são menos caros, pois contam com número de cavidades menor. Nem por isso, são sempre os mais indicados.

Plástico Moderno, Conjunto de moldes da Btomec para escovas de dente com duas cores
Conjunto de moldes da Btomec para escovas de dente com duas cores

No outro grupo, para cada peça os moldes contam com duas cavidades. A operação pode se dar de maneiras distintas, sempre com o preenchimento simultâneo das cavidades. Em uma das mais usadas, durante o ciclo, depois da etapa de resfriamento, a peça resultante da primeira injeção é retirada e transportada para a segunda cavidade, vazia após a peça pronta ter sido retirada da máquina. Essa transferência pode ser feita por diferentes métodos – um equipamento bastante utilizado para a operação é o robô.

Outra tecnologia bastante utilizada para moldes com duas cavidades por peça prevê um movimento de rotação dos moldes, realizada por sistemas de engrenagens presentes nas máquinas. Com a rotação, após o resfriamento, as cavidades preenchidas após a primeira injeção são posicionadas junto ao canhão da máquina responsável pela introdução do segundo material. Enquanto isso, as peças prontas são retiradas e as cavidades vazias se posicionam junto ao canhão onde se dará a injeção do primeiro material. Esse método é mais indicado para a produção de peças em larga escala, como aparelhos de barbear, por exemplo.

Uma das dificuldades da tecnologia se encontra na realização do processo de resfriamento. O ajuste é mais complexo no caso dos moldes dotados com lâmina. Durante o ciclo, antes da barreira se recolher, o material da primeira cor precisa atingir temperatura adequada, nem fria para dificultar a adesão do segundo material e nem quente para que essa adesão se transforme em indesejável fusão.

Câmaras quentes e itens padronizados – Um aspecto importante para os moldes de peças multicomponentes é o cuidado necessário com os projetos das câmaras quentes. De acordo com informações prestadas pela Polimold, empresa nacional fabricante de componentes para moldes, os sistemas de câmaras quentes utilizados apresentam condições técnicas similares às dos indicados para a injeção de apenas um material.

A diferença se encontra no cuidado necessário para o controle das temperaturas de cada material utilizado. Um aspecto importante é a forma de localizar as câmaras dentro das ferramentas. No caso dos moldes de uma cavidade por peça, os sistemas ficam sobrepostos em dois (no caso de peças bicolores) ou mais níveis (para peças com três ou mais cores). Já naqueles com duas cavidades por peça, os sistemas costumam ser montados em paralelo.

Plástico Moderno, Injetora elétrica pode ser configurada para multimateriais
Injetora elétrica pode ser configurada para multimateriais

As ferramentarias podem usar os porta-moldes padronizados oferecidos pelo mercado para a construção das ferramentas. Eles não apresentam grandes alterações em relação aos convencionais. O que muda é o tamanho e a altura necessários para encaixá-los na matriz. Conforme o caso, é preciso acrescentar uma ou mais placas para alojar o conjunto de câmaras quentes.

De acordo com informações da Polimold, o mercado de produtos para moldes multicomponentes está em evolução. No passado, a procura era bastante restrita, basicamente feita por transformadores fabricantes de lanternas traseiras e tampas flip top para cosméticos. Hoje, o mercado se expandiu, em especial pela procura da indústria automobilística, que em peças técnicas está combinando com maior frequência as características de dois materiais em uma única peça.

Injetoras – Os fabricantes de injetoras oferecem modelos para a operação, dotados com características específicas. A principal diferença se encontra no fato de contar com duas ou mais unidades de injeção. Os canhões são montados na máquina de formas distintas, conforme as características da peça, de onde estão instaladas as buchas de injeção do molde. O cilindro principal fica na posição convencional. O segundo pode ser instalado, em relação ao principal, em posição paralela, vertical, ao lado da máquina ou oblíqua. A partir da necessidade de um terceiro ou quarto cilindro, a localização segue critério semelhante.

Outro diferencial dessas máquinas se encontra em seu controle, dotado com softwares mais sofisticados do que os presentes em modelos convencionais. Eles precisam garantir com grande precisão a execução de todos os movimentos e o gerenciamento dos vários parâmetros necessários para as operações, como o controle das temperaturas e pressões corretas nas etapas de plastificação das resinas.

Plástico Moderno, Rieker: lanternas automotivas pedem três unidades de injeção
Rieker: lanternas automotivas pedem três unidades de injeção

Essas injetoras também produzem peças em uma só cor. Dessa forma, os transformadores podem aproveitás-la em tempo integral, mesmo quando são desativadas as linhas de produção de peças com mais de uma cor. Uma ressalva: alguns transformadores, em aplicações em que isso é possível, utilizam máquinas convencionais adaptadas com a instalação de uma segunda unidade de injeção com controle independente.

A brasileira Romi dispõe de versões multicomponentes nas suas linhas de injetoras hidráulicas EN e elétricas EL. “O desenvolvimento do processo multimaterial tem aumentando, em especial no segmento automotivo. Ele agrega mais valor ao produto injetado, além de unificar a produção de peças que precisam de combinações de materiais ou cores”, informa William dos Reis, diretor da unidade de máquinas para plásticos. As máquinas Romi possuem projeto modular e permitem a aplicação das unidades injetoras nas posições adequadas a cada cliente. “Podem ser fornecidas com opcionais como placas giratórias, núcleo giratório e sistema de troca rápida de molde, entre outros”.

A multinacional fabricante de injetoras Sumitomo Demag oferece para esse nicho de mercado a Série Systec Multi, com modelos que vão de 160 a 1,3 mil toneladas de forças de fechamento. As injetoras, em seus modelos standard, podem ter acopladas até três unidades de injeção, montáveis em diversas posições de acordo com as exigências necessárias para a produção das peças. A partir de três unidades de injeção, a empresa projeta o equipamento por encomenda.

As máquinas Systec Multi apresentam propriedades distintas em relação às máquinas comuns. “Elas são configuradas com bombas reforçadas, utilizam mais óleo para movimentar o maior número de unidades de injeção. Também precisam atuar com maior potência”, informa Christoph Rieker, gerente geral do escritório brasileiro da empresa. São oferecidas com todos os opcionais necessários para facilitar a operação.

Plástico Moderno, Cardenal: B8 controla unidades de injeção sem usar fios
Cardenal: B8 controla unidades de injeção sem usar fios

As dificuldades na economia não colaboram muito com o aumento de pedidos, revela o executivo. Mas as consultas recebidas nos últimos tempos demonstram bom potencial de negócios quando houver a retomada. “Em 80% dos casos, os clientes pedem máquinas com duas unidades”. Os pedidos hoje, na maioria das vezes, são para peças como tampas flip top, peças automobilísticas e instrumentos para cuidado pessoal, caso das escovas de dente e aparelhos de barbear. “Existem aplicações diferenciadas, como potes de alimentos que proporcionam aos usuários sensações de toque agradáveis”. As máquinas com três unidades de injeção são normalmente procuradas pelos fabricantes de lanternas para automóveis.

Outra multinacional com escritório no Brasil e atuação importante no segmento é a Wittmann Battenfeld. “Nossos modelos standard para essa aplicação comportam duas, três ou até quatro unidades de injeção. Mas já fizemos por encomenda, na Alemanha, máquinas com até seis unidades de injeção”, explica o engenheiro de vendas Marcos Cardenal. De acordo com o técnico, a seleção é feita a partir do design da peça a ser injetada e da consequente solução adotada para do molde. “O uso mais comum entre os clientes é o das máquinas com duas unidades, sendo a segunda montada em posição vertical. Também é bastante utilizada a montagem do segundo canal de injeção ao lado da máquina”.

Para a aplicação, a empresa oferece as séries Smart Power Combimould (com modelos de 60 a 350 toneladas de força de fechamento) e Macro Power Combimould (de 400 a mil toneladas), ambas equipadas com todos os recursos e componentes opcionais necessários para atender as necessidades de cada aplicação. Um destaque fica para o controle B8, que equipa as máquinas das duas séries, lançado recentemente. “Além de contarem com elevada capacidade de gerenciamento de dados, eles funcionam com tecnologia wi-fi, que dispensa o uso de fios”. Além da injetora, a empresa oferece todos os equipamentos necessários para a linha de produção, de robôs aos demais periféricos.

Robôs – A precisão de movimentos exigida para a operação de injeção de peças multicores torna o uso de robôs quase imprescindível. Trata-se de nicho interessante para as empresas fornecedoras do equipamento, embora suas vendas não entusiasmem todos os participantes desse mercado. “Esse robô é produto para um projeto muito específico e por isso a procura não é tão frequente”, informa Oscar da Silva, diretor da Sepro do Brasil, filial da multinacional francesa especialidade em robôs para automação de linhas de injeção de plástico.

“O tipo a ser adotado depende do modelo da injetora utilizada”, explica Silva. Em máquina multicomponente com placa rotativa voltada para a troca de posição da cavidade para receber a segunda injeção, por exemplo, o trabalho do robô é similar ao efetuado nas máquinas comuns. Caso seja uma injetora sem placa rotativa, pode ser usado um robô para transferir a peça resultante da primeira injeção para a outra cavidade. Nesse caso o modelo de seis eixos é o mais indicado. “Neste tipo de aplicação é possível usar máquina e molde de valor menor”, ressalta o diretor.

Silva informa que a empresa possui modelos para cada tipo de necessidade. Quando a segunda unidade de injeção está inclinada sobre a primeira, o topo da placa fixa fica livre e pode ser utilizado um robô cartesiano comum, oferecido pela empresa com as marcas Success ou S5. No caso em que a segunda unidade de injeção se encontra em posição vertical sobre a placa fixa, os modelos recomendados são os da linha Multi-Inject, que podem ser montados em pórticos sobre a placa móvel, ou os de seis eixos da série 6X Visual, estes fixados no piso e que entram lateralmente pela porta traseira da injetora.

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