Embalagem – Injeção desafia termoformagem nas linhas de produtos premium

Os fabricantes de injetoras enfrentam nos últimos anos um desafio instigante

Para atender a necessidade do nicho formado pelos fabricantes de embalagens para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos, além do mercado de descartáveis e utilidades domésticas, eles investem pesado no desenvolvimento de equipamentos capazes de produzir peças a cada dia mais leves. O esforço não é em vão. Trata-se de negócio para lá de atraente em todo o mundo.

O raciocínio vale para o mercado brasileiro, que tenta sair de forte crise econômica. Por aqui, o segmento de embalagens tem sofrido menos do que outros importantes clientes da indústria de base, como o automobilístico e a construção civil.

A redução de alguns gramas de peso significa muito para os transformadores ligados ao ramo de embalagens. Esses itens em geral são fabricados em quantidades enormes, que podem chegar a milhões de unidades por mês. E a matéria prima pode representar, conforme o caso, até 70% do custo total da peça.

Um efeito paralelo, o ganho em rentabilidade torna a injeção mais competitiva em relação a outros processos de transformação.

No caso de produtos populares, por exemplo, a termoformagem continua muito forte em determinadas categorias, como as margarinas. Quando se trata de itens de categoria premium, no entanto, a redução do preço das peças injetadas as torna viáveis. Isso ocorre, por exemplo, no caso de várias marcas de cream cheese, produto onde embalagens mais sofisticadas amplificam o poder de despertar o desejo dos consumidores.

Outra vantagem: a redução do custo torna o plástico mais atraente em relação a outros materiais, como vidro e metal. Não custa lembrar que vivemos um momento no qual muitos consumidores prestam atenção em questões ecológicas e esse é outro fator a ser levado em consideração na hora de produzir peças mais leves.

As injetoras projetadas para esse tipo de aplicação apresentam condições de trabalho diferenciadas. Elas precisam estar aptas a produzir peças em grande quantidade com paredes de espessuras muito reduzidas.

Essa característica exige ciclos curtos e elevada pressão de injeção, para que o preenchimento do molde ocorra sem os prejuízos resultantes do prematuro endurecimento da matéria prima dentro dele. Além de muito rápidos, os movimentos da máquina precisam ser para lá de precisos e sincronizados. As peças produzidas têm reduzido valor integrado e é imperativo que se alcance baixo custo de produção. Por isso, a busca pela economia de energia é imprescindível.

Para alcançar esses objetivos, as fabricantes nem sempre adotam as mesmas soluções. Os vários modelos disponíveis contam com características particulares desenvolvidas pelos departamentos de engenharia de cada empresa. E surgem novidades com frequência, como provam os lançamentos recentes ocorridos nas mais importantes feiras da indústria do plástico realizadas mundo afora. São modelos híbridos ou elétricos que levam a assinatura de marcas como Romi, Wittmann Battenfeld, Sumitomo Demag, Netstal e Toshiba.

Produto nacional – Injeção

Plástico Moderno, Reis: modelo híbrido conjuga precisão elevada e baixo custo
William dos Reis – Romi

“A procura por esse tipo de máquina tem sido maior devido ao aumento da demanda por embalagens plásticas injetadas em substituição de outros materiais, como metal e vidro, ou de outros processos de fabricação, como a termoformagem, além do contínuo aumento da competitividade nesses segmentos”,

confirma William dos Reis, diretor da unidade de máquinas para plásticos da Romi.

A empresa adotou a tecnologia híbrida ao idealizar sua nova linha de injetoras para esse tipo de aplicação, a série ES. Um modelo com 300 toneladas de força de fechamento foi apresentado ao público durante a Plástico Brasil, feira realizada em março em São Paulo. A máquina possui acionamento elétrico nos movimentos relativos às operações de fechamento, extração e plastificação.

O movimento de injeção é desenvolvido por acionamento hidráulico, a partir de um acumulador com controle efetuado por servoválvula.

“As injetoras híbridas trazem maior vantagem competitiva no consumo de energia e na produtividade, com os recursos de simultaneidade total e maior velocidade em todos os movimentos, além de atender aplicações mais extremas”, avaliou Reis.

Uma ideia do desempenho da máquina pode ser conferido no estande da empresa na feira. O modelo ES 300 tem razão máxima de injeção de 3.850 cm³/s e capacidade de plastificação de 110 g/s. Possui área de molde com 730 x 730 mm de distância entre colunas. Seu sistema de regeneração de energia Power Bank permite aproveitar a corrente elétrica gerada durante as frenagens dos movimentos. “Estas características proporcionam movimentos rápidos e simultâneos com alta eficiência energética e precisão”, destaca o diretor.

“Divisor de águas” – Injeção

A máquina EcoPower Xpress só chega ao mercado em 2017, mas a Wittman Battenfeld, empresa que a idealizou, mostrou aos clientes uma mostra de sua tecnologia na última edição da K’, feira realizada em outubro do ano passado em Dusseldorf, na Alemanha.

Plástico Moderno, Cardenal: produtividade cresce com os moldes multicavidades
Marcos Cardenal – Wittman Battenfeld

“Essa injetora será um divisor de águas nesse mercado”, garante Marcos Cardenal, engenheiro do departamento comercial da empresa no Brasil.

A série EcoPower Xpress é formada por modelos de 210 até 500 toneladas de força de fechamento.

Eles têm acionamento quase totalmente elétrico, com exceção de alguns componentes hidráulicos instalados para melhorar sua velocidade. “Pela legislação europeia, as injetoras com mais de 90% de acionamento elétrico são consideradas elétricas e a máquina se enquadra nessa categoria”, explica.

De acordo com a empresa, o funcionamento da máquina conta com um conceito totalmente inovador. Um dos diferenciais é a utilização de dois servomotores, o que garante elevada velocidade de injeção e economia de energia. “Ela chega a uma velocidade linear de 800 ml/s”. O segredo não está só na velocidade atingida, e sim no tempo reduzido com o qual ela é atingida. Propriedade similar à dos automóveis de elevado desempenho, que aceleram de 0 a 100 km/h em poucos segundos. “Seu servossistema permite que a alta velocidade seja atingida quase com o mesmo tempo obtido com o uso de acumuladores hidráulicos, isso com grande redução no gasto de energia elétrica”.

Na K’ foi demonstrado um modelo de 400 toneladas de força de fechamento que produziu tampas feitas de polipropileno no regime in mold label, em um molde convencional de oito cavidades em ciclos de 4,7 segundos. “A máquina trabalha de maneira tão ‘macia’ que nosso representante no estante colocava uma moeda de 1 euro em cima dela enquanto ela estava ligada e a moeda não caía. Estou na profissão há muitos anos e nunca vi nada parecido”, ressalta Cardenal.

O mais elétrico possível e compressão – Injeção

A mais recente novidade da Netstal para o mercado de embalagens.

São as máquinas híbridas da série Elios, dirigidas ao mercado de equipamentos de maior porte.

As máquinas vão de 450 a 750 toneladas de força de fechamento.

“A injetora tem total interação entre hidráulica e elétrica.

Para cada movimento, cada eixo que se move, foi analisado o melhor tipo de acionamento, o que proporciona desempenho mais rápido e eficiente”, explica Ítalo Zavaglia, gerente da divisão Netstal do escritório brasileiro da Krauss Maffei.

O executivo explica que, a pedido dos clientes, foi tentado encaixar o máximo possível de componentes elétricos, que permitem economia de energia e proporcionam maior precisão.

Plástico Moderno, Zavaglia: transformador local prefere as máquinas pequenas
Zavaglia – Netstal

“A máquina só não é completamente elétrica porque determinados movimentos precisam ter rápida aceleração. Para se chegar a isso seriam necessários componentes elétricos de grande dimensão“.

O resultado final foi este: os conjuntos de fechamento e dosagem têm acionamentos elétricos, o travamento e o sistema de injeção se movem por componentes hidráulicos.

Um exemplo do resultado obtido com o equipamento se deu no estande da empresa na feira alemã. Em uma máquina de 750 toneladas de força de fechamento, foram produzidas, em um stack-mold com 48 cavidades, tampas para embalagens com 80 mm de diâmetro, em ciclos de 3 segundos.

Os stack-molds – em português, “moldes empilhados” – em vez de ter uma placa com cavidades, têm duas placas com cavidades, cujos orifícios são montados de forma espelhada. Com eles é possível fabricar o dobro de peças na mesma injetora, em relação ao molde convencional.

Voltada ao mesmo tipo de aplicação, a Netstal também oferece a linha Elion, para os clientes interessados em modelos menores, até 400 toneladas de força de fechamento. “Por atuar com pressões menores, ela possui sistema de travamento elétrico.

Plástico Moderno, Injetora híbrida Elios exposta na K’ operou com stack molds
Injetora híbrida Elios exposta na K’ operou com stack molds – Netstal – Injetora

No mais, tem estrutura bastante similar à das máquinas Elios”. Um dado interessante lembrado por Zavaglia: “os transformadores brasileiros preferem comprar com máquinas menores. Em outros países, como nos Estados Unidos e até no México, a preferência recai sobre os modelos maiores, a ideia é conseguir a maior produção possível por metro quadrado”.

Outra tecnologia para esse nicho oferecida pela Netstal é a da injeção por compressão. Ainda pouco utilizada mesmo nos países mais avançados, ela foi exibida pela primeira vez na feira de Fukuma, no Japão, em outubro de 2015. Na última edição da K’, provocou muitos comentários. Trata-se da injeção com compressão, disponível há algum tempo e que agora ganha fôlego com o surgimento de máquinas mais rápidas.

A técnica consiste em começar o processo de injeção com o molde ainda aberto – em torno de um ou dois milímetros, conforme a peça a ser fabricada.

Todo o material é introduzido nas cavidades e em seguida o molde é fechado, ainda com o material derretido, “esmagando” a peça por compressão. Toda essa operação é feita em elevada velocidade, coisa de décimos de segundo. Na injeção convencional o material só começa a ser introduzido após o molde estar totalmente fechado. Com a possibilidade de se usar o stack-mold, a injeção por compressão ganha competitividade inclusive em relação à termoformagem, muito utilizada pela indústria alimentícia para obter potes com paredes finas.

Zavaglia explica que para realizar a operação as injetoras necessitam de algumas adaptações em relação aos modelos convencionais.

O maior segredo se encontra no projeto dos moldes, que precisam contar com características diferenciadas. “O processo permite uma série de vantagens em relação à injeção convencional”, garante. Com ele, é possível obter peças com redução de peso próxima dos 20%. “Com a compressão conseguimos paredes muito finas, sem o perigo presente na injeção comum do plástico de se solidificar antes do total preenchimento das cavidades”.

Como a etapa de preenchimento se dá com a ferramenta aberta, a pressão necessária para a injeção cai e a operação pode ser realizada em máquina de menor porte. “A injetora pode contar com força de fechamento 30% menor do que na injeção convencional”. Também é possível trabalhar com matérias-primas com menor índice de fluidez. O tempo do ciclo sofre redução de 5% e a economia de espaço na fábrica fica em torno de 15%. Zavaglia arredonda as contas e fornece o número que mais sensibiliza os potenciais compradores. “Juntando todas as variáveis, o custo final da peça cai cerca de 10%”.

Para mostrar a técnica aos visitantes da K’, a empresa montou em seu estande uma injetora Elion com 280 toneladas de força de fechamento. Ela trabalhou com stack-mold e sistema de in mold label, pelo qual os rótulos são colocados por robôs nos moldes antes do início do ciclo de injeção. Em ciclos de cinco segundos, produziu oito potes de margarina nas dimensões de 137 mm x 92 mm x 63 mm.

O peso de cada pote era de 10,7 gramas. A linha era totalmente automatizada, com sincronização de 99,98%. “Em 95% das fábricas brasileiras, não se obtém por termoformagem potes com a espessura de parede que conseguimos produzir na feira”.

Híbridas e elétricas – Injeção

O mercado de embalagens é dos mais importantes para a Sumitomo Demag.

Plástico Moderno, Rieker: in mold label combina bem com pote de paredes finas
Christoph Rieker – Sumitomo Demag

“Somos muito fortes, temos máquinas muito indicadas para essa aplicação”, garante Christoph Rieker, gerente geral do escritório brasileiro da multinacional.

Tanto que conta com bom número de máquinas instaladas por aqui.

E a perspectiva para os próximos meses é otimista. “Depois de um período negativo, muitos clientes estão fazendo consultas, querem tirar os projetos das gavetas”.

A série de injetoras da empresa para esse mercado é a El-Exis SP, formada por modelos de 160 a 580 toneladas de força de fechamento.

“É uma máquina híbrida, com motor de plastificação elétrico de alta velocidade e sistema de fechamento hidráulico”. O gerente ressalta uma tendência do mercado, a de usar o recurso do in mold label. “Como são paredes muito finas, os rótulos, ao se incorporarem nas paredes, ajudam a peça a suportar o esforço necessário durante o seu uso”. A empresa oferece unidades de injeção diferenciadas de acordo com a aplicação. “Uma tampa não pesa tanto quanto um pote”, justifica.

A japonesa Toshiba participa do mercado de injetoras apenas com modelos elétricos.

“Para esse nicho recomentamos nossa linha SX High Speed”, informa Hercules Piazzo, diretor da Hercx, empresa que detém a licença de comercialização da marca no Brasil.

Plástico Moderno, Linha SX High Speed inicia a injeção com molde ainda aberto
Linha SX High Speed inicia a injeção com molde ainda aberto – Toshiba Injetora

O equipamento é oferecido com capacidades de 30 a 550 toneladas de força de fechamento.

Plástico Moderno, Piazzo: preenchimento do molde é feito com pressão mais baixa
Hercules Piazzo -Toshiba

Uma de suas características é a de começar a injetar as peças antes do fechamento do molde.

“Além de ganhar tempo, o recurso permite que o material comece a preencher as cavidades com pressão menor”.

Não confundir com a injeção por compressão, na qual o material é “esmagado” durante o processo de fechamento. Nesse caso o molde fecha antes de ser totalmente preenchido.

São oferecidos alguns componentes opcionais, como uma rosca com duplo filete, que aumenta a capacidade de plastificação e melhora a homogeneização do masterbatch.

 

 

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Adblock detectado

Por favor, considere apoiar-nos, desativando o seu bloqueador de anúncios