Especialmente para peças plásticas, a moldagem por injeção é uma técnica de fabricação essencial. Sua capacidade de produzir peças consistentes em grandes volumes a torna uma escolha popular para aplicações industriais. O que é moldagem por injeção? É um processo de criação de peças injetando a forma fundida do material na matriz; depois disso, o resfriamento da matriz a solidifica no formato da cavidade da matriz. Enquanto isso, variações de moldagem de plástico por injeção como moldagem por reação torná-la uma técnica mais especializada para diversas necessidades de produção.
O processo de moldagem por injeção reativa não envolve injeção de alta pressão. Em vez disso, um tanque armazena o poliol líquido e outro tanque contém isocianato. Em seguida, uma mistura dessas duas matérias-primas é passada para um molde com temperatura e pressão controladas, resultando em uma peça leve e durável após a solidificação. Esse método de moldagem é popular nas indústrias automotiva, médica e industrial.
Ao final do artigo, discutiremos o que é moldagem por injeção de reação. Seu processo, vantagens, aplicações e mais.
O que é Moldagem por Injeção de Reação (RIM)?
Processo de moldagem por injeção de reação
A moldagem RIM é um processo de moldagem de plástico de baixa pressão. Ele usa dois tanques de armazenamento, onde polímeros de baixa viscosidade são armazenados. Então, a mistura de dois líquidos de polímero é transferida para um molde com formatos de cavidade pré-determinados usando uma bomba pressurizada. A mistura de dois polímeros dentro do molde de injeção causa uma reação química que gera calor e constrói um componente mais espesso.
Molde de injeção de reação e peça
A mistura de líquidos poliméricos é crítica para a qualidade das peças finais. Portanto, a câmara de mistura opera em alta pressão. Enquanto isso, alguns aditivos como reforços de fibra são adicionados dependendo dos requisitos estruturais. Além disso, a baixa pressão de injeção ( 0.5–10 MPa) auxilia na formação de espuma durante a solidificação.
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Como a moldagem RIM difere da moldagem por injeção padrão?
Peça de moldagem por injeção de reação
Em primeiro lugar, o processo de moldagem RIM envolve dois ou mais materiais líquidos reativos, enquanto a moldagem por injeção padrão envolve a injeção de materiais em forma fundida sem nenhuma mistura ou mecanismo similar. Em segundo lugar, a polimerização pode criar um item de estrutura de espuma de célula fechada com propriedades únicas. Em terceiro lugar, a pressão de injeção para moldagem por injeção pode ir até 100 MPa. Enquanto isso, a pressão de moldagem por injeção de reação não é superior a 10 Mpa.
Tabela: RIM vs. IM convencional vs. Moldagem por compressão vs. RTM.
| fatores | Moldagem por injeção de reação (RIM) | Moldagem por injeção tradicional (IM) | Moldagem por compressão | Moldagem por transferência de resina (RTM) |
| Materiais Utilizados | Poliuretano, Poliureia, Epóxi | Termoplásticos (por exemplo, ABS, PP, PE) | Termofixos (por exemplo, epóxi, fenólicos) | Epóxi, Poliéster, Éster Vinílico |
| Exigência de pressão | 50-150 psi | 10,000-20,000 psi | 500-2,000 psi | 50-500 psi |
| Tempo de Ciclo | 1-5 minutos | 30 segundos - 2 minutos | 2-10 minutos | 5-30 minutos |
| Espessura da parede | 3-25 mm (suporta espessuras variadas) | 0.5-5 mm (espessura uniforme preferida) | 3-50 mm | 1-10 mm |
| Custo de Ferramentas | $ 10,000 - $ 100,000 | $ 50,000 - $ 500,000 | $ 20,000 - $ 200,000 | $ 50,000 - $ 300,000 |
| Faixa de tamanho de peça | Até 8 pés x 8 pés x 2 pés | Até 4 pés x 4 pés x 2 pés | Até 10 pés x 10 pés x 4 pés | Até 8 pés x 8 pés x 3 pés |
| Qualidade do acabamento da superfície | Suave, cosmético) | Polido, texturizado) | Moderado (pode exigir acabamento) | Alto (liso a texturizado) |
Processo de moldagem RIM
Etapas do processo RIM
- Preparação de reagentes
Primeiro, polímeros líquidos (tipicamente poliol e isocianato) são armazenados separadamente em dois tanques para evitar uma reação prematura. A principal preocupação nesta etapa é manter a temperatura e a pressão dos líquidos dentro dos tanques. Flutuações de temperatura afetam a viscosidade e, portanto, o processo de moldagem.
- Mistura Homogênea
Mistura de material durante RIM
O próximo passo é preparar a mistura homogênea para que as partes de cada ciclo de produção sejam consistentes. Envolve bombear os líquidos de ambos os tanques para uma câmara de cabeça de mistura de alta pressão. Além disso, existe um sistema de medição conectado à câmara para manter uma proporção determinada de dois líquidos.
- Injeção e Polimerização
Em seguida, os reagentes misturados são injetados na cavidade do molde. Então, a mistura preenche todo o molde e captura todos os detalhes intrincados do design do molde. Enquanto isso, os reagentes passam por uma reação química dentro de um molde chamada processo de polimerização. A polimerização faz com que o material se expanda e se solidifique.
- Cura
A cura do molde é crítica para atingir a polimerização completa e as propriedades finais. O tempo de cura depende do materiais de moldagem por injeção usado e as características desejadas do produto final. Os sistemas RIM avançados usam sensores e loops de feedback para monitorar o processo de cura em tempo real, para que o operador possa ajustar conforme necessário para manter as condições ideais.
- Desmoldagem
Após a cura, o molde é aberto e gentilmente extraído usando pinos ejetores ou um sistema automatizado. Posteriormente, as peças ejetadas vão para pós-processamento como aparar, lixar ou polir para atingir as tolerâncias desejadas e a qualidade do acabamento.
Materiais de moldagem por injeção de reação
Principalmente, a RIM utiliza mistura de poliol e isocianato, conhecida como poliuretano. A excelente flexibilidade, resistência ao impacto e durabilidade o tornam amplamente popular. Além disso, pode ser formulado para ser rígido ou flexível. Outros materiais e suas respectivas propriedades incluem;
- Resinas Epóxi: Resistência mecânica, excelente adesão e resistência química.
- Materiais de silicone: Biocompatibilidade, resistência ao calor e flexibilidade.
- Poliureia: Tempos de cura rápidos com alta resistência à abrasão e produtos químicos.
- nylon: Alta resistência à tração, excelente resistência ao desgaste e boa estabilidade química.
- Compósitos: Materiais de reforço, como fibras de vidro ou carbono, para maior resistência e rigidez.
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Aplicações de moldagem por injeção de reação
Aplicação RIM
A flexibilidade e as propriedades finais da moldagem por reação fazem dela uma técnica de fabricação proeminente em várias áreas, incluindo automotiva, plantas industriais, aeroespacial, médica, itens de consumo, etc. Além disso, ela também tem a capacidade de moldar peças mais espessas e peças com espessuras variadas.
Moldagem por injeção de reação de grande peça
De acordo com o relatório Moldagem por Injeção Automotiva setor, o processo de moldagem RIM cria componentes leves e duráveis como para-choques e para-lamas, peças grandes com alta resistência ao impacto. Da mesma forma, é usado em Moldagem por injeção médica para peças biocompatíveis e duráveis com dimensões precisas.
Abaixo são mostrados exemplos de aplicação de moldagem por injeção de reação nas principais indústrias.
Tabela: Aplicações de moldagem RIM
|
Expertise |
Aplicações |
|
Automotiva |
Para-choques, para-lamas, painéis de portas, componentes do painel, base para assento, etc. |
|
Indústria aeroespacial |
Móveis para aeronaves, painéis internos, mesas de bandeja, etc. |
|
Produtos para uso Médico |
Alojamento para equipamentos de diagnóstico, mobiliário médico, painéis de carrinho, etc. |
|
Expositores e Eletrónica |
Estojos e invólucros para muitos itens eletrônicos, corpos de câmeras, etc. |
|
Equipamentos Industriais |
Cabos de ferramentas, corpos de válvulas, escudos de proteção, alojamento para painel de controle, tampas de motor, etc. |
|
Detectando mercadorias |
Cascos de capacete, nadadeiras de prancha de surfe, assentos de caiaque, estofamento, etc. |
Vantagens da moldagem por injeção de reação
Acabamento liso nas peças plásticas RIM
- O processo produz peças leves com excelente resistência e impacto em comparação a outras moldagens de plástico ou moldagens de metal.
- A personalização das propriedades finais é possível adicionando enchimentos de reforço.
- A moldagem por reação permite geometrias com variação de espessura.
- As características térmicas baixas da moldagem por injeção de reação não exigem moldes caros; normalmente, são usados moldes de alumínio personalizados, que são mais baratos do que moldes de aço ou outros tipos de moldes.
- As peças moldadas RIM são facilmente pintáveis e podem atingir um acabamento de alto brilho.
- Qualquer metal ou outros insertos podem ser adicionados durante o processo de moldagem do RIM, permitindo vários componentes multimateriais.
Desvantagens da moldagem por injeção de reação
- O custo do material (poliol e isocianato) é maior do que outros termoplásticos usados na moldagem por injeção padrão. Como resultado, o custo geral Custo de moldagem por injeção pode ser aumentado.
- As opções de compatibilidade de materiais são menores para moldagem por injeção de reação; apenas alguns polímeros podem ser moldados por reação.
- O tempo do ciclo de produção é relativamente mais longo do que outras técnicas de moldagem de plástico.
Resumindo
A moldagem por injeção de reação é preferida ao processo padrão para peças plásticas grandes e mais espessas. Sua capacidade de espumar a peça durante a polimerização e personalizar as propriedades finais com enchimentos de reforço adicionados a torna indispensável na fabricação de peças plásticas. No entanto, um pequeno desvio e erro no processo de mistura ou nos parâmetros de moldagem podem afetar significativamente a qualidade do resultado final.
Portanto, uma proporção apropriada de mistura de polímeros e controles de temperatura e pressão são essenciais para obter peças e produtos de moldagem RIM de qualidade. A Boda tem toda a experiência em engenharia e fábrica avançada de moldagem por injeção para atender às suas necessidades e expectativas. Moldamos mais de 50 materiais, independentemente da variação que você deseja, RIM, Insert, Overmold ou qualquer outra. Você pode aproveitar Serviço de moldagem por injeção para o crescimento do seu negócio ou projetos de pesquisa. Envie-nos seu design e solicite um orçamento, e entraremos em contato com você!
Perguntas Frequentes
Qual é a diferença entre a moldagem por injeção de reação e a moldagem por injeção padrão?
A moldagem por injeção de reação (RIM) usa reagentes líquidos que reagem quimicamente e polimerizam dentro do molde para formar uma peça sólida. Em contraste, a moldagem por injeção padrão derrete pellets termoplásticos, injetando o material fundido em um molde para formar uma peça sólida sem nenhuma reação química.
As peças moldadas por reação são duráveis?
Sim, peças moldadas por reação são altamente duráveis. Elas oferecem excelente resistência, flexibilidade, resistência ao impacto e estabilidade dimensional devido à polimerização reticulada.
Quais materiais podem ser usados na moldagem RIM?
A moldagem RIM usa principalmente poliuretano (mistura de poliol e isocianato). Outros materiais incluem epóxi, silicone e alguns compostos.
Quais são os exemplos de produtos de moldagem por injeção de reação?
Alguns produtos de moldagem da RIM são para-choques automotivos, painéis internos aeroespaciais, invólucros de dispositivos médicos e gabinetes de eletrônicos de consumo.