Moldagem por injeção de borracha
moldagem por injeção de borracha A borracha não vulcanizada é moldada forçando-a para dentro de um molde metálico fechado. O molde é aquecido e mantido sob pressão durante todo o processo. À medida que a borracha preenche a cavidade, o calor desencadeia o processo de cura (vulcanização). Essa reação define permanentemente a forma e as propriedades físicas da peça.
Ao contrário dos plásticos, a borracha não simplesmente esfria e solidifica. O material precisa curar completamente dentro do molde antes da ejeção. O tempo de ciclo, a temperatura do molde e a pressão de injeção afetam diretamente a qualidade da peça. Esse processo é comumente usado para vedações, anéis de vedação, juntas, mangueiras e componentes similares. Ele permite a produção em larga escala com desempenho consistente.
Este guia explica a moldagem por injeção de borracha a partir de uma perspectiva prática de fabricação. Ele aborda os princípios do processo, os tipos de borracha, os métodos de moldagem, as aplicações e as vantagens.
O que é moldagem por injeção de borracha?
Processo de moldagem de borracha
O processo de moldagem por injeção de borracha O processo envolve a produção de peças a partir de borracha bruta utilizando um molde metálico. Após o molde ser preparado com uma cavidade pré-moldada, a borracha não vulcanizada é forçada através do molde sob alta pressão, curando-a (vulcanizando) dentro do molde. A reação de vulcanização forma ligações cruzadas na estrutura molecular da borracha, conferindo-lhe suas propriedades físicas finais.
Um elemento crucial na criação de moldes de borracha é o controle rigoroso de todas as variáveis, incluindo tempo, temperatura e pressão. Se essas variáveis estiverem fora da faixa aceitável especificada, o produto final poderá apresentar vulcanização incompleta, peças deformadas ou dimensões incorretas. Portanto, é essencial monitorar e configurar o processo adequadamente para obter resultados consistentes.
Fluxo de trabalho de moldagem por injeção de borracha (do projeto à produção)
Implantes de borracha de silicone moldada
O uso de moldes de borracha permite a produção consistente de peças idênticas, em vez da moldagem manual de cada uma. processo de produção Também depende de reações químicas sob condições controladas para criar resistência e flexibilidade na borracha. O calor também pode ser aplicado para melhorar a ciclo de cura durante a formação da peça.
Etapas envolvidas na moldagem por injeção de borracha:
- Projeto da peça
- Projeto de molde (desenvolvimento CAD)
- Projeto de sistema de portão e trilho
- Projeto de ventilação
- Seleção de material de molde
- Integração do sistema de controle de temperatura
- Fabricação e usinagem de moldes
- Inspeção e teste de mofo
- Preparação de material
- Processo de injeção e cura
- Linha de separação e controle de flash
- Desmoldagem e remoção de peças
- Pós-processamento e finalização
- Inspeção final e controle de qualidade
Tipos de processos de moldagem por injeção de borracha
Este processo de moldagem Cria peças de borracha forçando um composto de borracha em um molde fechado sob pressão. É mais adequado para produzir peças moldadas sob medida e Grandes volumes de peças de borracha semelhantes com qualidade consistente. A moldagem por injeção de borracha apresenta diversas vantagens, incluindo a capacidade de atingir tolerâncias rigorosas com requisitos mínimos de acabamento após a moldagem.
Aqui estão os principais tipos de moldagem por injeção de borracha.
Injeção de borracha orgânica
A moldagem por injeção orgânica é a forma mais antiga e comum de moldagem por injeção de borracha. Primeiro, um composto de borracha é criado a partir de uma formulação específica, depois é aquecido e injetado em um molde com um injetor tipo parafuso.
Após a mistura de borracha ser colocada no molde, ela é curada e adquire sua forma final. A moldagem por injeção de borracha orgânica é mais comumente usada para produzir componentes industriais de borracha duráveis e de alta resistência.
Moldagem por injeção de borracha de silicone líquida
Borracha de silicone líquida
Moldagem por injeção de LSR (Borracha de Silicone Líquida) Utiliza um produto de silicone líquido que é misturado e injetado em um molde selado, onde cura e forma uma peça sólida. Peças produzidas por moldagem por injeção de silicone Apresentam alta flexibilidade, limpeza e resistência ao calor. O LSR é mais comumente usado para criar peças complexas e de precisão, que podem incluir componentes de grau alimentício ou médico.
Moldagem por injeção de borracha termoplástica (TPR, TPE, TPV)
A moldagem por injeção de borracha termoplástica funciona de forma semelhante à moldagem por injeção de plástico, mas produz peças com propriedades similares às da borracha. As borrachas termoplásticas não requerem vulcanização, reduzindo o tempo de processamento necessário para a produção das peças. As peças de borracha termoplástica podem ser fabricadas em diversas cores e são recicláveis, o que as torna ideais para bens de consumo, invólucros elétricos e dispositivos médicos.
Moldagem por Injeção de Borracha Personalizada
Molduras por Medida O processo de moldagem de borracha permite que os fabricantes projetem peças de acordo com suas especificações, incluindo propriedades do material, formato e conformidade com os requisitos regulamentares.
É mais frequentemente utilizado para o desenvolvimento de protótipos, produção de baixo volume ou aplicações especializadas. O processo de moldagem por injeção de borracha personalizada oferece aos engenheiros a flexibilidade de desenvolver novos projetos e atender às especificações exatas de desempenho de um produto sem usar uma peça moldada pré-fabricada.
A moldagem por injeção de borracha personalizada é a mais adequada para a criação de produtos com requisitos exclusivos que as peças de borracha típicas não conseguem atender, principalmente quando são necessárias certificações ou desempenho preciso do material. (Leia também: moldagem por compressão de borracha)
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Tipos de borracha usados na moldagem por injeção
Este processo é compatível com diversos tipos de borracha, cada um oferecendo diferentes propriedades físicas, dependendo da aplicação pretendida. A escolha da borracha correta é essencial para garantir durabilidade, resistência química, resistência à temperatura e desempenho mecânico. A tabela abaixo ilustra os tipos de borracha mais comuns e suas respectivas propriedades físicas.
Borracha Natural (NR)
Peça moldada em borracha natural
A borracha natural é um polímero natural derivado do látex extraído das seringueiras. É conhecida por sua elasticidade, alta resistência à tração e resistência à abrasão. É um dos tipos de borracha mais populares para a produção de anéis de vedação, juntas, diafragmas, amortecedores e para-choques. Sua capacidade de aderir a metais a torna uma escolha popular para peças revestidas. Continua sendo uma opção com boa relação custo-benefício e é a preferida quando a flexibilidade é essencial.
Borracha nitrílica (NBR / Buna-N)
Diafragma moldado em NBR
A borracha nitrílica é um composto de borracha sintética feito de butadieno e acrilonitrilaÉ resistente a óleo, combustível, água e muitos produtos químicos. A borracha NBR é dura, resistente à abrasão e amplamente utilizada na indústria automotiva para vedações, juntas hidráulicas e componentes de sistemas de combustível. Sua resistência química e durabilidade mecânica a tornam um dos compostos de borracha mais versáteis para aplicações industriais.
Borracha nitrílica hidrogenada (HNBR)
O HNBR é uma variante da borracha nitrílica com resistência aprimorada ao calor, óleo e produtos químicos. Oferece desempenho superior em altas temperaturas e é utilizado na indústria de componentes de transmissão automotiva para vedações, mangueiras e outras aplicações. Sua durabilidade o torna ideal para aplicações que envolvem estresse térmico e químico.
Monômero de etileno propileno dieno (EPDM)
O EPDM é conhecido por sua excepcional resistência ao calor, ao ozônio e às intempéries. O EPDM é usado principalmente na moldagem por injeção de borracha para a indústria automotiva. Vedações de painéis, sistemas de freio, vedações à prova d'água, isolamento contra intempéries e isolamento elétrico. Possui longa vida útil em aplicações externas e em altas temperaturas.
Borracha de silicone (SI)
A borracha de silicone é altamente flexível e pode operar em temperaturas extremas. É utilizada em dispositivos médicos, válvulas, produtos para bebês e vedações de alta temperatura. O silicone mantém sua flexibilidade e resistência às intempéries, portanto, processo de moldagem de borracha de silicone É a opção preferida para aplicações industriais e de consumo.
Fluorossilicone (FVMQ)
O fluorosilicone combina a flexibilidade dos silicones com a resistência química e a combustíveis dos fluoropolímeros. Os fluorosilicones são amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial e automotiva em vedações, anéis de vedação e juntas expostas a derivados de petróleo e produtos químicos agressivos. Mantêm seu desempenho em uma ampla faixa de temperatura.
Neopreno (CR)
O neoprene é resistente ao fogo, às intempéries e à abrasão. É utilizado em juntas, mangueiras, correias industriais e revestimentos protetores. Sua versatilidade o torna adequado para aplicações marítimas, de construção e automotivas.
Borracha de estireno-butadieno (SBR)
O SBR é valorizado por sua excelente resistência à abrasão e sua capacidade de suportar o envelhecimento e o aparecimento de fissuras a longo prazo, proporcionando desempenho consistente em impactos e desgaste. Por esses motivos, o SBR é comumente usado em vedações, juntas, diafragmas, pneus, solados de calçados e correias transportadoras.
Borracha fluorocarbonada (FKM/Viton)
O FKM ou Viton apresenta um desempenho excepcional tanto em altas quanto em baixas temperaturas e resiste ao ataque de muitos produtos químicos agressivos. Devido às suas propriedades de resistência química e térmica, FKM ou Viton, é amplamente utilizado em sistemas de combustível, mangueiras e projetos de vedação com anéis de borracha, principalmente nas indústrias automotiva e de processos químicos. Como tal, esses materiais são ideais para quem precisa de operação confiável em condições ambientais adversas.
Borracha butílica (IIR)
A borracha butílica possui uma permeabilidade a gases excepcionalmente baixa e é um material superior para amortecimento de ruído devido à sua propriedade de ser resistente a impactos. propriedades de absorção sonora. Os usos mais comuns da borracha butílica incluem: revestimentos internos de pneus, tampas de rolhas farmacêuticas, vedações, e componentes que exigem controle de vibração. O IIR é flexível sob pressão externa, permitindo seu uso tanto em aplicações a vácuo quanto em aplicações de alta pressão.
Borracha de uretano (PU/Poliuretano)
A borracha de uretano apresenta excepcional resistência à tração, excelente resistência à abrasão e capacidade de suportar cargas pesadas. É frequentemente moldada em rodas, buchas, roletes e outros componentes industriais personalizados que sofrem desgaste significativo e cargas repetidas.
Elastômeros termoplásticos (TPE)
Os elastômeros termoplásticos combinam a flexibilidade da borracha com as capacidades de moldagem e reciclagem dos termoplásticos. São fáceis de moldar por injeção e podem ser fabricados com 100% de material pós-consumo e/ou reciclado de resíduos industriais. Os TPEs são frequentemente utilizados no design de componentes sobremoldados, acabamentos internos de automóveis, bens de consumo e dispositivos médicos que requerem uma superfície macia e confortável.
Vulcanizados Termoplásticos (TPV)
O TPV é um composto à base de polímero constituído por borracha EPDM misturada com polipropileno. O TPV oferece resistência térmica de longa duração à deformação por calor, à deformação permanente por compressão, à fadiga e a muitos produtos químicos. O TPV é frequentemente utilizado em vedações automotivas, juntas e componentes sob o capô que exigem durabilidade prolongada.
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Aplicações e usos da moldagem por injeção de borracha
Produtos sobremoldados de borracha
Componentes de borracha são comumente encontrados em diversos setores, incluindo as indústrias de máquinas, veículos, eletrônicos e produtos de consumo.
- Amortecedores de borracha: Os amortecedores são componentes de borracha usados para proteger equipamentos contra impactos e vibrações. Os designs desses componentes variam bastante, incluindo os estilos haste, cogumelo e embutido. Os amortecedores são instalados em equipamentos, móveis, expositores e embalagens para minimizar a força gerada em caso de impacto.
- Buchas de borracha: As buchas são projetadas para absorver a energia criada pelas vibrações entre duas peças de um equipamento. Esses componentes são geralmente cilíndricos; no entanto, algumas buchas são projetadas especificamente para aplicações específicas. As buchas são instaladas em diversos tipos de equipamentos, incluindo automóveis, caminhões, bicicletas, máquinas industriais e outros equipamentos pesados, para ajudar a reduzir a vibração e prolongar a vida útil do equipamento.
- Diafragmas de borracha: Os diafragmas isolam duas áreas de pressão e criam uma barreira para evitar vazamentos entre elas. Alguns diafragmas podem permanecer imóveis, enquanto outros se flexionam e se movem quando submetidos à pressão. Os diafragmas são comumente instalados em bombas, válvulas e sistemas de pressão.
- Ilhós de borracha: Os ilhós protegem fios e cabos contra bordas e rebarbas metálicas. Isso evita abrasões e cria uma zona de isolamento entre o cabo ou fio e a estrutura circundante, prevenindo curtos-circuitos e danos ao cabo ou fio. Os ilhós são instalados em diversas aplicações, incluindo eletrônicos, veículos e equipamentos industriais.
- Isoladores e suportes de borracha: Isoladores e suportes são componentes de borracha que reduzem a transmissão de vibrações e mantêm o nivelamento dos equipamentos. Podem assumir diversas formas, como amortecedores, coxins e batentes. Equipamentos que utilizam isoladores e suportes incluem máquinas industriais, sistemas de aquecimento e ar condicionado e equipamentos de transporte.
- Tampões de borracha: Os plugues são componentes de borracha que vedam aberturas para impedir a entrada de poeira e líquidos no interior dos equipamentos. Os plugues também protegem as aberturas dos conectores, evitando danos. Existem muitas configurações diferentes de plugues disponíveis, incluindo plugues em T, plugues em cruz e combinações de plugue com arruela. Todos os tipos de plugues são usados para evitar danos aos equipamentos causados por poeira ou líquidos e para prevenir curtos-circuitos.
- Vedações de borracha: As vedações selam folgas e impedem o vazamento de fluidos e gases de equipamentos. As vedações de borracha são usadas para vedar equipamentos que utilizam líquidos, gases e sistemas de alta pressão. Estão disponíveis em tiras, filmes, formatos moldados e outras formas, e são utilizadas em equipamentos, tubulações e outros sistemas mecânicos.
- Almofadas de borracha: As almofadas reduzem a quantidade de vibração transmitida através do equipamento e diminuem o ruído produzido. Elas protegem a superfície abaixo do equipamento e aumentam a segurança do operador. São utilizadas tanto em equipamentos pequenos, como impressoras de escritório, quanto em equipamentos maiores, como geradores elétricos.
- Ventosas de borracha: As ventosas permitem que equipamentos se fixem em superfícies planas ou curvas. Ventosas planas são usadas para agarrar superfícies planas, enquanto ventosas com fole são usadas para agarrar superfícies curvas ou com formatos irregulares. As ventosas são utilizadas em diversas aplicações, incluindo robótica, automação e movimentação de materiais.
- Arruelas de borracha: As arruelas são componentes de borracha utilizados para distribuir o peso e reduzir a vibração em equipamentos. Elas são usadas em juntas de tubulações, máquinas e conjuntos elétricos para ajudar a prevenir vazamentos e desgaste. Além de fornecer suporte e reduzir a vibração, as arruelas ajudam a proteger os equipamentos contra estresse e fadiga.
- Anéis de borracha: Os anéis de vedação (O-rings) servem para impedir a passagem de fluidos e gases dentro de equipamentos. São utilizados em aplicações hidráulicas, pneumáticas, químicas e automotivas. Além disso, os anéis de vedação são usados para evitar vazamentos de fluidos e gases e para suportar calor e pressão.
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