A técnica de produção de moldagem por injeção assistida por gás (GAIM) melhora o desempenho das peças através de métodos de injeção de gás. O procedimento de moldagem por injeção padrão (SIM) difere porque a injeção de gás ocorre dentro da cavidade do molde durante todo o período de injeção do material. A abordagem é crucial em comparação com o SIM como método tradicional. Reduz e melhora a qualidade das peças e o consumo de material. O impacto global é de alto nível e geometrias complexas e paredes finas de peças de produção.

Princípios básicos do GAIM

Os operadores introduzem quantidades precisas de gás na cavidade do molde através da moldagem por injeção assistida por gás. O processo de plástico fundido ocorre antes da conclusão da montagem do gás. O gás produz uma área central oca dentro da peça existente. O núcleo permite que os processos de fabrico reduzam os requisitos de materiais e de peso. O método mantém a qualidade estrutural e a integridade do sistema.

Injeção de material

A moldagem por injeção assistida por gás inicia a moldagem por injeção padrão. Há a colocação de plástico fundido por injeção na cavidade do molde e de alta pressão. Sob forte força, o plástico é colocado no molde para criar uma forma precisa da peça. Os produtos da GAIM são superiores aos da moldagem por injeção normal.

Fase de injeção de gás

O gás nitrogénio passa através de um bocal de poço ao encher o núcleo. O gás passa pelos canais de gás através do material plástico. Desenvolve uma pressão que ajusta os plásticos fundidos no núcleo. O processo minimiza a quantidade de material aplicável, as paredes exteriores finas e os contentores de gás.

Fase de arrefecimento

A terceira fase do processo de moldagem por injeção assistida por gás é a fase de arrefecimento. A fase de arrefecimento requer tempo, uma vez que a forma do produto já está no sítio. A fase de arrefecimento precede a fase de injeção de gás. O objetivo é solidificar o material plástico na bolha de gás. O processo segue a navegação do gás para uma secção transversal de um canal de gás. A abordagem é geralmente semi-circular. A solidificação como processo garante que a secção oca não colapse. Além disso, é responsável por manter uma taxa de arrefecimento uniforme para o gás. Este processo de arrefecimento é vital para ajudar os plásticos a solidificarem-se eficazmente.

Moldagem por ejeção

A fase final é a ejeção do molde. Implica a abertura do molde para libertar a peça acabada. A entrada no molde deve ocorrer antes de expirar o período designado. O gás desempenha um papel essencial quando o molde se abre para sair através do espaço de ar. A cavidade oca no interior da peça do molde completa o segmento restante. Após a formação do molde, a peça sai através da secção aberta do molde.

Principais proponentes do GAIM

Uma estrutura adequada de componentes essenciais continua a ser fundamental para a moldagem por injeção assistida por gás.

Sistema de injeção de gás: Os mestres dos sistemas de injeção de gás facilitam a operação de moldagem por injeção assistida por gás. O sistema contém uma regulação da pressão de alimentação de azoto e uma válvula de controlo que controla o fluxo de gás. O bico utiliza o seu design para transportar o gás existente para a cavidade do molde.
Máquina de moldagem por injeção: As válvulas e controlos especiais para a gestão do fluxo de gás alteram significativamente as máquinas de injeção standard através da integração do sistema de injeção de gás. Os fabricantes implementam o equipamento de fabrico atualizado para realizar o fabrico simultâneo de peças padrão, bem como a moldagem assistida por gás a partir de uma única instalação. Isto reduz as despesas de produção dos fabricantes.

Conceção de moldes

Os moldes projectados contêm caraterísticas assistidas por gás para um fluxo de ar adequado que gera elementos ocos nos componentes moldados. A montagem da conceção adequada do molde continua a ser essencial para conseguir uma distribuição adequada do gás. O gás viaja através de fracturas específicas ao longo das linhas de fraqueza para formar uma secção essencial. Os moldes de injeção devem conter caraterísticas que permitam a entrada de gás no espaço do molde.

Comparação com a moldagem por injeção padrão

Os materiais na moldagem por injeção assistida por gás requerem uma melhoria do desempenho devido ao fator de eficiência deste método. A moldagem por injeção do passado e da antiguidade exige o material completo da cavidade para a formação da peça. O impacto é a elevada quantidade de material utilizado, especialmente para peças espessas e grandes. Por outro lado, o gás cria um centro oco. O efeito é a baixa quantidade de material utilizado para manter a resistência e a durabilidade.

Redução de peso: A utilização limitada de material oferece uma vantagem na redução do peso. O processo de moldagem assistida por gás desenvolve secções ocas no centro da peça, resultando em menos peso e maior resistência. A moldagem por injeção normal requer um enchimento da cavidade, o que implica custos de peso adicionais. O enchimento é, portanto, um desperdício em comparação com a moldagem assistida por gás.

Acabamento e qualidade da superfície: A moldagem por injeção assistida por gás pode oferecer mais acabamentos de superfície do que as peças da moldagem por injeção normal. A pressão da injeção de gás ajuda a remover o fluxo de material, o ar e as imperfeições.

Período de tempo do ciclo: Os processos de moldagem assistida por gás necessitam de mais tempo do que a moldagem por injeção normal para executar um ciclo. Todo o processo necessita de durações mais longas do que o tempo de arrefecimento durante a injeção de gás. Por vezes, o tempo de ciclo completa a sua execução num curto espaço de tempo. A tecnologia de moldagem por injeção standard enfrenta desafios no processamento de peças de curta duração, o que se torna difícil em formas complexas e aplicações leves.

Flexibilidade de conceção de peças: O GAIM destaca-se quando a criação de peças requer geometrias complexas. Também conduz a paredes finas e estruturas internas técnicas. A criação de núcleos ocos em projectos de produtos revela-se difícil ou inatingível com processos de moldagem por injeção normais.

Quando utilizar a moldagem por injeção assistida por gás

As indústrias que necessitam de uma qualidade de acabamento superficial superior consideram a moldagem por injeção assistida por gás uma tecnologia essencial. A pressão do gás ajuda a eliminar erros e defeitos provocados por armadilhas de ar. Também permite a existência de linhas de fluxo e marcas de afundamento, típicas dos processos assistidos por padrão que produzem paredes espessas. O acabamento superficial mais suave minimiza a necessidade de pós-processamento.

Redução significativa de peças e de peso

A moldagem por injeção assistida por gás é crucial para o desenvolvimento de peças de grandes dimensões e para a redução do peso. Ajuda na redução do peso, concentrando-se em paredes finas. As peças de grandes dimensões formam-se a partir da secção oca no interior do molde. As peças de plástico, especialmente nos sectores automóvel, de produtos de consumo e aeroespacial, centram-se em níveis de peso mínimos. A percentagem de peso que não está a ser utilizada varia entre 20-40%. A integridade estrutural é um resultado essencial deste processo de fabrico, uma vez que permite a produção informada de painéis de instrumentos, garantindo simultaneamente uma forte integridade nos encostos dos bancos e nos componentes de acabamento.

Desenvolvimento de estruturas complexas

O processo de moldagem por injeção com assistência de gás proporciona resultados adequados para a criação de peças que requerem desenhos complexos e estruturas de paredes finas. Os fabricantes conseguem espaços ocos com a injeção de gás para tornar menos complicada a produção de estruturas internas complexas. A indústria automóvel pode desenvolver para-choques e painéis interiores através da moldagem por injeção assistida por gás. Os projectos situam-se entre os processos de injeção tradicionais e os processos assistidos por gás. Os fabricantes enfrentam dificuldades em trabalhar com paredes de dimensões consideráveis e materiais sólidos e de alta pressão.

Utilização limitada de material

Os fabricantes monitorizam ativamente as despesas com matérias-primas durante a grande produção, uma vez que estas desempenham um papel essencial. A técnica de injeção assistida é fundamental para reduzir os gastos com materiais sem prejudicar o desempenho da resistência do produto. O processo é necessário, principalmente quando se produzem peças com grandes volumes. A abordagem de redução de custos é típica da indústria automóvel e é utilizada para peças de aparelhos, tais como elementos de caixas industriais.

Peças com estruturas internas

GAIM é uma solução para peças que exigem caraterísticas internas, como cavidades, nervuras e canais. O processo torna possível a produção de estruturas ocas juntamente com formas internas. As vantagens que a moldagem por injeção padrão enfrenta são difíceis de ultrapassar. Os dispositivos médicos essenciais derivados desta tecnologia incluem frascos, seringas e contentores.

Materiais comuns utilizados na moldagem por injeção assistida por gás

ABS

O acrilonitrilo butadieno-estireno (ABS) é uma das principais matérias-primas que impulsionam as operações da GAIM. Possui excelentes caraterísticas de fluidez, propriedades mecânicas adequadas e facilidade de processamento. O ABS é crucial para a produção de bens de consumo e caixas electrónicas. A sua boa permeabilidade ao gás torna-o prático para o processo de moldagem por injeção assistida por gás.

PP

O polipropileno (PP) é eficaz para as indústrias automóvel e de embalagens. A sua boa estabilidade térmica e fluidez permitem-lhe formar peças complexas em estruturas ocas e aumentar a sua resistência. As boas propriedades de resistência química do polipropileno tornam-no adequado para ambientes quimicamente agressivos.

PA

A poliamida (nylon) é crucial no GAIM durante a elevada força mecânica e resistência ao calor. O processo GAIM produz eficazmente peças para automóveis, e a sua aplicação estende-se a componentes médicos, industriais e eléctricos. No entanto, exige um controlo eficaz e, ocasionalmente, tem uma viscosidade elevada.

PC

O policarbonato (PC) é fundamental na produção de peças GAIM de alto nível. O processo GAIM centra-se na estabilidade dimensional, resistência, impacto e transparência. A estrutura de carbono faz parte de um produto maior. A sua elevada estabilidade térmica e resistência tornam-no adequado para peças em ambientes de alta temperatura. Também tem permeabilidade ao gás, o que o torna útil para o processo GAIM. No entanto, é necessário um controlo eficaz dos preços para evitar possíveis defeitos.

PS

O GAIM apresenta um desempenho eficaz e compatibilidade com o material vital Poliestireno (PS). Os projectistas utilizam o PS nos seus sistemas para poupar custos quando a alta prioridade é mais importante. As caraterísticas do material PS incluem baixa resistência, resistência ao calor e propriedades de fabrico fáceis.

PE

O polietileno (PE) é utilizado na técnica de moldagem por injeção assistida por gás para produzir vários componentes e recipientes industriais. Este material demonstra fluidez, resistência a produtos químicos e resistência efectiva a impactos. Apesar das suas boas propriedades durante a aplicação, o PE demonstra uma menor resistência ao calor do que outros materiais do processo GAIM.

Plásticos de engenharia

Os plásticos de engenharia definem um grupo coletivo de materiais sob uma única categoria de designação. Os três materiais que constituem os plásticos de engenharia são o PEEK, o PEI e o PPS. Estes polímeros proporcionam uma funcionalidade essencial devido às suas notáveis propriedades mecânicas e caraterísticas químicas e térmicas sólidas. As caraterísticas das suas aplicações permitem que as empresas aeroespaciais, os produtores de dispositivos médicos e os fabricantes de automóveis se tornem potenciais utilizadores. A produção de materiais requer sistemas de moldagem de ponta atualmente disponíveis no mercado.

Méritos e deméritos da moldagem por injeção assistida por gás

Méritos

Conceção de peças complexas: A injeção de gás através do molde forma elementos estruturais, incluindo canais vazios e cavidades. A solução das cavidades e das nervuras é moldada por injeção. O sistema permite o fabrico de formas complexas que produzem resultados funcionais avançados. Além disso, o processo resulta em flexibilidade de design e estética, e flexibilidade e estética multifuncionalidades complicadas e desafiantes de peças, utilizando os mesmos passos de fabrico.
Materiais menores para desenho: O núcleo oco na moldagem por injeção assistida por gás utiliza menos material do que na moldagem por injeção normal. Mais de 20 a 40 por cento do material não é aplicável. O volume mais pequeno é fundamental para as peças, reduzindo o desperdício de 20-40% e o enchimento excessivo do molde. Os fabricantes beneficiam da redução dos custos de material, criando um processo económico.
Redução de peso: O processo assistido por gás é fundamental para a criação de peças leves que mantêm a integridade estrutural. Durante a moldagem por injeção assistida por gás, a cavidade no centro é crucial para os painéis de portas assistidas por gás, tabuleiros de frigoríficos e fabricantes de aviões. O menor peso é vital para o transporte, melhorando a relação custo-eficácia global.
Acabamento de superfície melhorado: A pressão total do gás reforça a redução de defeitos durante a moldagem. As marcas de afundamento, as linhas de fluxo e as armadilhas de ar são defeitos predominantes durante a moldagem. A qualidade do acabamento da superfície atinge um estado suave e consistente porque as peças moldáveis necessitam de um excelente aspeto. Os defeitos superficiais menores necessitam de um pós-processamento mínimo para serem acabados, poupando assim tempo e despesas de produção.

Deméritos

Tempo de ciclo longo: O processo de moldagem por injeção assistida por gás requer mais etapas, incluindo injeção de gás adicional e arrefecimento, o que aumenta o período de tempo. O processo pode ser competitivo em algumas áreas. No entanto, o tempo adicional é um desafio devido aos passos extra. Os ambientes de fabrico de alta velocidade dão prioridade a outros factores que não o processo, uma vez que não afectam a velocidade de produção. A técnica funciona menos bem quando a duração rápida da produção constitui o principal requisito.
Restrições que limitam os seus materiais aplicáveis a um conjunto específico: Os produtos fabricados a partir de materiais que resistem à transmissão de gás e apresentam más caraterísticas de fluxo tornam-se problemáticos durante o fabrico. Isso dificulta o processo de injeção de gás e o seu sucesso. Os materiais que apresentam uma viscosidade elevada podem ser responsáveis por um enchimento incompleto do molde. Podem também ser responsáveis por um enchimento incompleto e por uma distribuição incorrecta do gás. O produto acabado apresentará defeitos extensos. Os fabricantes precisam de escolher opções de materiais viáveis para os seus produtos. Os processos de fabrico operados através da moldagem a gás requerem materiais que funcionem adequadamente com estes procedimentos, levando a escolhas reduzidas de materiais.

Conclusão

A moldagem por injeção assistida por gás é uma técnica de fabrico flexível que proporciona excelentes resultados. Proporciona enormes vantagens em relação ao processo de moldagem por injeção normal, principalmente devido à leveza dos materiais e aos produtos de alta qualidade. A adoção da moldagem por injeção de gás nos núcleos ocos das peças fundidas é fundamental para os fabricantes. Os sistemas de gestão de preços devem ser aplicados de forma eficaz para minimizar possíveis problemas na produção. O poliestireno (PS) é um material essencial que funciona eficazmente com o GAIM. O GAIM torna-se essencial quando as poupanças são indispensáveis juntamente com a gestão de prioridades. O PS possui três propriedades principais: capacidade de processamento simples, baixa resistência e boa tolerância ao calor. As principais indústrias, como a automóvel, a médica, a aeroespacial e a dos consumidores, são cruciais e beneficiam da incorporação da moldagem por injeção assistida por gás.