Moldagem por Injeção é uma técnica para criar peças inserindo material líquido em um formato específico. É crucial na fabricação atual, pois permite a produção de grandes quantidades de itens.
No setor automotivo, peças como painéis, para-choques e acabamentos internos são impossíveis de produzir sem moldagem por injeção. O processo de injeção de moldagem automotiva permite a produção desses componentes.
O que é moldagem por injeção automotiva?
Moldagem por injeção automotiva é um processo de desenvolvimento de peças de carro por meio da injeção de materiais líquidos em um formato específico. É comum no setor automotivo fabricar peças complicadas, mas leves.
Tipos de Moldagem por Injeção
Existem vários tipos de técnicas de moldagem por injeção:
Moldagem por injeção 2K
Na moldagem por injeção 2K, duas cores ou materiais separados são injetados em sequência usando dois modelos totalmente diferentes. Um design de combinação de duas cores que requer moldes diferentes pode até permitir a dobra após a colocação da primeira peça.
Os projetistas de moldes criam moldes injetando uma peça diferente na peça pronta, usando aditivos, cores ou tintas.
Alguns materiais podem exigir mais mistura ou fusão para finalizar o produto final.
Portanto, resulta em um processo de fabricação caro porque são necessárias diferentes ferramentas e peças para cada modelo.
Isso restringe o material usado para fabricar apenas produtos de qualidade relativamente baixa.
Como resultado, os produtos que exigem esse tipo de molde são limitados por natureza, com alta resistência, mas custo relativamente baixo.
Assim, um processo de fabricação flexível que seja mais fácil de implementar estará em alta demanda para criar peças fortes, frágeis ou ambas. Além disso, dois materiais que são os mesmos, mas exigem dois modelos diferentes, podem ser injetados em um modelo construído.
Overmolding
Sobremoldagem é um processo de colocar outra camada de material ou revestir um componente ou substrato existente. O substrato é colocado na cavidade do molde e, então, o material de sobremoldagem é injetado no molde.
Os projetistas de moldes garantem a difusão uniforme do material na cavidade projetando cavidades específicas. O material de sobremoldagem esfria e fixa no substrato. A viscosidade do material, a temperatura de injeção e a pressão são rigorosamente controladas durante esse processo.
Inserir Moldagem
Moldagem por inserção é o processo de moldagem de produtos plásticos que contêm inserções, especificamente inserções de metal. Inserções de metal são puncionadas na cavidade do molde, e material plástico é injetado ao redor delas.
Especialistas em moldes projetam cavidades ao redor do inserto para que sejam colocadas com precisão durante a moldagem. Uma vez na posição, o material plástico derretido é despejado para esfriar e endurecer antes de se fundir com o inserto de metal.
Isso significa que o plástico moldado atua como uma fonte de aderência ao redor das inserções de metal, formando uma forte ligação.
Materiais usados na moldagem por injeção automotiva
Os materiais usados podem diferir dependendo da natureza do trabalho neste processo. Uma injeção plástica comum inclui ABS, que é comum, que é policarbonato e também polipropileno. Compósitos reforçados com materiais avançados são amplamente utilizados para aumentar a robustez e o desempenho duradouro.
Ao empregar esses materiais, os fabricantes podem atender à demanda por componentes leves, robustos e modernos para veículos novos.
Vantagens da moldagem por injeção automática
Engenharia de Precisão e Eficiência
Como as peças de tolerância apertada são projetadas para fabricação por meio de injeção de polímero automotivo, elas minimizam erros de produção e aumentam a eficiência. As peças individuais são produzidas de acordo com os padrões mínimos exigidos, melhorando todo o processo.
Produção em alta quantidade e longos períodos de produção
Este processo é mais adequado para produção em massa de várias peças. Ele permite que os fabricantes produzam muitas peças em um curto espaço de tempo e a um baixo custo. A moldagem por injeção de longo prazo é boa para manter a qualidade com a produção em massa.
Soluções moldadas personalizadas
A moldagem por injeção fornece opções personalizadas para o setor automotivo. Ela permite a fabricação de peças de diferentes formas, dimensões e outras propriedades moldadas. Essa personalização satisfaz as várias necessidades dos veículos modernos e suas formas e aplicações.
Leveza e eletrificação de veículos
O peso é outra vantagem importante do processo de injeção. Ele alivia a massa de componentes instalados em um veículo, melhorando sua funcionalidade, eficiência de combustível e desempenho. Peças leves são críticas para carros elétricos e híbridos.
Comparação de moldagem por injeção com métodos alternativos de fabricação
Moldagem por compressão
Este processo usa calor e pressão para moldar material dentro de uma cavidade de molde. É frequentemente usado para peças grandes, planas ou moderadamente curvas, como painéis de carroceria automotiva e componentes estruturais.
Comparado à moldagem por injeção, é geralmente lento e não tão apropriado para geometrias complexas. No entanto, pode gerenciar peças grandes e materiais reforçados com fibras com facilidade e boa resistência estrutural.
Estampagem
A estampagem envolve moldar chapas metálicas usando uma matriz e uma prensa. É ideal para produção em alto volume de peças finas e planas, como painéis e suportes de carroceria. A estampagem é boa para velocidade e custo em volumes de produção em massa.
No entanto, ela só pode formar peças com formatos simples e é menos eficaz do que a moldagem por injeção para formas curvas complexas ou peças feitas de espessuras variadas.
Aplicações de moldagem por injeção automotiva
A moldagem por injeção é bastante popular para peças externas automotivas, incluindo carroceria externa, para-choques e painéis.
Ela também fabrica unidades para sistemas de energia, como caixas de bateria, e unidades para sistemas de visão, como caixas de faróis e lanternas traseiras. Essas peças são importantes para o desempenho e a segurança do automóvel.
Veículos completos e sistemas de assentos
Na fabricação de sistemas de assentos, o componente mais importante são os componentes de assento fundidos, como armações, almofadas e acabamentos.
Em alguns casos, o processo é incorporado à fabricação de veículos completos, como veículos elétricos e híbridos leves.
Moldagem por injeção na fabricação de produtos médicos e eletrônicos
Em um escopo mais amplo, a moldagem por injeção também auxilia na produção de instrumentos e dispositivos médicos. Os componentes iniciais de tais dispositivos contendo plástico moldado por injeção são componentes feitos de outros materiais plásticos.
Da mesma forma, a moldagem por injeção é importante na produção de eletrônicos, que produzem invólucros cilíndricos, conectores tubulares e peças de circuitos.
Moldagem por injeção em aplicações industriais e agrícolas
A moldagem por injeção também é importante em aplicações industriais e agrícolas. Ela pode produzir peças resistentes e resistentes para equipamentos pesados, máquinas e ferramentas. Essa flexibilidade permite que a moldagem por injeção atenda a várias indústrias, ao mesmo tempo em que fornece peças de qualidade que são eficientes, precisas e confiáveis.
Impacto da manufatura aditiva no processo de moldagem por injeção automotiva
O que exatamente é Tecnologia Aditiva?
Impressão 3D, ou Tecnologia Aditiva, é a prática de criar estruturas tridimensionais a partir de um arquivo digital usando técnicas de criatividade 3D. Nesse processo, o material é integrado, e a estrutura é construída camada por camada.
Essa tecnologia avança o grau de complexidade das formas que pode fabricar. Métodos clássicos tornariam essas formas extremamente difíceis ou impossíveis.
A impressão 3D pode ser encontrada em muitas formas diferentes, inclusive na indústria automotiva. A impressão 3D é geralmente aplicada para criar protótipos, ferramentas e até mesmo para fabricar peças.
Benefícios da modelagem por deposição fundida na fabricação de moldes
O maior ponto positivo que se pode sentir e ver é a rapidez com que os moldes podem ser projetados e criados. Algumas outras vantagens são mais pronunciadas disso. Uma grande desvantagem das práticas de fabricação de moldes é o custo e o tempo envolvidos.
Não há outra maneira de usar moldes. No entanto, com a impressão 3D, é fácil projetar e produzir os protótipos em quase nenhum tempo.
As abordagens tradicionais são completamente revertidas porque agora apenas o que é necessário é adicionado. É uma abordagem mais ambientalmente correta para reduzir o desperdício.
No entanto, o processo de design ou revisão leva menos tempo do que o normal. Isso permite que as empresas criem e testem produtos redesenhados mais rapidamente.
Empresas de manufatura que utilizam manufatura aditiva
Muitas empresas estão usando manufatura aditiva junto com moldagem por injeção. A Nicolet Plastics cria moldes de protótipo usando impressão 3D, o que os ajuda a testar designs antes de embarcar na produção em larga escala.
A Sare Plastics também usa impressão 3D para produzir moldes. Esses moldes são usados para tiragens de pequena escala e peças fabricadas sob medida. Essas empresas desfrutam de produção rápida e vantagens de custo, ao mesmo tempo em que garantem excelente qualidade.
DFM em Moldagem por Injeção Automotiva
Papel do DFM na Moldagem por Injeção
DFM é uma das considerações mais importantes na moldagem por injeção de automóveis. Ela diz respeito à fabricação de componentes, projetando-os para serem econômicos de produzir.
O DFM é definitivamente útil para prevenir problemas de produção, reduzir taxas de refugo e diminuir o custo de fabricação.
No geral, pode-se imaginar que componentes projetados para serem fabricados alcançam maior lucratividade e são mais confiáveis.
Os processos DFM determinam os equipamentos e materiais usados na produção da peça e os requisitos que devem ser atendidos.
Fatores DFM automotivos
Alguns fatores da indústria automobilística também devem ser levados em consideração para o DFM.
Por exemplo, a geometria das peças a serem produzidas é um fator importante. Ela precisa ser projetada de modo que cortes inferiores sejam evitados, e a peça seja fácil de remover do molde.
Componentes com espessuras de parede variadas provavelmente falharão devido a empenamento e outros problemas de material, então espessura uniforme é necessária. A escolha do material também é importante para considerar resistência, durabilidade e custo.
Além disso, o projeto do componente deve poder ser injetado usando peças moldadas, aumentando assim a eficiência da produção.
Elementos como clipes de encaixe integrados, nervuras internas e saliências externas podem ser empregados para reforçar peças sem complicar ou aumentar custos.
DFM também significa conhecer a tecnologia geral para produzir as peças de forma mais rápida e econômica.
Materiais de moldagem por injeção automotiva
Diferentes materiais são usados na moldagem por injeção automotiva para atender a necessidades específicas. Polipropileno, ABS e policarbonatos são os plásticos mais comuns. Esses plásticos são relativamente baratos, leves e muito fortes.
Eles são ideais para muitos componentes automotivos. Materiais avançados, como plásticos reforçados com fibra de carbono e nylon com enchimento de vidro e compostos reforçados, são utilizados.
Esses materiais oferecem maior resistência, calor e impacto, o que os torna relevantes para componentes automotivos de alta qualidade.
A nova seleção avançada de materiais deve dar suporte às soluções existentes, e esse nível de expertise e conhecimento deve ser alcançado. Isso significa que as alternativas certas e acessíveis devem estar em vigor.
Especialistas em materiais automotivos estão cientes das características de diferentes materiais e conhecem especialistas em ciência de materiais.
Isso aumenta ainda mais o desempenho do veículo. Cientistas de materiais auxiliam os fabricantes a cumprir com regulamentações de segurança, sustentabilidade e meio ambiente.
Estudos de caso de moldagem por injeção automotiva
Exemplos de projetos que foram implementados com sucesso com projetos que foram usados como modelos para muitos fornecedores de peças automotivas
A moldagem por injeção automotiva tem vários projetos bem-sucedidos que demonstram como trabalhar com polímeros e compósitos termoplásticos. Um desses casos explora o desenvolvimento de materiais de baixo peso para componentes internos em automóveis elétricos.
A questão principal era reduzir o peso mantendo os requisitos nominais de segurança e resistência.
Novos materiais, como material reforçado com plástico de fibra de carbono, foram capazes de resolver esse problema. Aprimorar os materiais alcançou desempenho excelente, minimizando o peso líquido do carro.
Foi desafiador fabricar produtos impressos em Z com tolerâncias apertadas. A resposta foi a capacidade da moldagem por injeção 2 K de combinar múltiplos compostos em uma peça, o que permitiu a fabricação de precisão de todos os componentes.
O resultado é produtividade aprimorada e custos de fabricação mais baixos – Ambos os casos demonstram como os desenvolvimentos na tecnologia de moldagem por injeção levam a resultados vencedores.
Conclusão
A perspectiva para o setor automotivo com relação à moldagem por injeção parece promissora. Novos materiais e tecnologias continuarão aumentando a eficiência e a entrega de desempenho.
À medida que designs mais intrincados são incorporados aos veículos, o mercado para componentes de qualidade superior se expandirá. A colaboração com fornecedores qualificados ajudará a entregar a qualidade e a inovação esperadas a preços competitivos.
