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May 18, 2023

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Na moldagem por microinjeção, o tamanho da produção está aumentando à medida que avançamos no tempo e agora muitas vezes chega a milhões. Cientistas do Kunststoff-Zentrum (Centro de Plásticos) em Leipzig/Alemanha (KUZ), juntamente com a Hasco, desenvolveram uma tecnologia para produção econômica em máquinas de moldagem por injeção convencionais.

A demanda por microcomponentes moldados por injeção com tamanho de alguns milímetros cúbicos e peso de apenas alguns miligramas está crescendo constantemente, especialmente na indústria médica, automotiva e de eletrônicos de consumo. Aqui, números de unidades na faixa dos milhões de três dígitos não são mais incomuns. Em princípio, estes requisitos podem ser satisfeitos de duas maneiras. Além de ter um grande número de máquinas de moldagem por microinjeção dedicadas com um número comparativamente pequeno de cavidades, quantidades correspondentemente altas podem ser alcançadas usando soluções de molde de alta cavidade com máquinas de moldagem por injeção padrão - embora isso exija uma certa quantidade de trabalho extra. Embora isto ofereça maior confiabilidade do processo e menor probabilidade de falha, é consideravelmente mais caro em termos de investimento e requisitos de espaço. A segunda variante oferece, portanto, vantagens económicas consideráveis, mas traz consigo outros desafios relacionados com o processo.

Os especialistas do Kunststoff-Zentrum em Leipzig (KUZ) trabalham em moldagem por microinjeção desde o final da década de 1990 [1]. Gábor Jüttner, líder da equipe em tecnologia de microplásticos, fornece uma visão sobre o princípio tecnológico: “Um dos primeiros projetos foi o desenvolvimento de nossa máquina de moldagem por microinjeção Formica Plast com uma unidade de injeção de pistão de dois estágios”. Neste processo, os grânulos são primeiro fundidos no cilindro de pré-plastificação e transportados pelo pistão de pré-plastificação para o cilindro de injeção. A partir daí, um micropistão acionado servoeletricamente com um diâmetro de alguns milímetros empurra uma quantidade correspondentemente pequena de material fundido para dentro da cavidade com um alto nível de precisão. No entanto, como esta tecnologia foi projetada para processamento suave e preciso de volumes de massa fundida muito pequenos, de aprox. 4 a 400 mm3, o upscaling atinge rapidamente os seus limites.

“Quando se tornou evidente, há cerca de três ou quatro anos, que uma produção de algumas centenas de milhares de peças não era mais suficiente para um número crescente de aplicações, decidimos enfrentar a tarefa de fabricação de precisão em alta cavidade para peças micromoldadas, ”explicou Steffen Jacob, gerente de projetos da KUZ.

Como parte do projeto Scale-Mi [2], com financiamento público, a tecnologia de micropistão servoelétrico acima mencionada foi expandida nos últimos dois anos para acomodar um maior número de cavidades. Com esta abordagem, o fundido é alimentado a partir da unidade de plastificação de uma máquina de moldagem por injeção de parafuso convencional para um coletor de câmara quente, onde é dividido, por exemplo, em quatro módulos de injeção. Em cada um desses módulos, uma unidade de injeção de micropistão injeta ativamente o fundido em uma área de molde que possui, cada uma, por exemplo, quatro cavidades. Neste exemplo, a produção de 16 cavidades pode assim ser alcançada. Desta forma, as vantagens da plastificação parafuso/pistão para fornecer uma quantidade fundida para volumes maiores são combinadas com as vantagens da dinâmica de injeção e da precisão de pequenas unidades de injeção de pistão.

Como cada um dos módulos de injeção, dentro de certos limites, pode ser controlado ou ajustado individualmente em termos de volume de injeção, velocidade de injeção, etc., também podem ser produzidas diferentes peças moldadas. Assim, a realização de moldes familiares é possível sem as habituais desvantagens.

No entanto, esta combinação da tecnologia especial de micropistão com uma câmara quente representa um grande desafio para a produção de canais transportadores de material fundido.

Aqui, o Streamrunner fabricado aditivamente da Hasco não só permite economias consideráveis ​​de espaço, mas também, através de sua geometria otimizada, é possível manter a quantidade de massa fundida mantida na reserva tão pequena quanto possível, minimizando o tempo de residência da massa fundida.