Como funciona a técnica de injeção de plásticos?

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Como funciona a técnica de injeção de plásticos?

Introdução

É bastante comum termos contato com plástico todos os dias. Aliás, é quase impossível encontrar produtos manufaturados que não contenham componentes feitos com plástico injetado. Esse material está em peças de automóveis, dispositivos eletrônicos, eletrodomésticos, brinquedos, equipamentos médicos e muitos outros objetos.

São itens produzidos em tamanhos variados: de microcomponentes (usados em mecanismos de relógio, por exemplo) até caixas d’água, passando por utensílios domésticos e para-choques de veículos.​ A técnica de injeção de plásticos é um dos métodos mais disseminados de produção em massa de peças feitas com o material.

Ao contrário do vidro, da madeira e do ferro, que são usados há milhares de anos, o primeiro polímero plástico sintético foi fabricado na primeira metade do século passado. Desde então, o desenvolvimento do material evoluiu muito até chegar aos processos de transformação por meio da extrusão e da injeção, por exemplo.

A adoção do plástico pela cadeia produtiva de diferentes setores da economia ocorreu graças a uma de suas características especiais: o fato de poder ser moldado e, depois, manter a forma adquirida. Assim, ele conquistou diversos mercados no mundo todo — e, certamente, vai continuar tendo aplicação ampliada, graças à sua versatilidade e à capacidade de atender, com qualidade, às mais diversas demandas.

Conheça, a seguir, mais sobre esse material e a técnica de injeção de plásticos, que se transformou em um processo importantíssimo e indispensável em diversas indústrias. Boa leitura!

 

Qual é a origem do plástico?

Sabemos que ele é um material sintético, mas raramente paramos para pensar em como é produzido. A palavra plástico vem do grego “plastikos” (que significa “flexível”) e designa os materiais que podem ser modelados com calor ou pressão para, a partir disso, criar outros objetos.

Antes de ser inventado, porém, materiais com características semelhantes já estavam disponíveis na natureza. É o caso de algumas resinas de árvores, que são consideradas plásticos naturais, e do marfim, que é moldado desde o século XVII.

O plástico artificial teve a contribuição de vários inventores. Em 1839, Charles Goodyear criou a vulcanização da borracha (que a tornava mais resistente às mudanças de temperatura). Já em 1870, John Wesley Hyatt produziu celuloide a partir da celulose de plantas — ela substituiu, entre outros, o marfim na produção de bolas de bilhar.

Foi só em 1907, porém, que Leo Baekeland criou o primeiro plástico totalmente sintético e comercialmente viável — a baquelite. Ela deu início à era dos plásticos a base de petróleo, carvão e gás natural. Depois, vieram o poliéster (1932), o PVC (1933), o náilon (1938), o poliuretano (1939), o teflon (1941) e o silicone (1943).

Composição

O plástico é produzido a partir de resinas derivadas do petróleo, aquele líquido escuro extraído das profundezas da Terra, que é uma mistura de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos. Depois de coletado, o petróleo é enviado para uma refinaria, onde é separado em diferentes substâncias.

Depois de destilado, o petróleo vira gás liquefeito, nafta, gasolina, querosene, óleo diesel, graxas parafínicas, óleos lubrificantes e piche. A matéria-prima dos plásticos é a nafta, que, submetida a um processo de craqueamento térmico, produz etileno e propileno. Refinados novamente, eles se transformam em, por exemplo, polietileno, polipropileno e policloreto de vinila.

Polimerização

Embora sejam produtos sólidos, os formatos e as texturas apresentados nos itens plásticos do cotidiano são bastante variados. Isso acontece em razão da polimerização: é ela que permite juntar muitas moléculas pequenas para formar uma grande, com características especiais e diversas, que, além de não se quebrar facilmente, ainda oferece maior durabilidade.

Em algum estágio de seu processamento, por ação isolada ou conjunta de calor e pressão, os plásticos podem apresentar-se como fluidos e moldáveis. É importante entender a relação entre moléculas, macromoléculas, polímeros e plásticos. Confira:

  • moléculas: são átomos ligados entre si que compartilham elétrons;
  • macromoléculas: moléculas grandes, compostas por centenas, milhares ou milhões de átomos;
  • polímero: unidades repetitivas formadas por milhares de moléculas grandes juntas;
  • plástico: polímeros que podem ser moldados pela ação, conjunta ou isolada, de temperatura e pressão.

As macromoléculas são geralmente obtidas por meio de reações químicas que agrupam moléculas menores. As propriedades dos polímeros dependem de sua massa molar (o seu tamanho), de sua composição, de sua estrutura química e das interações intra e intermoleculares existentes neles.

Os polímeros podem ser naturais, como a seda, o algodão, a madeira e o cabelo (que estão disponíveis no meio ambiente), ou sintéticos, como o poliestireno (PS) e o polimetacrilato de metila (PMMA), que são produzidos por meio de reações químicas. A maioria dos tecidos vivos, aliás, é constituída de polímeros. Em geral, eles são materiais solúveis — os solventes e a solubilidade variam de acordo com a estrutura química. 

Tipos de plásticos

Existem diversos tipos de plásticos, e eles são classificados de acordo com suas características de fusão: termoplásticos e termofixos.

Os termoplásticos amolecem, quando aquecidos, e se solidificam, quando resfriados (isso acontece porque sua estrutura química não é alterada durante o procedimento), em um processo reversível que pode ser repetido várias vezes. E é assim que os materiais podem ser moldados. Os termoplásticos, que são recicláveis, correspondem a 80% dos plásticos consumidos: potes, baldes, embalagens e muitos outros itens.

Já os termofixos são aqueles que, quando aquecidos, sofrem alteração em sua estrutura química e, portanto, tornam-se insolúveis e infusíveis. Isso impossibilita que sejam reutilizados por meio de processos convencionais de reciclagem. Em alguns casos, podem ser reciclados em partes, se moídos previamente e incorporados ao material virgem em pequenas quantidades. Eles são mais resistentes à abrasão e têm mais estabilidade dimensional se comparados aos termoplásticos (que apresentam propriedades de impacto e flexão melhores). São usados, por exemplo, na fabricação de canecas e telefones.

Em resumo, a praticidade e a resistência do plástico o transformaram em um dos materiais mais usados do mundo, nas mais diferentes aplicações. No Brasil, ele já representa cerca de 20% dos resíduos sólidos urbanos — e seu uso deve continuar aumentando.

 

Afinal, o que é a técnica de injeção de plásticos?

A injeção de plásticos tem o objetivo de derreter o polímero e esculpi-lo de acordo com a necessidade. Como, além de barato, o plástico é um material versátil e de fácil moldagem, ele pode ser usado em vários produtos.

O processo requer o uso de uma máquina injetora e leva de 15 a 30 segundos para ser realizado. O equipamento trabalha em alta velocidade e em tempo reduzido (a operação mais curta do ciclo de modelagem de injeção de plásticos dura algo como 3 a 5 milésimos de segundo) — evitando que o bico injetor resfrie e prejudique todo o procedimento.

A técnica de injeção de plásticos começa com o aquecimento de grânulos de plástico (a aproximadamente 200-250°C) para que sejam derretidos. No cilindro da máquina injetora, o plástico é mesclado com corantes em uma área conhecida como canhão.

Em seguida, o material plastificado é injetado, com a ajuda da rosca plastificadora, em um molde específico. Somente após seu total resfriamento, ele é retirado de lá e, assim, o processo é completado. A cada ciclo, as etapas realizadas são:

  • fechamento do molde: ocorre no momento em que o molde é bem fechado e as placas injetoras, travadas. O objetivo é que o material seja injetado nas cavidades, de forma a evitar a formação de rebarbas e imperfeições;
  • dosagem: dá-se quando o material plástico que será injetado é amolecido. Esse amolecimento ocorre por meio de resistências elétricas, no conjunto extrusor da injetora (composto de canhão e rosca);​
  • preenchimento: acontece depois que o material está mole, sendo, então, injetado nas cavidades do molde. Essa etapa é rápida, visando evitar o congelamento da matéria-prima, pois isso impediria que o preenchimento se completasse;
  • recalque: é realizado para ajudar a manter a constância da pressão — que tende a ser elevada, devido ao excesso de matéria-prima usada no preenchimento das cavidades, que é ligeiramente maior que o volume final do produto —, visando minimizar a contração no resfriamento. Assim, o preenchimento fica homogêneo, e a possibilidade de defeitos é reduzida. 
  • resfriamento: ocorre imediatamente após a matéria-prima ser dosada nas cavidades. Em geral, os moldes têm um sistema que acelera esse processo usando circuitos de refrigeração (à base de circulação de água). Nessa etapa, o material plástico é solidificado para adquirir a forma final do produto;
  • extração: acontece com o produto já resfriado, com ajuda de mecanismos internos no molde — como pinos extratores, placa extratora e mandíbulas.

 

Quais são os benefícios?

A técnica de injeção de plástico para fazer a modelagem de peças apresenta benefícios sobre outros métodos de processamento do material. Confira, a seguir, algumas das vantagens produtivas do uso de uma máquina injetora de plásticos:

Precisão

A alta precisão conseguida na modelagem por injeção de plástico permite fabricar quase qualquer tipo de peça usando o material. Apesar de haver algumas restrições de design, o sistema de moldes possibilita que o produto acabado seja bastante preciso.

Rapidez

Uma das principais características da modelagem por injeção é a velocidade do processo. Ela depende da complexidade do molde em si, mas, geralmente, os ciclos de produção ocorrem muito rapidamente: duram de 15 a 30 segundos apenas.

Custos (operacional e de mão de obra)

As máquinas injetoras de plástico geralmente funcionam automaticamente. Isso garante que as operações sejam otimizadas e que a produção continue em andamento mesmo sob supervisão mínima.

Sustentabilidade

A preocupação com a sustentabilidade está na pauta na maioria das organizações atualmente. Por isso, é comum que os fabricantes escolham tecnologias que beneficiem o meio ambiente e minimizem o desperdício.

Mais do que um processo eficiente e eficaz, a modelagem por injeção de plástico é sustentável, já que apenas o plástico necessário para fabricar a peça é usado no processo. Possíveis excessos são moídos, reciclados e reutilizados no mesmo procedimento fabril (ou revendidos para outras empresas).

Flexibilidade

Além de ser um processo de produção bastante preciso, a modelagem por injeção de plástico também é muito flexível. Isso é possível porque é simples modificar o tipo de material que está em produção.

Resistência

Durante o processo de injeção de plástico, tem-se a possibilidade de alterar a densidade do material líquido usado no procedimento. Isso reforça a peça final e, por esse motivo, é a técnica ideal para indústrias ou produtos que requerem peças resistentes.

Acabamento

As peças produzidas por meio do procedimento de injeção de plástico, na maioria das vezes, não requerem acabamento. Não há necessidade de retoque, porque os artigos saem da máquina com excelente finalização na superfície.

Desempenho

Uma máquina injetora é capaz de produzir duas ou mais peças diferentes ao mesmo tempo. Tudo depende dos moldes fabricados.

Processo disseminado

Um dos mais populares processos de produção industrial em todo o mundo, a injeção de plástico está em todos os lugares no nosso cotidiano. É só olhar ao redor para ver uma grande quantidade de itens fabricados usando essa tecnologia.

 

Quais são os tipos de plástico para injeção?

No processo de injeção, são usados os mais diferentes tipos de plásticos. O consumidor, em geral, não é capaz de identificá-los e, por isso, é comum que sejam chamados apenas pelo nome genérico de plástico. Conheça, a seguir, alguns deles:

  • politereftalato de etileno (PET): comum em garrafas de refrigerante e embalagens de produtos farmacêuticos e de limpeza. Por ser inerte, leve, resistente e transparente, o PET passou a ser usado na fabricação de embalagens de bebidas e alimentos no início da década de 1980. No Brasil, tem substituído latas de flandres, vidros, multilaminados e até mesmo outros plásticos;
  • polietileno de alta densidade (PEAD): usado nas embalagens de cosméticos, nos frascos de produtos químicos e de limpeza, em tubos para líquidos e gás, nos tanques de combustível de automóveis e afins;
  • policloreto de vinila (PVC): aplicado em garrafas de água mineral, tubos e conexões, sapatos, revestimento de cabos elétricos, aparelhos médico-cirúrgicos, esquadrias e revestimentos;
  • polietileno de baixa densidade (PEBD): encontrado em embalagens de alimentos, sacos industriais e de lixo, lonas agrícolas, filmes flexíveis, rótulos;
  • poliproprileno (PP): está nas embalagens de massas e biscoitos, nos potes de margarina, nas seringas descartáveis, em dispositivos médico-cirúrgicos, em fibras e fios têxteis, nas utilidades domésticas e até em autopeças;
  • poliestireno (PS): usado em copos descartáveis, placas isolantes, aparelhos eletroeletrônicos, embalagens de alimentos, revestimentos de geladeiras, materiais escolares e afins;
  • poliuretano (PU), poliacetato de etileno vinil (EVA) e outros: aparecem em solados de calçados, interruptores, peças elétricas industriais, itens para banheiro, pratos, cinzeiros, telefones e outros.

 

Qual é a forma dos plásticos injetados no dia a dia?

Diferentes tipos de plásticos têm características diversas, mas todos são extremamente versáteis, resistentes e, em geral, abertos à possibilidade de modelagem. Confira, a seguir, alguns dos produtos produzidos com plástico injetado que estão presentes no nosso cotidiano.

Automóveis

Produtos que são campeões do uso de plástico injetado. O material está em peças de acabamento, especialmente aquelas que, antigamente, eram fabricadas com metal. O uso da técnica de injeção pela indústria automobilística é cada vez maior, e, como resultado, os veículos novos são mais leves e apresentam melhor desempenho.

Utensílios domésticos

Copos, talheres, liquidificadores, batedeiras e muitos outros itens usados corriqueiramente na cozinha são feitos com peças de plástico injetado. Além disso, muitos recipientes de alimentos (garrafas de suco ou refrigerante, por exemplo, bem como embalagens de ketchup, mostarda e maionese) usam o mesmo material.

Eletroeletrônicos

Mudar o canal da TV, mandar uma mensagem de WhatsApp ou jogar videogame fazem o indivíduo entrar em contato com mais objetos feitos com plástico injetado. É o caso dos controles remotos, dos joysticks, dos mouses, dos celulares e de muitos outros itens do dia a dia.

Higiene pessoal

Nem o momento da higiene pessoal escapa: embalagens de xampus, condicionadores e hidratantes, bem como pentes e escovas de dente são, em geral, feitos de plástico injetado.

Lazer

Na hora de brincar com as crianças, o plástico injetado também está presente: bonecas, tabuleiros de jogos, carrinhos e outros produtos são feitos usando esse tipo de material.

 

Que importância tem a reciclagem?

A versatilidade e a facilidade de produção das peças de plástico transformaram-nas em unanimidade em muitos segmentos. Um dos tipos mais conhecidos do consumidor — mesmo os completamente leigos no assunto — é o PET, que está em diversos objetos.

Nas décadas de 1980 e 1990, o plástico foi apontado como um dos grandes vilões do nosso tempo: como sua degradação é demorada quando descartado indiscriminadamente, foi indicado como responsável pela poluição acelerada do meio ambiente.

Isso porque, quando disposto incorretamente na natureza, o plástico demora centenas de anos para se degradar. E mais: além de ocupar muito espaço nos aterros (é difícil de compactar e tem baixa degradabilidade), quando abandonado sem critério, contribui para entupimentos, propicia a proliferação de vetores, prejudica a navegação marítima e agride a fauna aquática — só para dar alguns exemplos.

Em contrapartida, novas técnicas têm sido desenvolvidas para aumentar as possibilidades de uso, e fica cada vez mais claro que a vilania do material está relacionada principalmente ao desperdício e ao descarte impróprio de seus derivados, já que grande parte das peças pode ser reciclada e reutilizada.

É essencial, portanto, que a cultura da reciclagem seja adotada e incentivada. Ou seja, os materiais recicláveis devem ser separados dos resíduos não reaproveitáveis.

No Brasil, já existem vários programas de coleta seletiva implantados por prefeituras, empresas, universidades, condomínios e escolas. Além disso, o material separado pode ser encaminhado para cooperativas especializadas.

Diferentes métodos

Como há muitos tipos diferentes de plásticos, para facilitar o seu reúso, foram criados códigos numéricos e abreviações, bem como métodos distintos de reciclagem. Muitos fabricantes já incluem essas informações em seus produtos. Saiba mais sobre eles:

  • reciclagem energética: o plástico é queimado para liberar um calor muito forte (superior ao produzido pelo carvão e próximo àquele do óleo combustível). Esse calor é aproveitado em forma de energia, mas a prática leva à liberação de CO2, o que agrava o efeito estufa e a emissão das tóxicas dioxinas;
  • reciclagem química: o material passa por reações químicas que o transformam em outro tipo de plástico que pode ser usado na indústria. Um exemplo comum é a reciclagem de PET para a produção de resina de poliéster (que é utilizada na fabricação de fibras para a confecção de tecidos);
  • reciclagem mecânica: é a mais comum no Brasil e, além de ser mais barata, mantém uma boa qualidade do produto.

Após o processo de reciclagem do plástico, os produtos finais, em geral, não são usados na indústria de alimentos — uma forma de evitar contaminações. Um bom exemplo é a reciclagem de PET, um dos plásticos mais usados e reciclados: 41% do volume reciclado vira fio de poliéster, que é usado na produção de tecido.

 

Conclusão

O plástico está em boa parte dos produtos que usamos no dia a dia: da escova de dentes ao automóvel, passando pelo celular, pelos brinquedos das crianças, pelas peças do computador, pelos utensílios de cozinha e até pelas roupas que usamos.

Criado no início do século passado, a partir de resinas derivadas de petróleo, é um material que vem, desde sua invenção, progressivamente invadindo os mais diversos setores da economia. Ele é capaz de substituir metal, vidro, cerâmica, madeira e papel.

Isso é cada vez mais frequente, porque o plástico traz várias vantagens: facilidade de transporte e processamento, menor consumo de energia no processo e grande durabilidade.E com o desenvolvimento da técnica de injeção de plásticos, as opções se tornaram ainda mais vastas.

A praticidade e sua resistência do material permitiram que ele seja, hoje, usado nas mais diferentes aplicações. Nas embalagens, é imbatível. Afinal, ele oferece boas características de higiene, resistência ao ataque de animais e manutenção da qualidade do produto.

Embora tenha diferentes constituições (e, para cada uma delas, aplicações variadas e específicas), o material é normalmente conhecido pelo nome genérico de plástico. Foi apontado, há algumas décadas, como o vilão da poluição do meio ambiente. No Brasil, por exemplo, ele já representa cerca de 20% dos resíduos sólidos urbanos — e seu uso deve continuar aumentando.

A criação de métodos de reciclagem, porém, trouxe paz ao reino dos plásticos: essenciais ao nosso dia a dia, agora, eles ainda podem ser reusados. A educação nesse sentido é essencial, já que o volume descartado desse tipo de resíduo ainda é alto.

Agora olhe ao seu redor e repare em quanto plástico tem por perto. Vale, inclusive, tentar adivinhar quais são os tipos. Quer saber mais? Entre em contato com a Mercoplasa: podemos ajudar a esclarecer as suas dúvidas!

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