Avanços na Extrusão de Plástico Permitem a Fabricação de Comprimentos Longos para Diversos Usos

De canudos de beber do dia a dia a componentes automotivos complexos, inúmeros produtos plásticos dependem de uma tecnologia de fabricação fundamental: a moldagem por extrusão de plástico. Desde sua criação em 1935, este processo desempenhou um papel fundamental na fabricação devido às suas vantagens únicas na produção de produtos plásticos longos e de alto volume. Este artigo se aprofunda nos princípios, seleção de materiais, prós e contras e considerações de design da moldagem por extrusão de plástico, fornecendo uma referência abrangente para tomadores de decisão e engenheiros de negócios.

A moldagem por extrusão de plástico é um processo em que o plástico fundido é continuamente empurrado através de uma matriz para criar produtos com formatos de seção transversal específicos. Em comparação com outros métodos de moldagem de plástico, a extrusão é particularmente adequada para a fabricação de produtos longos ou de grande área, como tubos, perfis e chapas. Suas aplicações são vastas, abrangendo quase todos os aspectos da vida moderna:

• Infraestrutura: Usado para tubos de abastecimento de água, gasodutos, sistemas de drenagem e muito mais.
• Construção: Produz perfis de janelas e portas, acabamentos decorativos, vedações e isolamento de fios/cabos.
• Embalagem: Cria filmes para embalagens de alimentos, garrafas de bebidas e recipientes.
• Agricultura: Fabrica tubos de irrigação e filmes agrícolas.
• Bens de consumo: Produz canudos, utensílios, brinquedos e outros itens do dia a dia.

O sistema de extrusão consiste principalmente em uma extrusora, matriz e equipamentos auxiliares. A extrusora derrete e transporta o material plástico para a matriz, que molda o produto final. Os equipamentos auxiliares incluem sistemas de resfriamento, unidades de remoção e cortadores para controlar a taxa de resfriamento, a precisão dimensional e o comprimento de corte.

Em termos de custo, a extrusão de plástico depende da escolha do material e da complexidade do equipamento. Os custos dos materiais são, em média, cerca de US$ 1.000 por produto, enquanto os equipamentos de extrusão variam de US$ 7.000 a US$ 90.000, dependendo da escala de produção e da complexidade da peça.

A seleção do material plástico impacta diretamente o desempenho e as aplicações do produto extrudado. As principais considerações incluem:

• Meio ambiente: O produto enfrentará exposição ao ar livre, radiação UV ou temperaturas extremas?
• Exposição química: Ele entrará em contato com ácidos, álcalis ou outras substâncias corrosivas?
• Demandas mecânicas: Ele precisa suportar alto impacto ou tensão de tração?
• Requisitos estéticos: São necessárias cores ou acabamentos específicos?

Materiais de extrusão comuns e suas propriedades:

Um plástico versátil com excelente resistência química, flexibilidade e durabilidade a baixo custo. Usado para tubos e embalagens. O PE de baixa densidade (LDPE) oferece flexibilidade superior para filmes, enquanto o PE de alta densidade (HDPE) oferece maior resistência para recipientes e tubos.

Um termoplástico derivado de combustíveis fósseis com alto ponto de fusão, boa resistência e resistência ao impacto. Usado para peças automotivas, têxteis e embalagens. Disponível em várias cores.

Econômico e durável. O PVC rígido resiste à radiação e ao impacto para janelas/tubos, enquanto o PVC flexível oferece resistência à tração para isolamento de fios e impermeabilização.

Um plástico rígido para embalagens e isolamento, facilmente moldado em formas complexas.

Popular para impressão 3D e extrusão, valorizado pelo apelo estético em carcaças e peças decorativas.

Excelentes propriedades mecânicas, incluindo resistência ao calor/produtos químicos. Usado em componentes automotivos e têxteis, com boa resistência ao desgaste para rolamentos e engrenagens.

Alta rigidez, resistência ao calor e durabilidade a um custo mais alto. Usado para peças automotivas e carcaças de eletrônicos, com transparência ideal para equipamentos de segurança.

Comum em recipientes de alimentos/bebidas, aplicações de engenharia e fibras. Oferece resistência, clareza e capacidade de reciclagem.

• Econômico: Geralmente mais barato do que outros métodos de moldagem de plástico.
• Produção contínua: Permite produção de alto volume com menores riscos de estoque.
• Ajustabilidade: Os produtos podem ser modificados antes do resfriamento/endurecimento.
• Variedade de formas: Diferentes matrizes/extrusoras criam diversas formas e tamanhos.
• Flexibilidade do material: A maioria dos termoplásticos é compatível com extrusão.

• Expansão: O resfriamento pode causar desvios dimensionais.
• Limitações de material: Nem todos os plásticos são adequados para extrusão; alguns produtos não podem ser feitos dessa forma.
• Altos custos de equipamento: Extrusoras e matrizes representam um investimento significativo.
• Desafios de reciclagem: As extrusoras geralmente não conseguem processar plásticos reciclados devido aos requisitos de filtragem de impurezas.

Para evitar problemas na moldagem por extrusão de plástico, considere estas diretrizes de design:

• Mantenha a espessura uniforme da parede: Paredes inconsistentes causam resfriamento desigual, levando à deformação. Espessura mínima recomendada: 0,025 polegadas.

Embora a extrusão possa não corresponder à precisão da moldagem por injeção, fundição sob pressão ou impressão 3D, os equipamentos modernos melhoraram significativamente o controle dimensional. Por meio da seleção adequada de materiais, design de matrizes e gerenciamento de processos, os fabricantes podem aproveitar os pontos fortes da extrusão para produzir produtos plásticos de alta qualidade e econômicos.