Processos de Injeção de Termoplásticos e Metais

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SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA CENTRO 
UNIVERSITÁRIO TUPY – UNISOCIESC 
 
 
 
 
EWERTON SCHROEDER TAVARES VIEIRA 
LEANDRO LUIZ 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE INJEÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Joinville 
2014/1 
10 
 
EWERTON SCHROEDER TAVARES VIEIRA 
LEANDRO LUIZ 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE INJEÇÃO 
 
 
 
 
 
O seguinte trabalho tem como 
objetivo estudar o processo de 
fabricação que se obtêm grande 
parte dos produtos plásticos, a 
injeção de polímeros assim como 
também os parâmetros que 
influenciam no processo. 
 
 
 
 
 
Antonio Carlos Pires Dias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Joinville 
2014/1 
 
11 
 
Lista de figuras 
 
Figura 1 - John Wesley Hyatt, idealizador da primeira injetora.........................12 
Figura 2 - Injetora a pistão “Máquina de Hyatt”.................................................12 
Figura 3 - Máquina para sobre-injetar lentes de flash de material sintético.....12 
Figura 4 - Início da produção em série de injetoras. 
 Máquina de movimento alternativo manual......................................................12 
Figura 5 - Primeira injetora pneumática............................................................12 
Figura 6 - Injetora Allrounder 260 com molde de sopro com o 
 primeiro controle completamente eletrônico PolytronlCA.................................13 
Figura 7 – Principais componentes de uma máquina injetora..........................15 
Figura 8– Esquematização do ciclo de injeção.................................................16 
Figura 9 - Componentes da unidade de injeção...............................................17 
Figuras 10 - Rosca de plastificação e tipos de ponteira com 
 o anel de bloqueio............................................................................................18 
Figura 11 – Zonas da rosca da injetora............................................................19 
Figura 12 – Sistema de fechamento mecânico.................................................21 
Figura 13 – Esquema de abertura e fechamento do sistema...........................21 
Figura 14 – Jato direto do fundido para dentro da cavidade............................26 
Figura 15 – Pontos de injeção submarinos.......................................................26 
Figura 16 – Representação da camada congelada em 
um canal de injeção...........................................................................................27 
Figura 17 - Diferentes processos de injeção.....................................................29 
Figura 18 - Injetora do processo de Fundição Sob Pressão.............................30 
Figura 19 - Injetora de metal de câmara fria.....................................................31 
Figura 20 - Peças metálicas injetadas..............................................................31 
Figura 21 - Representação das fases no pistão de injeção..............................33 
Figura 22 - Material sendo injetado no canal....................................................33 
Figura 23 - Enchimento do molde.....................................................................34 
Figura 24 - Fase de recalque da injeção..........................................................35 
Figura 25 - Máquina de fundição sob pressão de câmara quente. 
Frech DAM 200 F..............................................................................................36 
Figura 26 - Comparação entre a qualidade x complexidade, 
obtidas pelos processos de fabricação..............................................................37 
12 
 
Figura 27- Peças produzidas através do processo MIM...................................38 
Figura 28 - Fluxograma do processo de moldagem de pós por injeção...........39 
Figura 29 - Etapas do processo PIM.................................................................40 
Figura 30 - Misturador planetário, utilizado em processo intermitente.............42 
Figura 31 - Remoção de sistema aglutinante...................................................44 
Figura 32 - Etapas de sinterização...................................................................46 
Figura 33 - Esquema simplificado do material plástico penetrando.................47 
 na cavidade. 
Figura 34 – Estrutura básica de um molde de injeção......................................48 
Figura 35 – Anel de centragem.........................................................................50 
Figura 36 – Bucha de injeção...........................................................................50 
Figura 37 - Placa de fixação superior...............................................................52 
Figura 38 – Placa porta cavidade superior.......................................................52 
Figura 39 – Bucha e coluna-guia......................................................................53 
Figura 40 - Placa de postiços inferior...............................................................53 
Figura 41 - Placa suporte..................................................................................54 
Figura 42 – Postiço (cavidade).........................................................................54 
Figura 43 – Coluna ou espaçador.....................................................................55 
Figura 44 – Placa porta extratores....................................................................55 
Figura 45 – Placa impulsora.............................................................................55 
Figura 46 – Pino extrator e de retorno.............................................................56 
Figura 47 – Placa de fixação inferior................................................................56 
Figura 48 – Pino de retenção (extrator de canal).............................................56 
Figura 49 - Molde de duas placas destaque para a 
mudança de posição da placa de extração.......................................................58 
Figura 50 - Molde de três placas.......................................................................59 
Figura 51 - Galhos de injeção com canais frios................................................61 
Figura 52 - Diferentes esquemas de canais quentes........................................62 
Figura 53 - Esquema de molde de câmara quente...........................................65 
Figura 54 - Molde com câmara quente tipo stack mold....................................66 
Figura 55- Ejeção das peças de um molde placas múltiplas............................67 
Figura 56- Molde com gavetas, injeção de um carretel para linha...................68 
Figura 57 - Molde encontra-se fechado............................................................68 
Figura 58 - Molde aberto, com o sistema de extração acionado......................68 
13 
 
Figura 59 - Molde rotativo, para injeção de peças com rosca interna..............69 
 
Lista De Tabelas 
 
Tabela 1 - Técnicas de produção do pó metálico..............................................41 
Tabela 2 - Exemplos e propriedades de feedstock...........................................42 
Tabela 3 – Características dos componentes do molde...................................49 
Tabela 4 – Diâmetros de buchas.......................................................................51 
Tabela 5 – Fatores de correlação......................................................................51 
Tabela 6 – Ciclo de injeção para moldes convencionais e 
moldes com canais quentes..............................................................................60 
Tabela 7 - Comparação entre os diferentestipos de moldes injeção...............67 
Tabela 8 – Vantagens e desvantagens de cada molde....................................69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
Sumario 
 
LISTA DE FIGURAS.........................................................................................03 
LISTA DE TABELAS.........................................................................................05 
INTRODUÇÃO..................................................................................................10 
 
1 HISTÓRICO 
1.1 POLÍMEROS..............................................................................................11 
1.2 INJETORAS...............................................................................................11 
 
2 MATÉRIA PRIMA. 
2.1 INJEÇÃO DE PLÁSTICOS..........................................................................13 
2.2 INJEÇÃO DE METAIS.................................................................................14 
 
3 EQUIPAMENTO 
3.1 INJETORAS DE PLÁSTICO........................................................................14 
3.1.1 Ciclo de injeção..................................................................................16 
3.1.1.1 Unidade de Injeção.........................................................................16 
3.1.1.2 Funil de alimentação.......................................................................17 
3.1.1.3 Rosca de plastificação....................................................................18 
3.1.1.4 Cilindro de plastificação..................................................................19 
3.1.1.5 Bico de injeção................................................................................20 
3.1.2 Sistema de fechamento mecânico............................................................20 
3.1.3 Painel de controle.....................................................................................21 
3.1.4 Características da injetora........................................................................23 
3.1.5 Classificação das injetoras.......................................................................25 
3.1.5 Problemas encontrados............................................................................25 
3.2 INJETORAS DE METAIS............................................................................29 
3.2.1 Características .....................................................................................32 
3.2.2 Fases de Injeção..................................................................................33 
3.2.2.1 Primeira Fase.................................................................................33 
3.2.2.2 Segunda Fase................................................................................34 
3.2.2.3 Terceira Fase.................................................................................35 
15 
 
 
4 PROCESSO DE MOLDAGEM DE PÓS 
 METÁLICOS POR INJEÇÃO......................................................................36 
4.1 OVERVIEW DO PROCESSO......................................................................39 
4.1.2 Produção do pó metálico.........................................................................40 
4.1.3 Preparação da Carga Injetável (feedstock) .............................................41 
4.1.3.1 Sistema Ligante.....................................................................................43 
4.1.4 Injeção do feedstock.................................................................................43 
4.1.5 Extração de aglutinante (debinding).........................................................44 
4.1.6 Sinterização..............................................................................................45 
 
5 MOLDES DE INJEÇÃO 
5.1 COMPONENTES DE UM MOLDE..............................................................46 
5.1.1 Descrição dos principais componentes do molde....................................47 
5.1.1.1 Anel de centragem.................................................................................49 
5.1.1.2 Bucha de injeção...................................................................................50 
5.1.1.3 Placa de fixação superior.......................................................................51 
5.1.1.4 Placa porta cavidade superior (fixa)......................................................52 
5.1.1.5 Bucha guia e coluna guia.......................................................................52 
5.1.1.6 Placa de postiços inferior.......................................................................53 
5.1.1.7 Placa suporte........................................................................................ 53 
5.1.1.8 Postiços macho e fêmea (cavidade)......................................................54 
5.1.1.9 Bloco espaçador....................................................................................54 
5.1.1.10 Placa porta extratores..........................................................................55 
5.1.1.11 Placa impulsora.................................................................................55 
5.1.1.12Pino extrator e de retorno.....................................................................56 
5.1.13 Placa de fixação inferior..........................................................................56 
5.1.1.14 Extrator de canal..................................................................................57 
5.2 TIPOS DE MOLDES....................................................................................57 
5.2.1 Moldes com canais frios ou convencionais...............................................57 
5.2.1.1 Moldes de duas placas..........................................................................57 
5.2.1.2 Moldes de três placas............................................................................58 
5.2.2 Moldes com canais quentes.....................................................................59 
5.2.2.1 Vantagens do canal quente...................................................................62 
5.2.2.2 Desvantagens do canal quente.............................................................64 
16 
 
5.2.3 Moldes de placas múltiplas......................................................................65 
5.2.4 Moldes com mandíbulas ou gavetas........................................................67 
5.2.5 Moldes com macho rotativo......................................................................69 
5.3 TEMPERATURA DO MOLDE.....................................................................70 
 
REFERÊNCIAS.................................................................................................71 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
 
Resumo : O processo de injeção mostra-se cada vez mais presente nos 
produtos fabricado nos dias de hoje , presente na fabricação da maioria dos 
polímeros e sendo aplicado também em materiais metálicos, e um processo 
em que possa fabricar peças de boa qualidade , de geometrias simples e 
complexas , peças de variadas aplicabilidades desde de uma tampa de 
garrafa pet até peças automobilísticas. Com vários parâmetros a ser dado 
atenção para uma injeção, as maquinas injetoras vem cada vez mais se 
modernizando diminuindo a participação do homem no processo e também 
diminuído os erros . 
Palavra chave : injeção de metais, injeção de termoplásticos, injeção de 
polímeros ,MIM (Metal Injection Molding), maquinas injetoras .18 
 
 
 
Introdução 
 
 
 
Hoje em dia observa-se que a grande maioria de produtos utilizados é 
ou tem algum componente de material polimérico pois tem uma vasta 
aplicação. Com a grande necessidade e consequentemente a produção deste 
produto vem crescendo para poder suprir o mercado. E vem evoluindo muito 
também as maquinas e equipamentos para a produção. 
Necessitando de um equipamento que de bons acabamentos, que 
trabalhe em produções baixa, media e grande quantidade, produza produtos de 
vários tamanhos, formando produtos de geometria simples até as mais 
complexas, as maquinas de injeção vem ganhando destaque nesta linha, pois 
pode suprir se não todas essas características pelo menos grande parte delas, 
praticamente tem total domínio esta área. 
Desde 1948 quando a primeira maquina injetora foi construída, elas não 
pararam de evoluir começando com as hidráulicas, posteriormente com a 
chegada da energia elétrica assim podendo ser alimentadas eletricamente , as 
por comando numérico e as de grande produção ,e por fim até podendo mudar 
o material de trabalho ou seja , além de polímeros , injetando também metais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
1 HISTÓRICO 
 
1.1 POLÍMEROS 
 
Apesar dos materiais poliméricos terem revolucionado o 
desenvolvimento tecnológico deste século, seu surgimento, do ponto de vista 
científico, ocorreu na segunda metade do século passado. O termo polímero foi 
criado pelo famoso químico alemão J. Berzelius em 1832. Onde ainda não se 
conhecia o conceito de macromoléculas, que só veio a ser estabelecido em 
meados do século XX através de Hermann Staudinger. O termo polímeros só 
veio a ser usado como é conhecido hoje após 1922. 
As décadas de 20 e 30 foram extremamente importantes para o 
estabelecimento dos conceitos básicos sobre Ciência de Polímeros através da 
participação de Staudinger, Carothers, Flory e outros. As décadas seguintes de 
40, 50 e 60 foram igualmente importantes para o desenvolvimento tecnológico 
da síntese de novos polímeros. 
Então, hoje temos que polímeros são materiais compostos por 
macromoléculas. Essas macromoléculas são cadeias compostas pela repetição 
de uma unidade básica, chamada mero. Daí o nome: poli (muitos) + mero. 
No Brasil, os primeiros registros de indústrias de plástico datam de 1957, 
com um número inferior a 100 unidades fabris. 
 
1.2 INJETORAS 
 
Em 1872 foi patenteado o que seria o processo de moldagem por 
injeção, idealizada pelos irmãos Hyatt, em 1878 John Wesley Hyatt criou um 
dos primeiros equipamentos para injeção. O equipamento e formado por um 
cilindro de aquecimento com câmaras aquecida a vapor, um bico para 
descarregar o material de um embolo acionado hidraulicamente para 
pressionar o material fundido. Ao lado do equipamento constava uma prensa 
hidráulica onde era despejado o material fundido com o molde fechado, era 
preciso devido a instabilidade do material de trabalho que é o nitrato de 
celulose, este desenvolvido pelo próprio Hyatt. 
20 
 
 
Figuras 1 e 2 – (1) John Wesley Hyatt, idealizador da primeira injetora. E (2) Injetora a 
pistão “Máquina de Hyatt”. 
 
Fonte: http://fateczl.edu.br/TCC/2009-1/tcc-113.pdf. 
 
Para termos uma noção do desenvolvimento das máquinas injetoras ao 
longo do tempo, segue algumas imagens de injetoras fabricadas pela empresa 
alemã, Arburg: 
 
 
Fonte: http://www.arburg.com. 
 
 Figura (3): Máquina para sobre-injetar lentes de flash de material 
sintético. 
 Figura (4): Início da produção em série de injetoras. Máquina de 
movimento alternativo manual. 
21 
 
 Figura (5): Primeira injetora pneumática. 
Figura 6 - Injetora Allrounder 260 com molde de sopro com o primeiro controle 
completamente eletrônico PolytronlCA. 
 
Fonte: http://www.arburg.com. 
 
Após a invenção de Hyatt as máquinas foram aperfeiçoando-se até as 
maquinas injetoras dos dias atuais, em que os fabricantes buscam diversifica-
las visando o desenvolvimento de maquinas que operem com a máxima 
redução de custos energéticos, oferecendo grande produção e uniformidade 
das peças injetadas. 
 
2 MATÉRIA PRIMA 
 
2.1 INJEÇÃO DE PLÁSTICOS 
 
Os materiais plásticos mais utilizados para o processo de injeção são: o 
Polietileno (PE), o Polipropileno (PP), o Nylon (PA) e o Policloreto de Vinila 
(PVC). O fator principal para a seleção do material plástico é o tipo de benefício 
que ele proporciona ao produto desejado ou até o preço X resistência em 
relação ao seu uso como produto final, assim como também: 
 
 Transparência ou opacidade: portas de box; 
 Resistência química: frascos de acetona e água sanitária; 
 Resistência mecânica: martelo de borracha e molas (plastiprene); 
 Resistência à variações térmicas: pára-choques de carro e lanternas; 
22 
 
 Peso: rádios. 
Com relação à classificação do ponto de vista das características 
tecnológicas, os polímeros podem ser divididos em: termoplásticos e 
termofixos. 
Segundo Manrich, 2005, pg.20: termoplásticos são polímeros que podem 
ser fundidos e solidificados repetidas vezes, com pouca ou nenhuma variação 
em suas propriedades básicas. 
Termofixos são polímeros que, após sofrerem o processo de cura (ligações 
cruzadas), não podem ser fundidos ou dissolvidos sem a ocorrência da 
degradação de sua estrutura química. 
 
2.2 INJEÇÃO DE METAIS 
 
Além das ligas de alumínio, também podem ser utilizadas neste 
processo ligas de zinco, bronze, latão, zamak* e magnésio. 
 
Zamak é a denominação genérica de diversas ligas metálicas com ponto de fusão entre 385 °C 
e 485 °C, contendo basicamente zinco (Zn), juntamente com Alumínio (Al), Magnésio (Mg) 
e Cobre (Cu). O nome vem de Zink-Aluminium-Magnesium-Kupfer (zinco, alumínio, 
magnésio e cobre, em alemão, respectivamente). 
 
3 EQUIPAMENTO 
 
3.1 INJETORAS DE PLÁSTICO 
 
A máquina de moldagem por injeção possui dois componentes básicos: 
a unidade de injeção e a unidade de fechamento. A unidade de injeção também 
é conhecida como unidade plastificadora, é onde através de cisalhamento, 
atrito e calor plastifica e homogeneíza o material termoplástico e através da 
unidade de injeção ocorre à transferência deste material para o interior do 
molde que fica alojado entre as placas fixa e móvel da máquina na unidade de 
fechamento. A unidade de fechamento garante o travamento do molde no 
momento da injeção e também faz a abertura do molde após a solidificação da 
peça para ser extraída. 
23 
 
 
Figura 7 – Principais componentes de uma máquina injetora. 
 
Fonte: http://injecaodetermoplastico.blogspot.com.br. 
 
As máquinas injetoras podem ser hidráulicas, elétricas ou híbridas, ter 
fechamento do molde na horizontal ou na vertical, podendo ser hidráulico, 
hidráulico-mecânico ou elétrico-mecânico, ter pistão ou rosca para efetuar a 
injeção do material plastificado e ter um a vários cilindros de injeção, estas são 
conhecidas como máquinas especiais bi-componentes ou multicomponentes. 
As máquinas injetoras possuem três modos de operações: 
 
 Automático - Todas as etapas do ciclo de moldagem são realizadas 
automaticamente, havendo o início de um novo ciclo sem a necessidade 
de comando do operador. O equipamento só paralisa a operação se 
houver uma intervenção ou condição de alarme no processo. 
 Semiautomático - Neste modo a máquina realiza toda etapa de um ciclo 
de moldagem e somente inicia a repetição do ciclo com o comando do 
operador. 
 Manual - Este é o modo de operação em que cada função e tempo de 
cada função da máquina são controlados manualmentepelo operador. 
 
 
24 
 
 
3.1.1 Ciclo de injeção 
 
 Segundo Manrich, 2005, pg. 279: a injeção não é um processo contínuo, 
mas sim intermitente, seguindo um ciclo conhecido como “ciclo de injeção”. 
Esse ciclo pode possuir eventos que se interceptam e eventos que só ocorrem 
após terminar o antecedente. Podemos dizer que existe um ciclo com 
ocorrências sequenciais da rosca reciproca e um ciclo com eventos 
sequenciais do molde. No entanto, os ciclos da rosca e do molde são 
interdependentes. 
 
Figura 8 – Esquematização do ciclo de injeção. 
 
Fonte: Artigo, CEFET-RS, Moldes para injeção de termoplásticos. 
 
3.1.1.1 Unidade de Injeção 
 
A unidade de injeção é composta de funil de alimentação, rosca de 
plastificação, cilindro de plastificação conhecido também como canhão, bico de 
injeção, resistências elétricas, além de motor de dosagem, atuadores 
hidráulicos de injeção e de avanço e recuo do cilindro de plastificação. 
25 
 
Essa unidade é onde o material termoplástico é armazenado, 
transportado progressivamente, fazendo com que passe pelos estágios de 
alimentação, compressão, fusão e injeção. 
 
Figura 9 - Componentes da unidade de injeção. 
 
Fonte: Artigo, Fatesc, Sistema para processo de injeção de plástico. 
 
3.1.1.2 Funil de alimentação 
 
O material termoplástico é fornecido aos transformadores na forma de 
grânulos. O funil simplesmente condiciona e direciona os grânulos para a zona 
de alimentação da rosca, na parte de trás do cilindro de plastificação, através 
da gravidade. 
Nas máquinas modernas esses funis foram substituídos por pequenos 
silos que já fazem a secagem do material, economizando tempo e energia 
elétrica, pois elimina em muitos casos a necessidade do transporte dos 
grânulos da estufa de bandeja para o funil e mantém o material quente até sua 
entrada no cilindro de plastificação, ou seja, fica “mais fácil” para a máquina 
terminar de aquecê-lo até seu ponto de fusão. 
 
 
 
 
 
26 
 
3.1.1.3 Rosca de plastificação 
 
A rosca se encontra dentro do cilindro de plastificação e serve para 
transportar, comprimir, fundir, homogeneizar e dosar o material. A rosca 
consiste de três zonas: 
 
 Zona de alimentação; 
 Zona de compressão; 
 Zona de dosagem ou mistura. 
 
Figuras 10 - Rosca de plastificação e tipos de ponteira com o anel de bloqueio. 
 
Fonte: Artigo, Fatesc, Sistema para processo de injeção de plástico. 
 
Enquanto o diâmetro externo da rosca permanece constante, a 
profundidade dos sulcos diminui da zona de alimentação para a zona de 
dosagem. Estes sulcos comprimem o material contra as paredes internas do 
cilindro de plastificação, cisalhando o material termoplástico fazendo com que 
passe do estado sólido ao estado líquido viscoso. 
Na parte da frente da rosca de plastificação fica a ponteira onde é fixada 
através de um rosqueamento. Esta ponteira possui um anel de bloqueio que 
funciona como uma válvula que no momento da etapa de dosagem ela abre 
permitindo a passagem do material fundido para frente do cilindro e no 
momento da etapa de injeção ela fecha impedindo que o material plastificado 
retorne para o cilindro de plastificação forçando-o para dentro do molde. 
 
 
 
27 
 
Figura 11 – Zonas da rosca da injetora. 
 
Fonte: Artigo, Fatesc, Sistema para processo de injeção de plástico. 
 
A geometria da rosca de plastificação, quantidade de filetes para cada 
zona, relação de compressão ou taxa de compressão e relação L/D, dependerá 
da característica de fusão do material termoplástico a ser processado. 
 
Zona de alimentação: geralmente é curta, aproximadamente 5 passos, tem 
por finalidade transportar os grânulos sólidos para a próxima região, o diâmetro 
do núcleo permanece constante e o ângulo de inclinação dos filetes é da ordem 
de 15 - 20º. 
 
Zona de transição ou zona de compressão: é a maior parte da rosca, 
geralmente 11 passos, é a zona onde se inicia a plastificação devido ao 
aumento constante do diâmetro do seu núcleo, que fará comprimir e cisalhar o 
material plástico, nesta região o material já está, praticamente todo fundido. 
 
Zona de controle de vazão ou de bombeamento: a terceira zona tem como 
funções principais estabilizar o fluxo e gerar pressões para trás, ao longo do 
comprimento da rosca, para garantir a plastificação. Nesta zona é efetivada a 
mistura dos elementos do sistema polimérico (polímeros mais aditivos), e a 
temperatura é homogeneizada. Nessa zona ocorre alto grau de cisalhamento 
sobre o material. 
 
3.1.1.4 Cilindro de plastificação 
 
É onde a rosca de plastificação fica alojada; é dentro do cilindro de 
plastificação que ocorre a fusão do material termoplástico, promovida pelo calor 
provenientes das resistências elétricas acopladas em seu exterior e também 
pelo atrito entre os grânulos do material. Deve-se prestar muita atenção ao 
28 
 
tempo em que o material termoplástico fundido permanece dentro deste, pois 
pode degradar devido à exposição prolongada à pressão e ao calor. 
 
3.1.1.5 Bico de injeção 
 
Corpo confeccionado em aço especial e resistente ao calor é fixado junto 
ao cilindro de plastificação. Tem como funções principais a passagem do 
material plástico e o aumento da velocidade de saída, do interior do cilindro de 
plastificação para as cavidades do molde. 
Existem três tipos de bicos de injeção referentes ao seu assentamento 
(encosto) com a bucha de injeção do molde: 
 
 De ponta esférica; 
 De ponta cônica; 
 De ponta chata ou reta. 
 
O tipo de ponta esférica é o mais usado por permitir menor área de contato 
com o molde, impedindo dessa forma que ocorra a solidificação do material na 
saída do bico ou o aquecimento do molde. 
Deve-se prestar atenção na usinagem do furo tanto da bucha de injeção 
do molde quanto da saída do material do bico, pois a bucha deve apresentar o 
furo central maior do que o do bico em aproximadamente 1 mm. Isto se torna 
necessário para que não se crie contrapressão do material ao chegar no 
molde. Este furo também não pode ser muito maior do que 1 mm, pois pode 
provocar esguichos de material. 
 
3.1.2 Sistema de fechamento mecânico 
 
Este sistema é um dos mais utilizados no mercado, por proporcionar 
altas velocidades de deslocamento da placa móvel e por possibilitar mais 
regulagens de alturas de moldes. Os movimentos de abertura e fechamento 
são proporcionados pela movimentação de braços articulados em forma de 
joelhos ou tesouras. 
 
29 
 
Figura 12 – Sistema de fechamento mecânico. 
 
Fonte: Artigo, Processamento de materiais termoplásticos por injeção, Reinert e Assunção. 
 
Figura 13 – Esquema de abertura e fechamento do sistema. 
 
Fonte: Artigo, Processamento de materiais termoplásticos por injeção, Reinert e Assunção. 
 
3.1.3 Painel de controle 
 
O conhecimento adequado das regulagens de uma máquina injetora é 
extremamente necessário para que se consigam tais mudanças, melhorando e 
otimizando de forma adequada os ciclos das injetoras em uma empresa. 
As principais regulagens de uma injetora são: 
 
1) Curso de Dosagem: recuo da rosca proporcionado pela pressão do 
material plástico levado até a frente da rosca pelo giro da mesma. 
2) Velocidade de Dosagem: gerada pelo giro de um motor, deve ser 
controlada conforme o tipo de material a ser trabalhado. 
30 
 
3) Pressão de Injeção: é a pressão exercida pelo pistão sobre o material 
durante o preenchimento 
4) Velocidade de Injeção: corresponde à velocidade de avanço da rosca 
no momento da injeção. 
5) Tempo de Injeção: tempo de preenchimentoda cavidade do molde. 
6) Pressão de Recalque: é a pressão após a pressurização. É importante, 
na maioria das vezes, que o recalque seja inferior à pressurização para 
evitar a geração de tensões internas na peça final. 
7) Tempo de Recalque: o tempo de recalque é definido em conjunto com 
o tempo de resfriamento da peça, o que muda em relação ao tipo de 
refrigeração do molde. Quanto menor a temperatura do molde, menor, 
será o tempo de recalque. 
8) Descompressão: representa o curso posterior à dosagem que tem 
como principal função o alívio da pressão na frente da rosca. Esta 
pressão é formada durante a dosagem e é necessária para o recuo da 
rosca. 
9) Contrapressão: recurso que atua durante a dosagem não permitindo 
um recuo normal da rosca. 
10) Tempo de Resfriamento: o tempo de resfriamento de um molde é a 
parte mais importante na decisão do tempo de ciclo, pois é junto a ele 
que aparecem os tempos ociosos. 
Atualmente os tempos de resfriamento são definidos de acordo 
com as características dos materiais e com a experiência do operador 
de injetora. Estes critérios são válidos, porém, não se consegue 
estabelecer valores corretos para o melhor rendimento da injetora, já 
que o comportamento do polímero é influenciado por muitos aspectos 
como, tipo de polímero, temperatura do molde, condutibilidade da 
cavidade do molde, pressão e velocidade de injeção, entre outros. 
11) Pré-extrusão / Intrusão: não é um sistema muito utilizado, não só 
porque são só algumas injetoras que tem este recurso, mas como 
também é recurso que pode prejudicar a estrutura da máquina, pois 
passa do limite programado de operação da injetora. 
 
 
31 
 
3.1.4 Características da injetora 
 
1) Capacidade de injeção (Ci): definida como a quantidade máxima em 
gramas de material “B” que pode ser injetada por ciclo, sendo fornecida 
pela produtora da máquina. 
 
..........................................................................(1) 
onde, ρ = densidade e v = volume dos materiais A(PS) e B(teste), 
respectivamente. 
2) Capacidade de plastificação (Cp): é a quantidade máxima de material 
“B” que a injetora pode homogeneizar em um período de tempo. 
 
..............................................(2) 
 
onde T é temperatura; c é o calor específico dos materiais. Se o número de 
ciclos por hora (n) for conhecido, bem como o peso injetado por ciclo (w), é 
possível calcular quanto de material é plastificado por hora durante um 
processamento determinado. 
 
3) Pressão de injeção (Pinj): é a pressão exercida pelo pistão sobre o 
material durante o preenchimento. 
 
..................................................................................(3) 
 
 Essa pressão pode se referir àquela pressão necessária apenas para 
preencher o molde sem pressurização ou pode se referir à pressão necessária 
para preencher o molde até o final da pressurização máxima, que é o término 
do preenchimento sob alta pressão, e nesse caso, é a pressão de comutação. 
 
 
32 
 
4) Pressão de recalque (PREC): é a pressão após a pressurização. 
Normalmente a pressão de pressurização comuta para a de recalque, 
assumindo valores inferiores. É importante, na maioria das vezes, que o 
recalque seja inferior à pressurização para evitar a geração de tensões internas 
na peça final. 
 
5) Pressão de fechamento: a força de fechamento de uma injetora deve 
ser sempre superior à máxima pressão no processo. Para calcular a força de 
fechamento de uma injetora deve-se conhecer a área da cavidade do molde 
onde o polímero fundido está exercendo pressão. Essa área pode ser a área 
projetada da cavidade no plano perpendicular à direção de pressão. Força de 
fechamento (Ff) é dada pela equação 4, onde Pcav é a pressão na cavidade: 
 
 
...............................................................................(4) 
 
 
 Segundo Manrich, 2005, pg. 290: pressões de fechamento podem 
ultrapassar 3000 toneladas, quando se injeta peças com pressões na cavidade 
com valores entre 300 a 1400 kg/cm², projetada da peça. 
 
6) Peso (w) de moldagem por ciclo: para calcular o peso injetado em 
cada ciclo, deve-se calcular o volume total (v) da cavidade, mais os canais, e 
multiplicar pela densidade (ρ). Para preservar a injetora, nunca se deve 
ultrapassar 80% da capacidade de injeção da máquina. O número de ciclos por 
hora (n) pode ser calculado como mostrado em (5): 
 
..................................................................................................(5) 
 
33 
 
...................................................................................................(6) 
 
7) Velocidade de injeção (Vinj): é a velocidade com que a massa é 
enviada para dentro do molde durante a fase de preenchimento. 
 
...................................................................................(7) 
 
A regulagem da velocidade de injeção é feita tendo como base o movimento 
do pistão da injetora, cujo diâmetro não varia. Sabendo-se a velocidade do 
pistão que possui área fixa, sabe-se a vazão do material, bastando relacionar 
essa vazão com a área de qualquer canal por onde o fluido polimérico vai 
escoar. 
 
 
3.1.5 Classificação das injetoras 
 
As dimensões das injetoras são normalmente quantificadas pela força de 
fechamento, respectivamente, assim: 
 
Injetoras pequenas Menos de 1000 kN 
Injetoras médias 1000 a 5000 kN 
Injetoras grandes Superiores a 5000 kN 
 
3.1.6 Problemas encontrados 
 
1) Jato livre segundo Manrich, 2005, pg. 374: é quando o polímero fundido 
não se encosta à superfície das paredes da peça ao entrar, e sim é 
jogado diretamente para o fundo, de forma aleatória. O esguicho direto é 
evitado com pontos de injeção que forcem o polímero a encostar 
primeiro nas paredes da cavidade assim que esse entra na mesma. 
 
 
34 
 
Figura 14 – Jato direto do fundido para dentro da cavidade 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 374. 
 
 
Uma solução típica é o uso de pontos de submarinos, ou submersos. 
 
Figura 15 – Pontos de injeção submarinos. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 375. 
 
Segue algumas causas do efeito jato livre/direto: 
 
 Temperatura do material muito alta; 
 Velocidade de injeção muito elevada; 
 Ponto de injeção muito pequeno; 
 Entrada livre na cavidade; 
 Material muito fluído. 
 
2) Camada congelada (frozen layer): se o tempo de injeção for muito 
curto formará uma camada congelada em torno do canal. Ela se forma a 
partir do momento em que o material percorre o canal de forma lenta, 
dando condições à perfeita troca de calor com o ferramental constituído 
de material metálico e, com temperatura inferior ao do polímero. Quanto 
menor a velocidade de escoamento do material, maior será a espessura 
35 
 
desta camada, reduzindo a passagem central do material e aumentando 
a pressão necessária para continuar deslocando a massa polimérica. A 
Figura 16 apresenta um esquema do escoamento do material com a 
respectiva camada congelada. 
 
Figura 16 – Representação da camada congelada em um canal de injeção. 
 
Fonte: Artigo, Regulagem de paramêtros de processo por injeção, Adriano F. Reinert. 
 
3) Rechupe: são depressões que surgem devido à contração excessiva e 
não uniforme principalmente junto às nervuras e nos pontos onde existe 
o acúmulo de material, como parede grossa, com elevada contração do 
material. 
 
Possíveis causas: 
 
 Temperatura do material muito elevada; 
 Tempo de recalque insuficiente; 
 Pressão de recalque insuficiente; 
 Temperatura do molde alta; 
 Elevado índice de fluidez.4) Empenamento: resultado de deformações que aparecem devido a 
contração diferencial da peça. 
 
Possíveis causas: 
 
 Temperatura do material muito elevada; 
 Pressão de recalque e injeção muito elevada; 
 Sistema de refrigeração do molde inadequada; 
36 
 
 Peça muito espessa. 
 
5) Rebarbas: são as ocorrências de excesso de material sob a forma de 
película fina na linha de fechamento do molde, nos canais de saída de 
gases e nos pontos onde se localizam os extratores. 
 
Possíveis causas: 
 
 Pressão e velocidade de injeção muito elevada; 
 Força de fechamento insuficiente ou desequilibrada; 
 Material muito quente; 
 Má distribuição da pressão na superfície moldante; 
 Insuficiente escape de gases; 
 Refrigeração não uniforme. 
 
6) Moldagem incompleta: não há o preenchimento completo da cavidade. 
Surge geralmente, próximo a regiões com detalhes finos e no lado 
oposto, ao ponto de injeção. 
 
Possíveis causas: 
 
 Pressão de injeção insuficiente; 
 Velocidade de injeção reduzida; 
 Dosagem insuficiente; 
 Material frio; 
 Bico parcialmente obstruído; 
 Tempo de enchimento curto. 
 
 
7) Bolhas internas: causadas por ar aprisionado ou gás formado são 
evidentes. 
 
Possíveis causas: 
 
 Entrada de ar durante a plastificação e/ou descompressão; 
37 
 
 Perturbações de fluxo causadas por acumulação de gases; 
 Temperatura do material muito elevada; 
 Peça muito espessa; 
 Material plástico com contração muito elevada. 
 
3.2 INJETORAS DE METAIS 
 
A injeção de metais ou também conhecida como fundição sob pressão, é 
processo metal-mecânico no qual o metal fundido é, sob pressão, forçado a 
entrar na cavidade esculpida de uma matriz, preenchendo-a e formando a peça 
desejada. Ao entrar na cavidade da matriz o metal expulsa o ar lá contido por 
orifícios pré-determinados, logo em seguida, preenche a ferramenta (matriz) e, 
por último, recebe uma força de compactação para diminuir o volume das 
microporosidades decorrentes da solidificação. A qualidade obtida nas peças 
injetadas é bastante superior, proporcionando a produção de peças com 
responsabilidade técnica. 
Os dois principais processos de fundição sob pressão são: câmara fria e 
câmara quente. 
 
Figura 17 – Diferentes processos de injeção. 
 
Fonte: http://www.aluinfo.com.br/novo/materiais/fundicao-sob-pressao. 
 
A principal diferença entre os dois conceitos está na posição do cilindro 
de injeção que no processo em câmara quente fica na vertical e está conectado 
ao forno, permitindo a injeção direta do metal no interior do molde. 
38 
 
Consiste em forçar o metal liquido sob pressão, a penetrar na cavidade 
do molde, chamado matriz. Esta é metálica, portanto de natureza permanente 
e, assim pode ser usada inúmeras vezes. Devido à pressão e a consequente 
alta velocidade de enchimento da cavidade do molde, o processo possibilita a 
fabricação de peças de formas bastante complexas e de paredes mais finas do 
que os processos por gravidade, permitem. A matriz é geralmente construída 
em duas partes, que são hermeticamente fechadas no momento do vazamento 
do metal líquido. Ela pode ser utilizada fria ou aquecida à temperatura do metal 
líquido, o que exige materiais que suportem essas temperaturas. O metal é 
bombeado na cavidade da matriz e a sua quantidade deve ser tal que, não só 
preencha inteiramente esta cavidade, como também os canais localizados em 
determinados pontos para evasão do ar. Esses canais servem igualmente 
distribuídos para garantir o preenchimento completo das cavidades da matriz. 
Em 1907, patenteou-se a primeira máquina de injeção de câmara 
quente, que foi largamente utilizada na produção de componentes para 
máscaras contra gases e de binóculos. 
 
Figura 18 - Injetora do processo de Fundição Sob Pressão. 
 
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAeWQAD/fundicao. 
 
Já no processo de câmara fria o cilindro de injeção fica na posição 
horizontal e o metal é dosado na bucha de injeção para ser injetado. As demais 
características são bastante similares. 
 
 
 
39 
 
Figura 19 – Injetora de metal de câmara fria. 
 
Fonte: http://www.rmmaquinashidraulicas.com. 
Vasto é o campo onde se pode aplicar peças injetadas. Encontram-se 
peças no setor Automotivo, Agrícola, Eletrônico, Bens de Capital, Metal-
Mecânico, dentre muitos outros. Consegue-se produzir peças com detalhes 
finos em metais leves como o alumínio, magnésio e o zinco, por exemplo. Veja 
abaixo exemplo de peças injetadas. Percebem-se as complicadas geometrias 
possíveis de serem confeccionadas, pode-se observar que existem peças 
injetadas pequenas, médias e grandes, não sendo o tamanho da peça o 
limitador deste processo, mas sim, o tamanho e a força disponível da máquina 
que irá injetar esta peça. 
 
Figura 20 – Peças metálicas injetadas. 
 
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAALTcAI/injecao-plasticos-metais. 
 
40 
 
3.2.1 Características 
 
1) Exatidão e Intercambiabilidade: é uma das principais vantagens do 
processo de fundição por pressão. Pela natureza desse processo se 
obtêm uma reprodução fiel de detalhes muito finos e uma exatidão das 
dimensões de todos os contornos. Em muitos casos após a fundição não 
é necessário usinagem de acabamento o que acaba baixando o custo 
da produção. 
 
2) Densidade e porosidade: por este processo não é possível fabricar 
peças de densidade totalmente uniforme. A textura nas zonas exteriores 
devido a um resfriamento forte são grãos mais finos, e no interior das 
paredes se formam pequenos vazios muito pequenos. A porosidade 
pode ser provocada por três fatores: desigualdade no resfriamento, 
impurezas e gases contidos no material. 
 
3) Propriedades mecânicas: as peças corretamente projetadas e 
colocadas podem suportar pressões superiores a 20 kg/cm2 sem 
nenhum perigo de ruptura. Não é conveniente, porém, utilizar fundição 
sob pressão peças que devam suportar grandes esforços e por 
consequência devam ter secções espessas. Para grande maioria das 
peças fundidas a pressão não é a resistência o fator essencial que 
determina sua aplicação tão vasta na indústria. O acabamento 
superficial e a exatidão da peça têm maior importância. 
 
4) Espessura das paredes: este processo pode gerar peças com paredes 
muito finas. Enquanto peças fundidas em areia, espessuras de 4 a 5 mm 
são consideradas muito espessas, pela fundição sob pressão são 
consideradas máximos. Secções grossas favorecem o aparecimento de 
vazios devendo evitar espessuras elevadas. 
 
 
 
 
41 
 
3.2.2 Fases de Injeção 
 
A figura 21 representa as fases de injeção do material na matriz. As 
fases estão nomeadas como: 3ª, 2ª, 1ª. 
 
Figura 21 – Representação das fases no pistão de injeção. 
 
Fonte: Artigo digital da UFPR, Fundição sob pressão. 
 
3.2.2.1 Primeira fase 
 
A primeira fase inicia com baixa velocidade de injeção variando de dois a 
cinco metros por segundo, tem como objetivo deixar parte da bucha de injeção 
cheia de metal, sem ar, se algum ar ficar retido no metal, ele irá fazer parte da 
peça depois. 
Como ilustrado na figura 22, a primeira fase leva material até o pé do 
canal de injeção. 
 
Figura 22 – Material sendo injetado no canal. 
 
 Fonte: Artigo digital da UFPR, Fundição sob pressão. 
42 
 
 
Deve-se evitar o preenchimento prematuro da cavidade, pois, podem 
formar ondas de turbulência e gases que ocasionam problemas na peça. O 
curso da primeira fase de injeção pode ser calculado, para isto é necessário 
conhecer a massatotal de metal que vai ser injetado e a partir desta 
informação pode-se calcular o volume total de metal a ser injetado. 
Esta fase se encerra quando todo o volume de metal da câmara está ocupado 
pelo metal líquido e pode ser calculado para facilitar na definição dos 
parâmetros de injeção. 
 
3.2.2.2 Segunda Fase 
 
A segunda fase caracteriza-se pelo enchimento do molde, a velocidade 
do pistão varia entre trinta a sessenta metros por segundo. Durante esta fase é 
importante que não exista o aprisionamento de bolhas de ar ou gases, pois a 
alta pressão de injeção não vai expulsar os gases apenas vai comprimi-los 
dentro da peça. 
 
 
Figura 23 – Enchimento do molde. 
 
Fonte: Artigo digital da UFPR, Fundição sob pressão. 
 
 
 
 
43 
 
3.2.2.3 Terceira fase 
 
A terceira fase determina a força de injeção da maquina e a pressão 
especifica de injeção, é responsável pela compactação final do metal injetado 
imediatamente após a segunda fase de injeção, compensando a contração de 
metal, diminuindo a ocorrência de porosidades. 
É utilizada em peças com paredes grossas e que sejam alimentadas por 
canais generosos a fim de permitir a transmissão de pressão. Geralmente a 
terceira fase é empregada em peças que exigem estanqueidade, ou seja, com 
dificuldade de fluir. Em ligas eutéticas é mais difícil o recalque, não existe a 
zona pastosa comum das ligas hipoeutéticas. 
O recalque é mais indicado para peças com secções mais espessas, 
efeito de massalote. Caso não haja a fase de recalque a espessura do biscoito 
pode ser menor. 
 
Figura 24 – Fase de recalque da injeção. 
 
Fonte: Artigo digital da UFPR, Fundição sob pressão. 
 
A imagem a seguir, injetora de Zamak com força de fechamento de 2200 
kN. 
 
 
 
 
 
 
44 
 
Figura 25 – Máquina de fundição sob pressão de câmara quente. Frech DAM 200 F. 
 
Fonte: http://www.fiss-machines.pt. 
 
 
 
4 PROCESSO DE MOLDAGEM DE PÓS METÁLICOS POR INJEÇÃO 
 
A moldagem por injeção de pós metálicos vem se tornando um processo 
altamente atrativo, após ter seu início na segunda guerra mundial por aliar a 
versatilidade e a produtividade da moldagem por injeção de plásticos com as 
propriedades inerentes aos materiais metálicos, sendo uma técnica na área da 
metalurgia do pó. O reflexo do crescimento desse processo pode ser 
observado pelo aumento do número de publicações e patentes relacionados 
com aplicações, como, por exemplo, implantes ósseos, brackets ortodônticos, 
componentes de instrumentos cirúrgicos, armas de fogo e peças automotivas. 
O processo de moldagem por injeção de pós metálicos, conhecido no 
inglês por MIM (Metal Injection Moulding), é uma variação do tradicional 
processo de injeção de plástico, que permite a fabricação de peças de metal 
sólido que utilizam a tecnologia de moldagem por injeção. Neste processo, a 
matéria-prima, é uma mistura de pó de metal e polímero. Por esta razão, MIM é 
por vezes referido como pó de moldagem por injeção (PIM). Usando uma 
máquina de moldagem por injeção padrão. 
45 
 
Vem crescendo devido a vários fatores, entre eles, produção de peças 
com geometrias complexas, até de dimensão na ordem de micrometros, 
conhecido como Micro Powder Injection Molding (μPIM), alta produtividade, 
produção de peças em séries, alta reprodutibilidade, obtenção de 
microestrutura uniforme e sem necessidade de uma etapa de acabamento. 
A moldagem de pós por injeção é uma tecnologia avançada do processo 
de metalurgia do pó e as limitações que existem na compactação de peças 
com geometrias complexas. A metalurgia do pó convencional consiste 
basicamente em compactação do pó na geometria desejada, conforme o molde 
e posterior sinterização. A figura 26 mostra uma relação entre alguns 
processos, avaliando a relação entre a qualidade da peça produzida e sua 
complexidade geométrica. 
Metais comumente usados para peças MIM são: 
 
 Aços baixa liga; 
 Aços inoxidáveis; 
 Aço rápido; 
 Ferro; 
 Ligas de cobalto, cobre, níquel, tungstênio e titânio. 
 
Figura 26 – Comparação entre a qualidade x complexidade, obtidas pelos processos de 
fabricação. 
 
Fonte: http://www.brasilengenharia.com. 
 
46 
 
O processo de moldagem de pós metálicos por injeção embora seja 
muito utilizado em larga escala industrial em alguns países, ainda não é muito 
dominada no Brasil. Alguns exemplos de peças produzidas por MIM são 
apresentadas pela figura 27. 
 
Figura 27 – Peças produzidas através do processo MIM. 
 
Fonte: http://www.pim-international.com. 
 
O processo de MIM está esquematizado na figura 28, onde apresenta as 
etapas de mistura entre o pó metálico e o ligante, ou aglutinante, formando a 
carga injetável, peletização ou granulação, a moldagem por injeção, extração 
do aglutinante, química e térmica e a sinterização. O nível de acabamento 
superficial apresentado é alto, com tolerâncias dimensionais de 
aproximadamente 0,3% e densidade de peças finais de aproximadamente 97% 
da densidade picnométrica (massa específica e densidade de líquidos, 
especificados através de técnica laboratorial) do material. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
Figura 28 – Fluxograma do processo de moldagem de pós por injeção. 
 
Fonte: Artigo, UFSC, Moldagem de pós por injeção, Nério Vicente Junior. 
 
4.1 OVERVIEW DO PROCESSO 
 
O processo PIM apresenta inúmeras variações, que são utilizados na 
indústria atualmente. Invariavelmente, ele consiste em quatro passos: 
 
 Preparação do feedstock (carga injetável); 
 Moldagem por Injeção; 
 Extração do aglutinante (debinding); 
 Sinterização. 
 
A figura 29 representa um fluxograma, com os principais estágios do PIM. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
48 
 
Figura 29 – Etapas do processo PIM. 
 
Fonte: Artigo, Powder Injection Molding of Metal and Ceramic Parts. 
 
4.1.2 Produção do pó metálico 
 
Uma larga variedade de técnicas de produção de pós são aplicadas à 
moldagem de pós por injeção. A técnica utilizada influencia diretamente no pó, 
como, tamanho, forma, microestrutura, composição química e custo do pó. A 
tabela 1 apresenta uma comparação entre algumas técnicas de produção de 
pó metálico. Algumas características do pó podem ser consideradas. O 
tamanho em micrometros indica o diâmetro médio das partículas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
49 
 
Tabela 1 – Técnicas de produção do pó metálico. 
 
Fonte: Artigo, Moldagem de pós metálicos por injeção, Bonaldi e Schaeffer. 
 
4.1.3 Preparação da Carga Injetável (feedstock) 
 
A mistura física do pó metálico e aglutinante resulta na carga injetável ou 
feedstock. O aglutinante serve de veículo temporário, permitindo a injeção 
homogênea do pó dentro de uma forma desejada. Cinco fatores são atribuidos 
ao feedstock, característica do pó, composição do ligante, relação pó/ligante, 
método de mistura e peletização. As propriedades reológicas das cargas 
influenciam muito na injeção, como principalmente a viscosidade, elasticidade e 
plasticidade. Alguns exemplos de feedstock e propriedades são apresentadas 
na tabela 2. As ceras resultam da união de ácidos e graxos de peso molecular 
elevado, com álcoois, também de peso molecular elevado. As ceras são muito 
utilizadas em MIM, por apresentar pequenos tamanhos de moléculas, 
características termoplásticas e baixa de temperatura de fusão. Os polímeros 
são macro moléculas, podendo ser termoplásticos ou termofixos, sendo os 
termoplásticos mais utilizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
50 
 
Tabela 2 – Exemplose propriedades de feedstock. 
 
Fonte: Artigo, Moldagem de pós metálicos por injeção, Bonaldi e Schaeffer. 
 
 
A técnica utilizada para a mistura de ligante e pó pode influenciar na 
homogeneidade da matéria prima. O feedstock pode ser produzido em 
processo continuo, ou intermitente. Quatro tipos diferentes de máquinas são 
geralmente utilizados: misturadores de alto cisalhamento, rolo moinhos, 
extrusoras de parafuso e rolos de cisalhamento. 
 
Figura 30 – Misturador planetário, utilizado em processo intermitente. 
 
Fonte: Artigo, Powder Injection Molding of Metal and Ceramic Parts. 
 
 
 
 
 
 
51 
 
 
4.1.3.1 Sistema Ligante 
 
O sistema ligante tem a função de servir como veículo para o transporte 
do pó até a cavidade do molde, reter a forma do componente após o 
resfriamento e por fim conferir resistência mecânica ao corpo injetado. 
Na etapa de sinterização o ligante deverá estar presente no corpo até 
que se criem interações (necks) suficientes entre as partículas de pó, 
conferindo resistência mecânica mínima necessária para evitar deformações e 
distorções. 
Basicamente, o sistema ligante é formado por duas espécies de 
polímeros. Polímeros de cadeia curta, como ceras e parafinas, os quais 
propiciam maior plasticidade à massa de injeção e polímeros de cadeias 
longas, responsáveis por atribuir resistência mecânica. Polipropileno e 
polietileno são exemplos de polímeros de cadeias longas. 
Adicionalmente, o sistema ligante também compreende compostos 
responsáveis por facilitar a molhabilidade (habilidade de um líquido em manter 
contato com uma superfície sólida) do polímero ao pó, denominados 
surfactantes. Tais compostos são extremamente importantes na redução de 
viscosidade da massa de injeção. Exemplos de surfactantes são o ácido 
esteárico e a amida graxa. 
 
4.1.4 Injeção do feedstock 
 
A etapa de injeção consiste em aquecer o material a uma temperatura 
suficientemente alta para que a viscosidade do material permita o fluxo para 
dentro da cavidade do molde, onde irá resfriar e assumir a forma desejada. 
Semelhantemente ao processo de injeção de plásticos o componente 
estará sujeito a defeitos característicos do processo de injeção. 
Desta forma, durante o processo de injeção parâmetros da máquina 
devem ser cuidadosamente controlados, como temperaturas das zonas de 
aquecimento, pressão de injeção e recalque, tempo de resfriamento, dosagem, 
entre outros. 
52 
 
Nesta etapa se obtém o componente com as formas finais do produto 
desejado, porém em dimensões maiores. Assim o controle de qualidade quanto 
a integridade física do componente deve ser severamente rígido, não 
permitindo a continuidade das etapas seguintes caso haja desvios. 
 
4.1.5 Extração de aglutinante (debinding) 
 
Extração do ligante é a etapa chave do processamento de peças 
moldadas por injeção, pois remover o aglutinante sem afetar a forma final da 
peça é um processo muito delicado, sendo uma grande fonte de defeitos. Já 
que o aglutinante sustenta a união das partículas de pó, determinando o 
sucesso ou insucesso da peça final. 
Existem diversas técnicas para extração do aglutinante, dependendo de 
qual componente do ligante se deseja extrair, consistindo em processos 
térmicos e químicos (por solvente), podendo coexistir no processo de 
fabricação. A extração térmica consiste na remoção de ligante através da ação 
da temperatura. Envolvem os mecanismos de extração controlada por difusão, 
por permeação e extração térmica de aglomerantes no estado líquido. A 
extração por solvente envolve imersão da peça moldada em um fluido que 
dissolve algum componente do sistema aglutinante, deixando uma estrutura de 
poros abertos, facilitando a saída de outros componentes na extração térmica, 
podendo ainda ser assistida termicamente. 
A extração química das peças pode variar com sua geometria, e a cinética de 
remoção do ligante esta é diretamente proporcional à temperatura. A figura 31 
mostra esquematicamente processo de extração do sistema aglutinante. 
 
Figura 31 – Remoção de sistema aglutinante. 
 
Fonte: Artigo, Moldagem de pós metálicos por injeção, Bonaldi e Schaeffer. 
53 
 
 
4.1.6 Sinterização 
 
Sinterização pode ser conceituada como o transporte de matéria, ativado 
termicamente, em uma massa de pós ou compactado poroso, resultante da 
diminuição da superfície livre pelo crescimento de contatos entre as partículas, 
redução do volume e alteração da geometria dos poros. 
O processo de sinterização pode ser dividido em três estágios: 
 
 Inicial; 
 Intermediário; 
 Final. 
 
No estágio inicial começam a se formar os contatos entre as partículas. 
Durante este estágio a cinética é dominada pelos gradientes de curvatura 
próximos à região do neck, ocorrendo pouca retração. A estrutura de poros é 
aberta e totalmente interconectada. No estágio intermediário, o formato dos 
poros é mais arredondado e a estrutura de poros é interconectada e cilíndrica. 
Esta etapa é a mais importante na determinação das propriedades do 
componente sinterizado, e é caracterizada por densificação e crescimento de 
grão. 
Um pequeno tamanho de grão é importante para manter uma alta taxa 
de sinterização. O componente torna-se geometricamente estável quando a 
estrutura de poros retrai para uma porosidade de aproximadamente 8%. Neste 
ponto, os poros cilíndricos tornam-se esféricos, e estes não são tão efetivos 
quanto a retardar o crescimento de grão. O surgimento de poros isolados 
marca o início do estágio final da sinterização, podendo ter uma densificação 
entre 90% e 95% teórico. 
A figura 32 mostra a evolução do efeito de sinterização, partindo de um 
conjunto de partículas dispersas (1), estágio inicial de sinterização (2), estágio 
intermediário (3), até o estágio final (4). 
 
 
 
54 
 
Figura 32 - Etapas de sinterização. 
 
Fonte: Artigo, Moldagem de pós metálicos por injeção, Bonaldi e Schaeffer. 
 
5 MOLDES DE INJEÇÃO 
 
 Os primeiros moldes foram concebidos, ainda no século XIX, quando os 
irmãos Hyatt, nos Estados Unidos patentearam a primeira máquina de injeção 
para um material celulósico. 
O molde de injeção é uma unidade completa com condições de produzir 
peças moldadas. Suas cavidades possuem as formas e as dimensões da peça 
desejada. O molde é adaptado ao final da máquina de injeção e recebe, em 
sua cavidade, o material plástico fundido, introduzido por meio de pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
55 
 
Figura 33 – Esquema simplificado do material plástico penetrando na cavidade. 
 
Fonte: Harada, 2004, pg. 93. 
 
 Ao se projetar um molde de injeção, as primeiras considerações se 
referem ao peso, tamanho e desenho da peça, para então, se decidir sobre a 
localização e a quantidade de cavidades no molde, o local mais adequado para 
as entradas, e os elementos de extração, a necessidade de inserções 
metálicas, roscas e outras particularidades. 
 Baseando-se no peso e no tamanho das peças, é possível definir o tipo 
de máquina injetora ideal e a quantidade de cavidades do molde específico 
para esta. Os principais dados considerados por um por um projeto de moldes 
em uma máquina injetora, devem ser: a capacidade de injeção, a força de 
fechamento e a sua capacidade de plastificação. 
Finalmente, é necessário conhecer algumas características importantes 
do material plástico a ser moldado, tais como contração, fluxo e abrasividade. 
(HARADA, 2004). 
 
5.1 COMPONENTES DE UM MOLDE 
 
 A constituição de um molde segue o princípio típico de montagem de 
placas de aço em determinada ordem, a fim de obter-se a estruturabásica do 
molde de injeção, como mostra a figura 34. 
 
 
 
 
 
56 
 
Figura 34 – Estrutura básica de um molde de injeção. 
 
Fonte: Harada, 2004, pg. 100. 
 
1. Placa de fixação inferior 
2. Coluna ou espaçador 
3. Bucha guia 
4. Coluna guia 
5. Pino extrator de canal 
6. Extrator de canal 
7. Placa porta extratores 
8. Placa impulsora 
9. Pino de retorno 
10. Placa suporte 
11. Postiços 
12. Bucha de injeção 
13. Anel de centragem 
14. Placa de fixação superior 
15. Placa de montagem de postiços superior e inferior 
a. Cavidade 
b. Canal de distribuição 
 
57 
 
Na tabela 3, a seguir, estão relacionadas algumas das características 
dos componentes de um molde. Se qualquer uma destas características não 
for bem observada, a peça terá qualidade inferior à especificada. 
 
Tabela 3 – Características dos componentes do molde. 
 
Fonte: Harada, 2004, pg. 100. 
 
5.1.1 Descrição dos principais componentes do molde 
 
5.1.1.1 Anel de centragem 
 
 Sua principal função é centralizar a bucha com o bico de injeção. Sendo 
que o furo central serve como passagem da cabeça da bucha de 
injeção. 
 Fabricado em aço ABNT 1045. 
58 
 
 Temperado. 
 Fixado na placa base por 2, 3 ou 4 parafusos M4 (ou maior). 
 Usinado chanfro na parte externa para facilitar seu encaixe. 
 
Figura 35 – Anel de centragem. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.2 Bucha de injeção 
 
 Função de possibilitar passagem do material plástico fundido do bico da 
injetora ao canal de enchimento ou distribuição. 
 Conicidade da bucha varia de 1,5º a 4,0º dependendo do material. 
 Fabricada em aço P20, H13 ou Aço Cromo Níquel. 
 Cementado e temperado. 
 
Figura 36 – Bucha de injeção. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
A seguir na tabela 4, dimensões recomendadas para o diâmetro mínimo 
da bucha de injeção para poliestireno de uso geral. 
 
 
 
 
59 
 
Tabela 4 – Diâmetros de buchas. 
 
Fonte: Harada, 2004, pg. 104. 
 
 Para outros materiais, estes valores devem ser multiplicados pelos 
seguintes fatores: 
 
Tabela 5 – Fatores de correlação. 
 
Fonte: Harada, 2004, pg. 104. 
 
5.1.1.3 Placa de fixação superior 
 
 Função de fixar o conjunto superior do molde à injetora através das abas 
laterais ou rasgos por meio das laxas. 
 Construída em Aço Carbono ABNT 1045 ou H13. 
 Usinado os rebaixos para alojar parafusos de fixação do anel de 
centragem. 
 Aloja a bucha de injeção, cabeça dos postiços e colunas guias. 
 
 
 
 
 
 
 
60 
 
Figura 37 - Placa de fixação superior. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.4 Placa porta cavidade superior (fixa) 
 
 Função de alojar as cavidades ou postiços da cavidade. 
 Aloja as colunas guias, bucha de injeção, roscas dos parafusos de 
fixação, sistema de refrigeração das cavidades, canais de enchimento 
ou distribuição. 
 Fabricada em Aço Carbono ABNT 1045 ou H13. 
 Postiços fabricados em Aço H13, P20, P40, P50, Cromo Molibdênio ou 
Aço Inox. 
 Postiços cementados e temperados. 
 Vantagem dos postiços no tratamento térmico do resto do conjunto não 
sofrer deformações devido ao processo. 
 
Figura 38 – Placa porta cavidade superior. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.5 Bucha guia e coluna guia. 
 
 Função de centralizar o conjunto superior do molde (fixo) ao conjunto 
inferior (móvel). 
 Construída em Aço Cromo Níquel, Aço ABNT 8620 ou ABNT 8640 
 Temperadas e cementadas. 
61 
 
 Camada cementada de 1,0 ~ 3,0mm para suportar o peso do molde 
(evitar flexão das colunas). 
 No retorno deve sempre encaixar na Placa Porta Postiço Inferior antes 
dos machos. 
 
Figura 39 – Bucha e coluna-guia. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
5.1.1.6 Placa de postiços inferior 
 
 Função de alojar os machos ou as cavidades ou postiços da cavidade 
inferior. 
 Aloja as buchas guias, parte do sistema de distribuição ou enchimento, 
furos para passagem dos pinos extratores, sistema de refrigeração dos 
machos. 
 Fabricada em Aço Carbono ABNT 1045 ou H13. 
 
Figura 40 - Placa de postiços inferior. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.7 Placa suporte 
 
 Função de suportar toda a pressão de injeção exercida no molde 
durante injeção do material. Assim como também suportar as pancadas 
do conjunto extrator. 
 Fabricada em Aço de Baixo Carbono ABNT 1045 e não temperada, daí 
o problema de flexão. 
62 
 
 
Figura 41 - Placa suporte. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.8 Postiços macho e fêmea (cavidade) 
 
 Função de dar forma ao produto. 
 As cavidades podem ser usinadas direto nas placas ou por meio de 
postiços. 
 Facilmente substituído em casos de manutenção, avaria ou alteração no 
produto. 
 Recebe tratamento térmico de tempera e cementação separado do 
molde sem provocar deformações na estrutura do molde. 
 Fabricados em Aço H13, P20, P40, P50, Cromo Molibdênio ou Aço Inox. 
 
Figura 42 – Postiço (cavidade). 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.9 Bloco espaçador 
 
 Função de limitar o curso do conjunto extrator. 
 Possui pinos guias para montagem e furos passantes para os parafusos 
de fixação. 
 Fabricado em Aço ABNT 1045. 
 
 
63 
 
Figura 43 – Coluna ou espaçador. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.1.10 Placa porta extratores 
 
 Função de alojar cabeça dos pinos extratores (rebaixo). 
 Usinagem de rosca para fixar a placa impulsora. 
 Fabricada em aço ABNT 1020 a 1040. 
 
Figura 44 – Placa porta extratores. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
 
 
5.1.1.11Placa impulsora 
 
 Função de receber o movimento de avanço da haste do cilindro 
hidráulico de extração da injetora para extrair o moldado. 
 Fabricado em aço ABNT 1020 a 1045. 
 
Figura 45 – Placa impulsora. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
 
 
64 
 
5.1.1.12 Pino extrator e de retorno 
 
 Funções de extrair o moldado da cavidade inferior. 
 Função de garantir o retorno dos pinos extratores para esses não 
atingirem as cavidades superiores. 
 Fabricados em aço prata (C,Mn,Si,Cr) temperados e cementados. 
 
Figura 46 – Pino extrator e de retorno. 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
5.1.13 Placa de fixação inferior 
 
 Função de fixar o conjunto inferior do molde à placa móvel da injetora. 
 Fabricado em aço ABNT 1020 a 1045. 
 
Figura 47 – Placa de fixação inferior 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
5.1.1.14 Extrator de canal 
 
 Função de extrair o canal da bucha de injeção. 
 Fabricado em aço prata (C,Mn,Si,Cr). 
 
Figura 48 – Pino de retenção (extrator de canal). 
 
Fonte: Apostila, Moldes de Injeção, 2004, Herto Santana e Adriano Reinert. 
 
 
 
 
 
65 
 
5.2 TIPOS DE MOLDES 
 
Basicamente, pode-se classificar os moldes em três tipos: 
 
1. Convencionais ou com canais frios, que podem ser de duas placas 
ou três placas.2. Com canais isolados, que podem ser divididos em convencionais ou 
com aquecimento. 
3. Com canais quentes, sendo esses divididos em moldes com 
distribuidor frio e com distribuidor quente. 
 
5.2.1 Moldes com canais frios ou convencionais 
 
 Esses moldes extraem os galhos formados pelo sistema de alimentação 
e distribuição ao mesmo tempo em que a peça moldada, pois tudo é resfriado. 
Portanto, são produzidos durante o ciclo de injeção as peças mais os “galhos”, 
que são rejeitos recicláveis constituídos pelos canais. Existem custos para 
reciclar (moagem), sendo que em alguns casos o material moído é misturado 
diretamente com material virgem, e ainda existem casos em que se torna 
necessário a aditivação suplementar desse material moído para recuperar as 
propriedades perdidas durante o ciclo de injeção qual foi submetido. 
 Dentro dos moldes convencionais podemos citar: 
 
5.2.1.1 Moldes de duas placas 
 
Significa duas partes, sendo uma fixa e outra móvel. Durante a abertura 
do molde é criado espaço para a retirada tanto da peça quanto dos galhos. 
Quando a placa móvel se movimenta, aciona o sistema de extração e o 
conjunto injetado cai ou é retirado por robôs ou manualmente. A figura 49 
mostra o esquema de um molde de duas placas. Se a peça for injetada em 
uma de suas faces, este sistema de duas placas permite injetar apenas uma 
peça por vez. Se for injetado em uma de suas arestas, é possível injetar mais 
de uma por ciclo. Isso é possível, neste ultimo caso, porque os canais de 
distribuição são formados entre as mesmas placas que formam a cavidade. 
66 
 
Figura 49 – Molde de duas placas destaque para a mudança de posição da placa de 
extração. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 362. 
 
5.2.1.2 Moldes de três placas 
 
Possuem três partes móveis, sendo uma fixa, uma que flutua no centro 
com velocidade de abertura intermediária e outra que se movimenta com 
velocidade de abertura maior. Em um dos planos ficam as cavidades que 
moldam a peça e em outro plano ficam os canais de alimentação/distribuição. 
Neste caso, normalmente, os canais são separados automaticamente das 
peças, por estarem em planos diferentes. O sistema permite alimentação 
central ou na aresta, em várias peças injetadas simultaneamente. Com o 
desenvolvimento dos moldes com canais quentes, os moldes convencionais 
estão sendo cada vez menos utilizados para grandes produções, 
especialmente de peças pequenas, e também de injeção unitária de peças 
grandes, por apresentarem desvantagens relacionadas à qualidade destas, 
rejeitos no processo, dificuldade de extração, além de tratamentos 
subsequentes. A figura 50 mostra um esquema de molde de três placas. 
 
 
 
 
 
67 
 
Figura 50 – Molde de três placas. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 363. 
 
5.2.2 Moldes com canais quentes 
 
 São moldes como ilustrados na figura 50 nos quais os canais de injeção 
são mantidos sempre na temperatura ideal de fluxo para injeção, isto é, 
permanecem quentes durante todo o tempo. Não se faz necessária a extração 
desses canais, cuja massa permanece dentro do molde pronta para ser 
injetada no próximo ciclo. O bloco distribuidor, também conhecido como 
manifold, é o sistema que contém os canais quentes. Esse distribuidor contém, 
além dos canais, aquecedores elétricos, isoladores, termopares, entre outros 
acessórios. Conjuntos padronizados de bloco distribuidor estão disponíveis 
comercialmente para serem montados, conforme necessidade do projeto. Os 
distribuidores podem ser dos seguintes tipos: 
a) Frio: possuem resistências elétricas para aquecimento, dispostas no 
centro (miolo) dos canais. Nesse caso, o polímero envolve a resistência 
(canais anelares), mantêm-se aquecido e as resistências elétricas não 
transmitem calor para o resto do distribuidor, que assim se mantém frio 
como todo o molde. 
b) Quente: as resistências elétricas são montadas na parte externa dos 
canais (normalmente são aquecedores circulares). Com isso, todo o 
68 
 
distribuidor fica quente, tendo de ser isolado do resto do molde. Como é 
mais fácil construir distribuidores assim, e os canais por onde passa a 
massa fundida circulares e não anelares como no caso como no caso 
(a), gerando um fluxo melhor, é o tipo mais usado. Os moldes com 
canais quentes (câmara quente) são também conhecidos como sistemas 
“sem canais” (runnerless systems). Quando um molde possui múltiplas 
cavidades para injetar diversas peças pequenas ou possui uma 
cavidade para injetar uma única peça grande e que normalmente 
necessita de diversos pontos de injeção estrategicamente localizados, a 
solução ideal é construir moldes com câmara quente. Nesse caso, os 
bicos quentes funcionam como se fossem uma extensão da injetora, 
cujo bico injetaria diretamente a massa fundida no molde. O ciclo da 
injeção com canais quentes versus canais convencionais (frios) está 
mostrado na tabela 6. 
 
Tabela 6 – Ciclo de injeção para moldes convencionais e moldes com canais quentes. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 364. 
 
Os canais ou galhos produzidos durante o processo de injeção 
convencional podem representar, muitas vezes, mais de 15% do peso total de 
material utilizado por ciclo. Se estes forem congelados, representa, no mínimo, 
15% de rejeito do processo, mais o rejeito de quando o sistema estiver 
desregulado, onde todo o conjunto deve ser desprezado. Moldes com canais 
quentes evitam esse desperdício. Mas não é apenas por esse motivo que se 
desenvolveu moldes com canais quentes ou bicos quentes. 
O principal motivo é que esse tipo de molde gera peças com melhor 
qualidade, com poucas tensões internas comprometedoras, além de o ciclo ser 
69 
 
mais rápido. A figura 51 mostra os galhos de um conjunto injetado que podem 
ser reaproveitados no ciclo seguinte. 
 
Figura 51 – Galhos de injeção com canais frios. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 365. 
 
Os galhos na injeção com sistema de moldes com canais quentes não 
solidificam e servem para preencher a cavidade logo no ciclo seguinte. Em 
moldes com canais frios, os galhos endurecem e devem ser extraídos e moídos 
(reciclados); por vezes peletizados (em forma de grânulos), armazenados ou 
misturados com material virgem. 
Outra vista esquemática de molde com canais quentes. Normalmente estes 
moldes funcionam como moldes de duas placas (uma parte apenas se 
movimenta no ato da extração). Em (a) e (b) mostra algumas possíveis 
variantes de um projeto. Em (b) e (c) variantes do tipo de aquecimento dos 
canais ou bico quente, sendo que no caso (c) o modelo de molde é “molde com 
manifold frio”, porém os canais são quentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
70 
 
Figura 52 - Diferentes esquemas de canais quentes. 
 
Fonte: Manrich, 2005, pg. 365. 
 
5.2.2.1 Vantagens do canal quente 
 
 Moldes com canais quente apresentam muitas vantagens em relação 
aos convencionais. Podemos citar as principais: 
 
1) Redução do custo de mão-de-obra: elimina a etapa de montagem 
dos galhos, manuseio e mistura de moído com polímero virgem; é 
desnecessário o corte de canais; é menor o tempo despendido com o 
controle da injetora, que funciona de forma automatizada. 
 
71 
 
2) Redução do custo da matéria prima e da energia consumida: sem 
galhos; compósitos com fibras de vidro normalmente não podem ser 
moídos para reaproveitamento na mesma linha de peças; economiza 
energia por não congelar a cada ciclo os canais que alimentam a 
cavidade (o volume ocupado pelos canais de injeção com múltiplas 
cavidades ou múltiplos pontos de injeção pode representar de 10 a 
50% do total injetado).