Como funcionam os fusos de esferas usados em máquinas de moldagem por injeção?
Oct 31, 2025
O fuso de esferas (frequentemente chamado de "fuso de chumbo") parafuso") de uma máquina de moldagem por injeção É o seu componente principal, muitas vezes referido como o "coração" da máquina. Seu funcionamento é um processo complexo que integra física, mecânica e termodinâmica.Em termos simples, sua principal função é transportar, fundir, comprimir e homogeneizar grânulos de plástico sólido, injetando, por fim, o plástico fundido na cavidade do molde com pressão e velocidade suficientes.Para melhor compreender seu funcionamento, podemos dividir seu ciclo de trabalho nas seguintes etapas: Um ciclo de trabalho completo de um fuso de esferas de máquina de moldagem por injeção. Em um ciclo de injeção completo, o fuso de esferas realiza principalmente duas ações: rotação e movimento axial. Seu ciclo de trabalho pode ser dividido em três estágios:1. Etapa de Rotação (Plastificação/Dosagem)Objetivo: Transportar, aquecer, fundir e homogeneizar os grânulos de plástico sólido na tremonha.Ação: O parafuso guia gira em alta velocidade dentro do cilindro, mas não se move para a frente (nesse momento, o cilindro de injeção na parte traseira do parafuso guia libera a pressão, permitindo que o parafuso guia se retraia devido à força de reação do plástico durante a rotação).Processo de operação:Alimentação e transporte: Os grânulos de plástico caem da tremonha para o tambor. A rotação da rosca, semelhante à de um parafuso girando em uma porca, utiliza o plano inclinado da rosca para impulsionar continuamente os grânulos de plástico para a frente.Compressão e Fusão: A estrutura da rosca é dividida em três seções, de trás para a frente: a seção de alimentação, a seção de compressão e a seção de dosagem.Seção de alimentação: A profundidade da rosca é relativamente grande, utilizada principalmente para o transporte estável de grânulos sólidos.Seção de Compressão: A profundidade da rosca diminui gradualmente. Aqui, o plástico é fortemente comprimido e cisalhado, enquanto a bobina de aquecimento externa também o aquece. Sob a ação combinada do "calor de cisalhamento" e do "aquecimento externo", o plástico sólido derrete rapidamente, entrando em um estado viscoso. De fato, mais de 80% do calor de fusão provém do calor de cisalhamento gerado pela rotação da rosca.Seção de Dosagem: A profundidade da rosca é a mais rasa. Sua principal função é homogeneizar ainda mais a temperatura e a composição da massa fundida, garantindo a qualidade uniforme da massa armazenada na extremidade frontal.Resultado: O plástico fundido é empurrado uniformemente para a frente da rosca (no bico), e a pressão acumulada (contrapressão) empurra toda a rosca para trás, reservando uma quantidade fixa de material fundido para a próxima injeção.2. Estágio de Movimento Axial (Pressão de Injeção/Manutenção)Objetivo: Injetar o plástico fundido, reservado na etapa anterior, na cavidade do molde em alta velocidade e alta pressão.Ação: O parafuso para de girar e, sob o poderoso impulso do cilindro de injeção, avança em alta velocidade como um pistão.Processo de operação:Injeção: A rosca avança em altíssima velocidade, injetando o plástico fundido, reservado na parte frontal, através do bico, canal de alimentação e ponto de injeção, na cavidade fechada do molde. Esse processo precisa ser concluído em um tempo muito curto para garantir que o material fundido preencha todos os cantos da cavidade simultaneamente.Pressão de retenção: Quando a cavidade está prestes a ser preenchida, a velocidade de injeção diminui, passando para um estágio de "pressão de retenção" de alta pressão. A rosca continua a se mover lentamente para a frente, utilizando pressão extremamente alta para repor o volume deixado pelo resfriamento e contração do plástico, evitando defeitos como marcas de retração e quantidade insuficiente de material no produto.3. Reiniciar (Preparando-se para o próximo ciclo)Objetivo: Preparar o material fundido para o próximo ciclo de moldagem por injeção.Ação: Após a conclusão da pressão de retenção, o parafuso para o movimento axial e começa a girar novamente (retornando ao primeiro estágio) para a próxima plastificação e dosagem. Nesse momento, o molde se abre, ejeta o produto e, em seguida, se fecha, aguardando a próxima injeção.Principais características de design do fuso de esferasPara realizar as tarefas complexas acima mencionadas, o próprio fuso de esferas é projetado com grande precisão:Relação Comprimento/Diâmetro (L/D): A relação entre o comprimento do fuso de esferas e seu diâmetro. Uma relação L/D maior resulta em melhor plastificação e temperatura mais uniforme. Relações comuns estão entre 18:1 e 25:1.Taxa de compressão: A relação entre o volume da primeira ranhura roscada na seção de alimentação e o volume da última ranhura roscada na seção de dosagem. Ela determina o grau de compressão do plástico e é crucial para a eficiência da fusão. Diferentes plásticos requerem diferentes taxas de compressão.Projeto de três estágios: Conforme mencionado acima, a seção de alimentação, a seção de compressão e a seção de dosagem desempenham suas respectivas funções, formando a base para a operação eficiente do fuso de esferas.Em resumo, você pode visualizar o funcionamento de uma rosca de máquina de moldagem por injeção da seguinte forma:É como um "moedor de carne": à medida que gira, tritura, corta, mistura e transporta os materiais.É como um "pistão" ou uma "seringa": à medida que se impulsiona para a frente, injeta o "fluido" processado sob alta pressão.É também um "gerador de calor": através do seu próprio cisalhamento rotacional, gera a maior parte do calor necessário para derreter o plástico.Essa combinação engenhosa de "plastificação rotacional" e "injeção axial" permite que a rosca da máquina de moldagem por injeção complete de forma eficiente e precisa o processo de transformação de grânulos sólidos em produtos plásticos de precisão.
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