A rotomoldagem é um processo de transformação do plástico utilizado na fabricação de produtos ocos, como peças de brinquedos, ou de grandes dimensões: tanques para máquinas agrícolas, caixas d’água e outros. 

Em 2022 (dado mais recente), o processo respondia por cerca de 2% do total de produtos plásticos transformados no Brasil. 

Neste conteúdo, você vai conhecer algumas características e diferenciais dos moldes utilizados na rotomoldagem. 

Como funciona a rotomoldagem? 

Antes, vale relembrar como funciona esse processo. 

A rotomoldagem começa com a inserção do polímero moído dentro do molde, que é então selado. Em seguida, esse molde gira em dois eixos (horizontal e vertical) dentro de um forno para que o material seja derretido e distribuído uniformemente no seu interior. 

Na terceira etapa, o molde é resfriado até que a peça seja solidificada; por fim, o molde é aberto e a peça pronta, removida. 

Além de garantir maior uniformidade às superfícies das peças, gerar tensões residuais menores e possibilitar a fabricação de produtos com design  complexo, a rotomoldagem é considerada um processo mais em conta: o equipamento pode ser até cinco vezes mais barato que uma injetora ou sopradora, e seu molde é de três a quatro vezes mais barato. 

Características do molde da rotomoldagem 

Isso porque o molde da rotomoldagem é significativamente mais simples do que os empregados nos demais processos.  

“Como o polímero é introduzido diretamente na cavidade do molde, normalmente na forma de pó, e distribuído pela combinação de aquecimento e rotação biaxial, não há necessidade de canais de alimentação, sistema de injeção, câmara quente, bicos ou pontos de injeção”, diferencia Ricardo Cuzziol, técnico em plásticos pelo SENAI Mario Amato, engenheiro Químico pela E. E. Mauá e Mestre em Engenharia Química com ênfase em Ciência e Tecnologia de Polímeros pela FEQ/Unicamp. 

Ele cita que outra característica importante é que esses moldes normalmente não possuem circuitos internos de refrigeração.  

“O aquecimento ocorre externamente, geralmente em um forno de ar quente, enquanto o resfriamento é realizado por circulação de ar, ventiladores ou névoa d’água aplicada externamente ao molde.” 

Como consequência, a construção desse tipo de molde costuma ser relativamente simples. Ele é formado por duas ou mais partes unidas por sistemas de travamento mecânico capazes de resistir às movimentações durante a rotação.  

Outro diferencial é a aplicação de insertos metálicos ou revestimentos antiaderentes no molde para obtenção de bocais, aberturas superiores ou regiões sem deposição de material, reduzindo, ou até eliminando operações, posteriores de corte. 

Qual o material ideal para o molde da rotomoldagem? 

Os materiais mais utilizados são: 

  • Alumínio fundido; 
  • Alumínio usinado; 
  • Chapas de aço soldadas; e 
  • Aço inoxidável, para aplicações específicas. 

A escolha do material do molde vai depender de fatores como volume de produção, custo, acabamento superficial desejado e velocidade de transferência de calor. 

“Quanto maior a condutividade térmica do material do molde e menor sua massa térmica, mais rapidamente o calor é transferido ao polímero durante o aquecimento e removido durante o resfriamento, reduzindo o tempo total de ciclo e o consumo de energia”, explica Cuzziol. 

Por esse motivo, os moldes de alumínio são mais amplamente utilizados, pois apresentam elevada condutividade térmica quando comparados ao aço. Além disso, pesam menos, o que facilita a movimentação do equipamento. 

Paralelamente à escolha do material, o especialista cita outros fatores influenciam o desempenho térmico do molde na rotomoldagem: 

  • Espessura das paredes do molde; 
  • Uniformidade da espessura; 
  • Existência de regiões muito espessas que funcionam como acumuladores de calor;  
  • Acabamento superficial; e 
  • Projeto adequado de cantos e transições. 

“Um projeto térmico eficiente reduz diferenças de temperatura entre as regiões da peça, contribuindo para uma espessura mais uniforme e diminuindo defeitos como empenamentos, bolhas, porosidade e fusão incompleta.” 

Como evitar os erros mais comuns da rotomoldagem 

Em razão da importância do molde na rotomoldagem, os transformadores devem atentar para não cometer erros que podem comprometer a eficiência da operação e a qualidade do produto. 

Moldes com paredes muito espessas, excesso de massa metálica, regiões que acumulam calor, ausência ou posicionamento inadequado do respiro e sistemas de travamentos que dificultam a abertura são fatores que aumentam o tempo de ciclo, elevam o consumo de energia e dificultam a obtenção de espessuras uniformes. 

No que diz respeito aos parâmetros de processo, tempos excessivos de forno podem degradar o polímero, enquanto tempos insuficientes resultam em fusão incompleta e porosidade elevada.  

O projeto da peça deve considerar que cantos muito fechados, regiões profundas ou geometrias que dificultam o escoamento do pó geram espessuras não uniformes na transformação por rotomoldagem. 

O transformador deve atentar, ainda, à formulação da matéria-prima, que deve apresentar granulometria, fluidez e estabilidade térmica que não comprometam a fusão homogênea. 

Por fim, Cuzziol, que mantém um canal de conteúdo com tudo sobre projetos e fabricação de peças plásticas, chama atenção para o planejamento adequado da produção:  

“Como normalmente uma mesma máquina processa diversos moldes simultaneamente, peças com ciclos muito diferentes acabam obrigando algumas a permanecerem mais tempo do que o necessário no forno ou no resfriamento. Agrupar moldes com tempos semelhantes melhora significativamente a produtividade e reduz custos.” 

As inovações dos moldes da rotomoldagem 

Como todos os processos de transformação do plástico, a rotomoldagem também passa por constantes inovações. 

A fim de aumentar a eficiência energética e diminuir o tempo de ciclo, muitas dessas essas inovações concentram-se nos materiais dos moldes e em seu projeto e instrumentação. Entre elas, Cuzziol destaca: 

  • Utilização crescente de moldes em alumínio fundido ou usinado com melhor controle dimensional; 
  • Otimização do projeto por simulações computacionais (CFD e análise por elementos finitos) para melhorar a distribuição térmica; 
  • Redução da massa do molde por meio de projetos estruturais otimizados;  
  • Utilização de insertos intercambiáveis, permitindo fabricar diferentes versões da mesma peça utilizando o mesmo molde-base; 
  • Desenvolvimento de sistemas de travamento mais rápidos, reduzindo tempos de setup; 
  • Uso de manufatura aditiva (impressão 3D metálica ou em polímeros para protótipos e moldes de baixo volume) para acelerar o desenvolvimento de novos produtos. 

“Hoje, em processos mais modernos, o monitoramento da PIAT [Peak Internal Air Temperature] permite determinar o momento ideal de retirar o molde do forno, evitando tanto o subaquecimento quanto o superaquecimento do material. Isso melhora simultaneamente qualidade, produtividade e eficiência energética”, completa. 

Continue acompanhando o Mundo do Plástico para descobrir como aproveitar as vantagens dos principais processos de transformação.