Máquina de Sopro de Garrafas: Tudo o que Você Precisa Saber

Você sabia que uma máquina moderna de sopro de garrafas pode produzir até10 Uma máquina de moldagem por sopro manual consegue produzir 1000 garrafas por minuto? Uma máquina manual de moldagem por sopro só consegue produzir 1000 garrafas por hora. A diferença é impressionante. Isso se deve aos diferentes tipos de máquinas de moldagem por sopro: semiautomáticas, automáticas lineares e rotativas . Se você pretende comprar uma máquina de moldagem por sopro para fabricação de garrafas ou quer aprender mais sobre essa tecnologia, este artigo é o guia ideal para você.

As máquinas de moldagem por sopro são o padrão para a produção de garrafas em todo o mundo . Em termos simples, elas sopram ar em uma pré-forma de PET derretido .PET   Uma pré-forma é colocada em um recipiente com formato de garrafa. O molde é então aberto e uma garrafa totalmente fabricada é extraída . Por mais simples que o processo possa parecer, a tecnologia evoluiu das técnicas básicas de sopro de vidro manual para o controle automático de máquinas por meio de sistemas avançados de servocontrole. Vamos entender como uma máquina de sopro de garrafas com molde de mais de 32 cavidades produz 70.400 garrafas por hora.

A Evolução da Tecnologia de Sopro de Garrafas

As raízes dessa tecnologia remontam à Síria do século I a.C., onde o sopro de vidro foi usado pela primeira vez para moldar material fundido. A transição para o plástico ocorreu muito mais tarde, em 1938, quando Enoch Ferngren e William Kopitke registraram a primeira patente comercial para a máquina de moldagem por sopro.

A produção em larga escala utilizando máquinas de sopro de garrafas começou na década de 1950. A máquina foi completamente transformada em 1975. A criação de um plástico resistente que se esticava em duas direções, chamado PET biaxialmente orientado, mudou completamente a moldagem por sopro. Isso permitiu que a máquina injetasse o plástico no molde, o esticasse e o soprasse para formar uma garrafa em uma única etapa contínua.

Como funcionam as máquinas de sopro de garrafas

▶ Etapas Essenciais do Processo

Para entender as etapas principais de funcionamento da máquina automática de moldagem por sopro de garrafas, podemos dividi-las em três fases. Cada fase representa o principal mecanismo de trabalho da máquina.

• Fase 1: É a primeira parte da produção de garrafas, onde pré-formas de plástico espesso são aquecidas em um forno infravermelho. Esses plásticos atingem uma condição macia, elástica e flexível, chamada de estado termoelástico. O material PET, o mais popular, atinge esse ponto a 100 °C.
• Fase 2: Uma vez que o plástico é aquecido à temperatura exata, ele é transferido para o molde. Em sistemas de estiramento e sopro, uma haste mecânica empurra o recipiente, esticando-o axialmente. Após o estiramento, ele se transforma imediatamente em um gás altamente pressurizado. Ar asséptico é insuflado no plástico através de um bocal, fazendo com que a pré-forma se expanda como um balão. O plástico se expande até atingir as paredes internas do molde, aderindo firmemente às curvas e detalhes da superfície.
• Fase 3: À medida que o plástico entra em contato com as paredes frias do molde de metal, ele endurece e assume sua forma final. O molde de metal é mantido a uma temperatura entre 8 e 16 ° C utilizando água fria. Assim que a garrafa estiver solidificada, ela é retirada do molde e quaisquer excessos de plástico ao redor das junções, chamados de rebarbas, são removidos.

▶ Parâmetros críticos do processo

Existem alguns parâmetros que os operadores precisam monitorar de perto. Eles precisam ajustar o processo perfeitamente para garantir que o produto engarrafado esteja límpido e tenha as propriedades físicas adequadas.

• Atraso de pré-sopragem: Antes da injeção de ar na pré-forma , há um pequeno atraso de cerca de 0,18 a 0,2 segundos. Isso permite que a pré- forma se estique adequadamente, evitando defeitos de estreitamento.
• Coeficiente de Atrito: Na parte inferior da garrafa, a pré- forma sofre intenso estiramento e deformação física. Isso pode levar ao rasgo se não for controlado. Os engenheiros ajustam o deslizamento da haste de estiramento e do tubo de plástico aquecido e sem forma definida, chamado de pré-forma. Isso ajuda a evitar o rasgo.
• Coeficiente de transferência de calor: Quando o plástico finalmente esfria, isso acontece muito rapidamente. Os engenheiros calculam a taxa na qual o calor é extraído do material da garrafa assim que entra em contato com o molde. A interação que ocorre entre 100 e 260 W/m²K é considerada ideal.

Principais tipos de máquinas de sopro

◆ Moldagem por Injeção e Sopro com Estiramento (ISBM) / Máquina de Moldagem por Sopro com Estiramento (SBM)

O método mais comum para produzir garrafas de plástico é a moldagem por injeção de uma pré-forma. O processo consiste no estiramento e sopro da pré-forma em uma única etapa. Em alguns casos, o processo pode ser dividido em duas etapas, onde o produto inicial é resfriado e armazenado para uso posterior.

É a principal escolha para instalações de produção de recipientes para refrigerantes /bebidas carbonatadas/alimentos/ garrafas para óleo comestível. Elas precisam da resistência proporcionada pela reforma a vácuo . O processo de estiramento aumenta a densidade específica do material devido à cristalização induzida pela tensão. Isso melhora as propriedades físicas gerais da garrafa.

◆ Moldagem por Extrusão e Sopro (EBM)

Outro método amplamente utilizado requer o bombeamento contínuo de um tubo de plástico quente e derretido. O processo é chamado de extrusão de parison. Um molde é fixado ao redor do parison, e a máquina prende o parison na parte externa do molde. Em seguida, outra sonda sopra ar dentro do tubo delimitado pelo molde para dar forma à garrafa. Todo o processo é chamado coletivamente de moldagem por extrusão e sopro.

É o processo ideal para a fabricação de grandes reservatórios de água de 20 litros ou tambores industriais, semelhantes a garrafas. Permite aos fabricantes um bom controle sobre a espessura da parede. Também funciona bem com plásticos mais espessos, como PEAD, PP e PVC.

◆ Tecnologia de Enchimento a Quente

O processo é utilizado para garrafas PET avançadas que suportam líquidos muito quentes, geralmente em torno de 95 °C, sem deformação. É empregado na produção de sucos, bebidas energéticas e chás que precisam ser submetidos a altas temperaturas para eliminar bactérias.

O processo de enchimento a quente utiliza sensores eletrônicos de monitoramento de temperatura e um controlador de alta precisão com moldes de design especializado. Para garantir a resistência física das garrafas produzidas com essa tecnologia, o gargalo é mantido frio enquanto o molde é aquecido. O processo aumenta a cristalinidade das paredes da garrafa, tornando-as resistentes ao calor. Isso garante que a abertura permaneça rígida para que o fechamento possa ser realizado.

Seleção e propriedades dos materiais

✔ Termoplásticos comuns

• PET:Graças às suas propriedades de barreira a gases, o PET é a escolha mais popular para garrafas de refrigerante. Ele retém o gás e atua como uma barreira.
• HDPE:Em caso de exposição a produtos químicos, o HDPE é o material de escolha. É um plástico extremamente seguro, sendo a opção preferida para recipientes de uso militar e produtos de limpeza doméstica.
• Polipropileno (PP): Caso a garrafa precise suportar calor extremo e ser estéril para fins médicos, o PP é a escolha ideal. Este plástico de baixa densidade é conhecido por sua resistência.
• Policarbonato (PC): Para garrafas de água reutilizáveis ​​e seringas médicas, o PP é o material líder. É conhecido por sua transparência semelhante à do vidro e oferece alta resistência a impactos.

✔ Maximização do uso de materiais e redução de desperdícios

Em comparação com os métodos antigos, as máquinas modernas são altamente eficientes no aproveitamento de materiais. Há uma redução de até 20% no desperdício de plástico com o uso da moldagem por sopro com estiramento. Existem ferramentas integradas que cortam automaticamente o excesso de plástico. Essas ferramentas são conhecidas como dispositivos de rebarbação automática e sistemas de corte. A máquina tritura instantaneamente os resíduos e os derrete para reutilização.

Conclusão

Escolher o fabricante certo de máquinas de sopro de garrafas é uma decisão importante para os negócios. As capacidades das máquinas determinam a produção da fábrica, a eficiência energética e a qualidade do produto. Para uma fábrica que precisa de máquinas de linha reta acionadas por máquinas PER com servocontrole Linder e configurações robustas capazes de extrudar plásticos espessos, a experiência é fundamental. Recomenda-se fazer parceria com um fabricante como Máquina Vfine Utilizamos nossa vasta experiência de mais de 20 anos para ajudar fábricas a configurar um sistema eficiente. Nossa máquina de moldagem por sopro de garrafas pode processar materiais PET, PP e HDPE para a produção de garrafas.

Perguntas frequentes

1. Qual a diferença entre uma máquina de sopro de um estágio e uma de dois estágios?

Em uma máquina de sopro de garrafas de estágio único, a moldagem por injeção e o sopro ocorrem em uma única etapa contínua. É ideal para pequenos lotes. As máquinas de sopro de dois estágios são mais rápidas, pois utilizam pré-formas pré-fabricadas. Isso resulta em maior velocidade e flexibilidade de produção.

2. Quanta energia pode ser economizada com sistemas de reciclagem de ar?

Ao utilizar o sistema de reciclagem de ar em uma máquina padrão de moldagem de garrafas, as empresas podem economizar até 25% de ar comprimido. No caso de máquinas de envase a quente e para garrafas de grande espessura, a economia pode chegar a 60%.

3. Por que a temperatura da água de resfriamento é tão importante para os tempos de ciclo?

A temperatura do molde determina a velocidade de solidificação da garrafa. A solidificação começa quando o plástico quente entra em contato com o molde frio. Uma temperatura mais baixa, em torno de 10 °C, significa resfriamento mais rápido e maiores taxas de produção de garrafas.