Moldagem de baixa pressão, o que é, como é utilizada e onde, o processo

 

A moldagem a baixa pressão é uma técnica que todos nós vemos e encontramos no nosso quotidiano, mesmo que não se aperceba, a moldagem a baixa pressão é parte integrante de muitos dos aparelhos e equipamentos que pode utilizar diariamente. Ela faz o seu trabalho silenciosamente e, provavelmente, não lhe damos um segundo pensamento.

Aqui na QL-Custom temos muitos anos de experiência com moldagem de baixa pressão, por isso pensámos em partilhar consigo alguns dos pontos principais sobre este processo neste artigo.

Eis uma resposta rápida para si, depois aprofundaremos o processo e as vantagens da moldagem a baixa pressão, não só para as aplicações, mas também para o ambiente.

 

O que é a moldagem a baixa pressão? A moldagem a baixa pressão é uma técnica de proteção e encapsulamento de componentes propensos a danos, humidade ou outras influências externas. É típica em aplicações como cablagens e placas de circuitos impressos. Utilizando materiais conhecidos como termofusíveis, os polímeros são utilizados para vedar os componentes através de maquinaria especializada.

 

Os materiais de poliamida à base de ácido dímero, frequentemente designados por "termofusíveis", são termoplásticos que, quando aquecidos a temperaturas específicas, se tornam maleáveis e flexíveis para utilização em torno de conectores e ligações preciosos.

 

 

Porque é que se chama Moldagem a Baixa Pressão

 

A moldagem a baixa pressão (ou LPM), em particular, é, tal como o nome sugere, a utilização de processos e técnicas de baixa pressão utilizados quando os componentes podem sofrer a pressão normal ou o calor extremo utilizados em aplicações de moldagem a pressão mais comuns na indústria.

Para reiterar, há duas razões principais pelas quais uma aplicação pode exigir a utilização de Moldagem de Baixa Pressão.

 

Maleabilidade

Um dos principais factores é a necessidade de os termoplásticos aplicados serem mais viscosos. A viscosidade permite que o material injetado seja aplicado em espaços e cavidades muito pequenos ou complexos. Para aplicar a baixa pressão, é frequentemente utilizado um processo manual de bomba de engrenagens, que fornece pressão suficiente para conduzir o material viscoso entre os componentes.

Isto ajuda a evitar que componentes frágeis se desloquem ou partam e proporciona maior proteção e estabilidade a componentes electrónicos que, de outra forma, não estariam protegidos.

A viscosidade é medida no que é conhecido como centipoise - uma unidade de medida específica e, a cerca de 410F (210C), forma a consistência de "xarope para panquecas", que é suficiente e segura para aplicação a baixa pressão.

 

Adesividade

De um modo geral, os materiais de poliamida são considerados materiais termofusíveis de elevado desempenho. A poliamida tem uma qualidade adesiva que a acompanha e é isso que ajuda a vedar os componentes.

 

O processo de aplicação da moldagem a baixa pressão

 

Se uma placa de circuito impresso ou outro circuito tiver de ser moldado a baixa pressão, depois de a placa de circuito impresso ter sido fabricada, passa-se à fase seguinte, que é a moldagem a baixa pressão.

O molde de baixa pressão começa em forma de pequenas pastilhas, que são medidas na quantidade/peso corretos necessários e introduzidas numa máquina LPM especializada - que também contém o modelo de molde a ser preenchido. O PCB acabado é colocado na máquina - ou é aplicado um conjunto de moldes a frio como barreira inicial a qualquer calor da injeção sob pressão. Em seguida, está pronta para a aplicação da camada principal de termoplásticos. Uma vez aquecida a 410F, a poliamida é então injectada - manual ou mecanicamente, utilizando métodos de baixa pressão, normalmente entre 50 e 200 PSI.

O fluxo é mantido e regulado, envolve os componentes e começa mesmo a secar e a selar por contacto. A quantidade injectada é medida e dirigida exatamente para preencher todos os componentes necessários e deixar uma superfície acabada. Os avanços de alta velocidade significam que este processo demora normalmente apenas alguns segundos por aplicação, com o tempo completo de injeção, secagem e acabamento a prolongar-se até cerca de 1 minuto. O resultado é a viabilidade da produção em massa.

 

Injeção para combater o encolhimento

 

Uma vez injectada, a poliamida irá normalmente reduzir ou encolher de tamanho durante a fase de secagem. Para compensar este facto, a unidade é continuamente injectada para manter a pressão contra as unidades e preencher qualquer vazio deixado pelo encolhimento. Este processo é continuado até que a poliamida se transforme de líquido em sólido, ou seja, de aquecida em arrefecida. Entretanto, a aplicação do molde a frio absorverá qualquer pressão e calor indevidos que possam ocorrer durante o processo.

 

Está provado que esta técnica protege os componentes frágeis sem romper os componentes electrónicos ou as juntas de soldadura e não impede o desempenho da unidade.

 

Porque utilizamos a moldagem a baixa pressão

 

Desde a década de 1970, quando a moldagem a baixa pressão foi desenvolvida na Europa, a sua utilização estendeu-se à maioria das áreas industriais e de consumo. Inicialmente desenvolvida para a indústria automóvel para substituir alternativas mais pesadas, como o processo de encapsulamento, que também era mais tóxico, e para proporcionar um ambiente eficiente, selado e protetor para componentes que, de outra forma, sofreriam de tensão e quebra indevidas.

 

Desde então, as técnicas melhoraram ainda mais, proporcionando uma maior proteção e sendo capazes de abranger sistemas mais complexos. Assim, a moldagem a baixa pressão alargou-se para abranger não só as utilizações industriais e comerciais, mas também as aplicações militares e aeroespaciais, em que o equipamento e a eletrónica mais extremos exigem soluções mais robustas.

 

Se acrescentarmos a isto o facto de a moldagem a baixa pressão ser uma solução menos tóxica e amiga do ambiente, podemos perceber porque é que a sua utilização se estendeu à maioria das áreas de proteção de circuitos.

Eis uma lista de aplicações típicas da moldagem a baixa pressão

1. Militar
2. Aeroespacial
3. Automóvel
4. Equipamento industrial estático
5. Equipamento industrial móvel
6. Equipamento de construção
7. Eletrónica de consumo
8. Motores e quadros de controlo
9. Equipamento submersível
10. Sensores
11. Configurações de iluminação
12. Eletrónica móvel, como unidades USB e controlos remotos
13. Quase todas as formas de cablagem fabricada

 

Em muitas aplicações, a própria moldagem desenvolveu-sed para se tornar uma parte essencial da própria unidade, por exemplo, a moldagem utilizada nas Pen drives USB e nos Fechos de Porta Remotos para Automóveis faz frequentemente parte do - ou do invólucro exterior completo do produto ou, em alguns casos, dita a forma do invólucro exterior.

 

As vantagens da moldagem a baixa pressão

 

Material leve

Ao contrário das técnicas mais pesadas e complicadas, a fusão a quente proporciona um produto final mais eficiente em termos de peso, o que é ideal para a maioria das aplicações

 

Acabamento estanque

As unidades que, de outra forma, poderiam estar sujeitas a danos causados pela água, podem agora ser hermeticamente seladas do exterior, permitindo que, por vezes, o equipamento de águas profundas permaneça seguro e em pleno funcionamento.

 

Adesão de múltiplas superfícies

A moldagem a baixa pressão, juntamente com o molde a frio, permite a aplicação de uma grande variedade de materiais diferentes com adesivo, para ajudar a estabilizar e fixar os componentes no lugar.

 

Resistente a choques

Os PCB e outros componentes utilizados em ambientes de alto impacto podem agora beneficiar de uma maior proteção contra impactos e outros danos sofridos durante a utilização.

 

Resistente a produtos químicos

Os componentes que entram em contacto com produtos químicos aplicados externamente de forma não ácida podem agora ser protegidos sem que ocorram danos nos circuitos internos

 

Compacto

A utilização de vedantes de baixa pressão proporciona proteção interna, exigindo menos necessidades de proteção externa. Isto leva a um design mais compacto e que poupa espaço, sem comprometer a estabilidade e a proteção.

 

Estética

Esta forma de vedação e método de moldagem proporciona melhorias muito maiores em relação à forma e ao design do que os métodos de proteção anteriores.

 

Conformidade

Todos os materiais termoplásticos e de poliamida estão em conformidade com as normas ISO aprovadas para a saúde e segurança em todas as aplicações.

 

 

Benefícios ambientais da moldagem a baixa pressão

 

De facto, a Moldagem por Pressão como um todo tem muitos benefícios ambientais para além das práticas anteriores e, em alguns casos, prolonga benefícios que anulam a utilização deste processo. Eis os principais benefícios ambientais da Moldagem por Pressão.

 

Produtos naturais

Todos os ingredientes utilizados na Moldagem por Pressão são materiais naturais.

 

Reciclável

Qualquer excesso de material produzido por Moldagem por Pressão é totalmente reciclável. O material pode ser recuperado e reutilizado inúmeras vezes. Isto significa que a Moldagem por Pressão é uma solução Zero Resíduos

 

Sem fumos perigosos

O processo de Moldagem por Pressão não produz quaisquer materiais perigosos, quer em suspensão no ar, quer na forma líquida ou sólida.

 

Extensão da vida útil do produto

Os produtos que, de outra forma, teriam uma data de validade podem agora ser armazenados e utilizados após um período de tempo mais alargado.

 

Menos quebras de produtos

 

Agora que os produtos são mais robustos, a probabilidade de quebras ou falhas é menor, o que significa que menos PCBs ou circuitos são descartados e/ou precisam de ser substituídos.

Conclusão

 

Tal como referido inicialmente, as práticas de moldagem a baixa pressão tornaram-se tão comuns que quase não damos por elas todos os dias, apesar de provavelmente nos depararmos com elas várias vezes por dia na nossa vida profissional e doméstica.

 

As aplicações típicas de consumo e de pequena dimensão incluem produtos como cabos ou junções de cabos, onde são utilizados para reforçar e proteger as extremidades dos cabos. Os produtos que pode pegar e utilizar diariamente, como o comando da porta do seu carro ou mesmo o comando da sua televisão, provavelmente também contêm produtos de moldagem de baixa pressão para ajudar a prolongar a sua vida útil e quaisquer impactos com que possam entrar em contacto.

 

Se tem uma aplicação que está a considerar a necessidade de Moldagem a Baixa Pressão, ou mesmo se quer saber se o seu produto é adequado - ou está pronto para este processo, então é sempre uma boa ideia obter mais informações.

 

Se pretender discutir o seu projeto específico, quer se trate de um punhado de unidades protótipo ou de uma série de milhares de unidades, entãovenha falar connosco aqui em LPM  onde um dos membros da nossa equipa de especialistas experientes pode ajudá-lo com o seu pedido e orientá-lo em todos os processos necessários.