Como as pré-formas PET são feitas? Da resina à pré-forma pronta

Fabricação de pré-formas PET em resumo

As pré-formas PET são feitas por moldagem por injeção. A resina PET seca é fundida, injetada em um molde resfriado de várias cavidades, mantida sob pressão, resfriada até ficar rígida e retirada. Cada ciclo produz uma pré-forma por cavidade, então um molde de 72 cavidades faz 72 pré-formas a cada abertura. As oito etapas são:

1. Preparar a resina

Grânulos de PET grau garrafa, mais cor ou rPET se necessário.

2. Secar a resina

Remover a umidade antes de fundir o PET.

3. Transportar e alimentar

Levar a resina seca à máquina em um sistema fechado.

4. Fundir

A rosca e o cilindro aquecido transformam os grânulos em um material fundido homogêneo.

5. Encher e recalcar

O material é injetado por um canal quente em cada cavidade e compactado.

6. Resfriar no molde

A água gelada retira calor até as pré-formas ficarem rígidas.

7. Retirar e pós-resfriar

O molde abre, as pré-formas são liberadas e continuam resfriando.

8. Inspecionar e embalar

As pré-formas são verificadas, contadas e embaladas para armazenamento ou envio.

A garrafa é feita depois, quando a pré-forma é reaquecida e moldada por estiramento e sopro.

Etapa 1: Começar com resina PET grau garrafa

As pré-formas são feitas com grânulos de PET grau garrafa, normalmente entregues em big bags. O grau é escolhido junto com a garrafa: água, refrigerantes e produtos envasados a quente podem usar graus diferentes. A cor é adicionada depois, na máquina, com masterbatch, e o PET reciclado (rPET) pode ser misturado. Os sacos ficam fechados e armazenados em local seco e limpo até a resina ser carregada no secador.

Etapa 2: Secar a resina

O PET absorve umidade do ar, e a água que fica nos grânulos degrada o polímero quando ele funde. O resultado são pré-formas mais fracas e turvas e peso instável. Por isso, a resina passa por um secador desumidificador, ajustado conforme os dados do fornecedor da resina, antes de chegar à máquina.

Etapa 3: Transportar e alimentar a resina seca

O PET seco chega ao funil da máquina por um carregador a vácuo ou por um sistema de transporte centralizado. Tubulações fechadas protegem a resina do ar úmido e da poeira entre o secador e a rosca. Se as pré-formas forem coloridas, um dosador de masterbatch na entrada da rosca adiciona uma quantidade medida de cor a cada injeção.

Etapa 4: Fundir (plastificar) o PET

Dentro da unidade de injeção, uma rosca giratória leva os grânulos adiante por um cilindro aquecido. O calor do cilindro e o atrito da rosca fundem o PET em um material homogêneo e transparente, que se acumula à frente da rosca como uma dose medida para todas as cavidades.

O PET é sensível ao histórico térmico. Se ficar tempo demais ou quente demais no cilindro, pode amarelar e formar mais acetaldeído, um subproduto que pode afetar o sabor da água engarrafada. Por isso as máquinas de pré-formas usam roscas projetadas para PET e uma unidade de injeção dimensionada para a dose.

Etapa 5: Encher as cavidades e recalcar

A rosca avança e empurra o material pelo bico até o canal quente do molde, um distribuidor aquecido que mantém o PET fundido até cada cavidade. Em cada cavidade, um ponto de injeção (normalmente com válvula) se abre e o material enche o espaço entre a cavidade e o macho, do fundo da pré-forma até o gargalo.

Com as cavidades cheias, a pressão de recalque continua empurrando um pouco mais de material enquanto o PET contrai ao esfriar. Depois os pontos de injeção se fecham. Todas as cavidades precisam encher no mesmo ritmo e com o mesmo peso, porque uma cavidade lenta repete o defeito a cada ciclo.

Etapa 6: Resfriar a pré-forma no molde

Água gelada circula por canais nos machos e nas cavidades e retira o calor das paredes da pré-forma. A pré-forma precisa resfriar rápido o bastante para continuar transparente e ficar rígida o suficiente para ser liberada sem deformar.

O resfriamento costuma ser a parte mais longa do ciclo, e paredes mais grossas precisam de mais tempo. Por isso o chiller, os circuitos de água do molde e o estado das superfícies do molde influenciam diretamente a velocidade de produção das pré-formas.

Etapa 7: Abrir, retirar e pós-resfriar

O molde abre e as pré-formas ficam nos machos. Como a rosca é uma contrassaída, o gargalo é formado por insertos bipartidos (gavetas do gargalo) que se afastam para liberá-lo. Em seguida, as pré-formas são empurradas para fora dos machos.

Na produção com muitas cavidades, um robô de retirada recebe as pré-formas em tubos resfriados a água e as mantém ali enquanto a próxima injeção já está sendo moldada. Esse pós-resfriamento termina o resfriamento fora do molde, de modo que o tempo de resfriamento no molde, e portanto o ciclo, pode ser menor.

Etapa 8: Inspecionar, embalar e armazenar

As pré-formas já resfriadas caem em uma esteira e são verificadas antes da embalagem. As verificações típicas são peso, dimensões do gargalo, aparência e ponto de injeção, com amostras de cada cavidade. As pré-formas aprovadas são embaladas em caixas ou contêineres a granel, identificadas por lote e armazenadas limpas, secas e longe da luz solar direta até o sopro.

Ciclo e produção: quantas pré-formas por hora?

Um ciclo inclui enchimento, recalque, resfriamento, abertura do molde e retirada. Ele depende principalmente do peso e da espessura de parede da pré-forma, do resfriamento do molde e do método de retirada. A produção horária teórica é:

Pré-formas por hora = cavidades × 3.600 ÷ tempo de ciclo em segundos.

Os dois exemplos abaixo foram registrados em máquinas HWAMDA durante testes de molde de clientes antes do embarque. Eles mostram apenas o cálculo; o seu ciclo depende do projeto da pré-forma, do molde e do resfriamento.

Registrado em testes de molde de clientes; produção teórica com 100% de disponibilidade, antes de paradas e refugos. Os resultados reais dependem do projeto da pré-forma, do molde e do resfriamento.

Equipamentos necessários para fazer pré-formas PET

A produção de pré-formas exige mais do que uma máquina. Os equipamentos se dividem em cinco grupos:

Equipamentos principais

Uma injetora construída para pré-formas PET e um molde de pré-formas de várias cavidades com canal quente.

Manuseio do material

Secador desumidificador, carregador a vácuo ou transporte centralizado e um dosador de masterbatch para pré-formas coloridas.

Resfriamento

Um chiller para a água do molde, água de resfriamento para a máquina e controle da umidade ao redor do molde para evitar condensação.

Manuseio das peças

Robô de retirada com pós-resfriamento para moldes de muitas cavidades, esteiras e embalagem.

Controle de qualidade

Balança de precisão, calibradores de gargalo e de parede, um polariscópio ou caixa de luz e um meio de soprar garrafas de amostra.

Ar comprimido, alimentação elétrica e espaço físico são planejados junto com os equipamentos. Para um plano de produção completo, envie os dados da sua pré-forma e da produção desejada.

Da pré-forma à garrafa

A moldagem de pré-formas termina com uma pré-forma pronta, não com uma garrafa. Na produção em dois estágios, as pré-formas são armazenadas e depois reaquecidas e moldadas por estiramento e sopro em uma sopradora separada, muitas vezes na fábrica do envasador. Na produção em um estágio, a pré-forma é soprada no mesmo equipamento enquanto ainda guarda o calor da moldagem. Muitas empresas moldam pré-formas em uma fábrica e sopram as garrafas em outra, perto das linhas de envase.

O que preparar antes de planejar a produção de pré-formas

Um projeto de pré-formas é definido pela pré-forma e pela produção, não pelo tamanho de uma máquina. Reúna primeiro estas informações:

Desenho ou amostra da pré-forma

A pré-forma que você quer fazer, ou a garrafa em que ela deve ser soprada.

Gargalo

Nome e desenho do gargalo, compatíveis com a sua tampa.

Peso da pré-forma

Peso-alvo e tolerância.

Resina

PET grau garrafa, proporção de rPET e cores.

Produção desejada

Pré-formas por hora ou por ano, e número de turnos.

Utilidades da fábrica

Tensão e frequência, água de resfriamento, ar comprimido e espaço disponível.