Como o desenvolvimento de uma máquina revolucionou a indústria de processamento de plásticos

Uma máquina é um conjunto de peças com funções específicas que auxilia ou substitui o trabalho humano, ou seja, máquinas são criadas especialmente para nos ajudar a trabalhar e para melhorar a qualidade do produto final, assim como a qualidade de vida de quem trabalha com elas. Muitas vezes ao longo da história, processos de produção foram completamente reinventados e muitos outros foram criados do zero por conta de máquinas que eram inventadas para suprir a necessidade de ter sempre os processos mais bem otimizados.

Foi durante um desses momentos de necessidade que surgiu a máquina para injeção de plástico em moldes. Mas qual era essa necessidade? Em meados do século XIX, havia uma grande demanda de pequenos produtos como bolas de bilhar, botões, cabos de facas, teclas de piano, dentes falsos, hastes de leques e muitos outros. Estes itens eram originalmente feitos de marfim, e com o elefante africano correndo sério risco de extinção, era necessário um substituto. Este veio na forma dos primeiros plásticos sintéticos, e, com a origem desse novo material, tornou-se necessária uma nova forma de o trabalhar e moldar para fabricar os diversos produtos para o qual seria usado. Algumas empresas seguiram trabalhando o plástico da mesma forma que trabalhavam o marfim, esculpindo os objetos a partir de um bloco maior. O processo de esculpir esses pequenos itens a partir de um bloco de plástico não era nem um pouco eficiente pois, além de trabalhoso e demorado, exigia mão de obra habilidosa e acabava desperdiçando muito material.

Vendo que o processo de produção atual podia ser otimizado, os irmãos Hyatt fizeram exatamente isso e desenvolveram uma solução através da primeira máquina de injeção de plástico (sim, uma máquina de injeção de plástico no século XIX!). Os irmãos Hyatt se inspiraram em uma máquina já existente, a máquina de fundição sob pressão, e adaptaram o modelo para que ela trabalhasse com plásticos. A máquina criada pelos irmãos consistia de um cilindro onde o plástico moído era colocado e, então, derretido. O plástico derretido era então injetado, usando um pistão, para fora do cilindro e para dentro de um molde, através de uma pequena abertura, onde o material podia esfriar e endurecer no formato desejado. Essa forma de se trabalhar e moldar plásticos era tão eficiente que os irmãos Hyatt abriram sua própria empresa, a Albany Dental Plate Company, em volta desta máquina, que depois seria uma das primeiras empresas a partir do zero e alcançar o sucesso comercial produzindo objetos de plástico.

Apesar de terem alcançado o sucesso, os irmãos Hyatt nunca teriam chegado perto se não conhecessem o processo de dimensionamento e desenvolvimento de máquinas. Esse processo é usado até hoje para criar soluções não só nas áreas da engenharia. De que vale uma ideia que pode revolucionar um processo na indústria se ela não é colocada em prática? Por isso a INOVATECH trouxe essa história dos irmãos Hyatt, para te mostrar as etapas do desenvolvimento de uma máquina com exemplos concretos baseados em uma máquina real.

Para o dimensionamento de uma nova máquina deve ser realizado um estudo minucioso para que as necessidades da produção sejam atendidas de forma a trazer o melhor resultado para esse processo. Através de análises, cálculos e testes, a equipe realiza o projeto alinhando as expectativas do cliente para que esteja dentro das normas estabelecidas pela regulamentação, garantindo a segurança de quem irá manusear a máquina.

Viabilidade

O início do desenvolvimento de uma máquina se dá através de uma ideia. A partir dela, é realizado um estudo de viabilidade por meio de pesquisas e levantamento de custos, a fim de analisar a possibilidade de executá-la.

Durante esta primeira etapa, os irmãos Hyatt pesquisaram e estudaram máquinas que poderiam ser parecidas com a que eles desejavam fazer, como a máquina de fundição sob pressão citada antes, também aproveitaram o conhecimento que tinham sobre plásticos para escolher com quais tipos eles gostariam de trabalhar e se realmente esses plásticos poderiam ser moldados com o processo que eles tinham em mente. Fazer todos estes estudos pode acabar mostrando alguns problemas que existem com a ideia antes mesmo de ela ser colocada em prática, assim fica mais fácil fazer ajustes e adaptar o projeto para que ele seja melhor e mais viável.

Esboços e cálculos

Caso seja viável, o próximo passo é o esboço do projeto, onde a ideia é colocada no papel. Hoje em dia são utilizados softwares que auxiliam o projetista, trazendo mais agilidade e cálculos precisos que possibilitam dimensionar a máquina. Além disso, oferecem a modelagem tridimensional, maior detalhamento e simulações, o que permite ao cliente visualizar o projeto de forma mais clara.

Entretanto, durante a maior parte da história os engenheiros e inventores esboçavam seus projetos a mão, com tinta no papel, e foi exatamente assim que os irmãos Hyatt desenharam os esboços da sua máquina no século XIX. Foi através de dezenas, ou mesmo centenas, de folhas de papel marcadas de tinta com os primeiros esboços que a máquina de injeção em molde tomou forma pela primeira vez, e também seria por estes desenhos que ela seria mudada e aperfeiçoada para que todos os mecanismos se encaixassem e funcionassem perfeitamente.

Os cálculos foram essenciais para a criação da máquina de injeção em molde, pois, além de trabalhar com temperaturas elevadas para derreter o plástico, ela também precisava suportar a alta pressão com que este plástico era injetado no molde. Só depois de os irmãos Hyatt realizarem todos os cálculos e terem certeza de que a estrutura da máquina podia trabalhar com a alta temperatura e com a alta pressão por um bom tempo foi que eles começaram a desenvolver o projeto definitivo da injetora.

Prototipagem e testes

Finalmente, a hora de dar vida ao projeto! Antes de chegar no produto final, o projeto tem o seu protótipo que passa por testes e adaptações para garantir que cumpra a sua função. Desse modo, a melhor versão pode ser entregue ao cliente.

Para máquina injetora não foi diferente, foram fabricados protótipos, e estes foram usados para fazer testes e garantir que não havia nenhum erro ou ponto de melhoria pendentes.

O desenvolvimento de uma nova máquina, além de otimizar processos, pode aumentar a produtividade e consequentemente, o lucro da empresa ou do indivíduo que colocou sua ideia em prática. Porém, para isso é indispensável um bom dimensionamento mecânico do produto e com a INOVATECH, tudo isso é possível! Entre em contato conosco e revolucione a partir da sua ideia, como os irmão Hyatt!