O processo de moldagem ISBM — moldagem por injeção, estiramento e sopro — converte resina plástica bruta em um recipiente oco acabado por meio de uma série de etapas precisamente sequenciadas. Cada etapa ocorre em uma estação dedicada na mesa rotativa da máquina, e todas as estações operam simultaneamente em diferentes pré-formas dentro do mesmo ciclo da máquina. Compreender o que acontece em cada etapa e o que controla a qualidade em cada ponto é essencial para qualquer pessoa que opere ou especifique equipamentos ISBM.

Visão geral: Quantas etapas o ISBM possui?

Uma máquina ISBM de uma etapa executa entre três e seis etapas, dependendo do número de estações. As máquinas de três estações executam as etapas mínimas necessárias: injeção, sopro e ejeção. As máquinas de quatro estações adicionam uma etapa de condicionamento dedicada. As máquinas de seis estações adicionam ainda resfriamento pós-sopro e uma segunda zona de condicionamento. Todas as configurações produzem o mesmo tipo de recipiente acabado; as estações adicionais permitem um controle mais preciso sobre geometrias complexas de garrafas e velocidades de ciclo mais altas.

Mesa rotativa ISBM de 4 estações — todas as quatro etapas são executadas simultaneamente em diferentes pré-formas dentro de cada ciclo da máquina.

Etapa 1: Secagem e preparação da resina

Antes do início de qualquer ciclo ISBM, a resina deve ser preparada corretamente. O PET — a resina predominante na produção de ISBM — é higroscópico: absorve umidade do ar. A umidade na resina causa degradação hidrolítica durante o processamento, reduzindo a viscosidade intrínseca (VI) e produzindo acetaldeído (AA), um composto que causa sabor desagradável em embalagens de alimentos e bebidas.

Secagem padrão de PET: secador de dessecante a 160–170 °C, mínimo de 4–6 horas, umidade alvo abaixo de 50 ppm. O ponto de orvalho do secador deve ser verificado em −40 °C ou menos antes do início do processamento. Esta etapa ocorre antes da máquina e não faz parte do ciclo da máquina em si, mas determina a qualidade de cada garrafa produzida pela máquina.

Etapa 2: Injeção — Formação da pré-forma

A primeira etapa na máquina é a moldagem por injeção. A resina seca é alimentada da tremonha para um cilindro aquecido, onde um parafuso sem-fim a derrete e a transporta. O material fundido — a 270–295 °C para PET padrão — é injetado sob alta pressão na cavidade do molde da pré-forma, formando o tubo intermediário de paredes espessas conhecido como pré-forma.

Parâmetros-chave controlados nesta etapa:

• temperatura de fusão — 270–295 °C para PET; temperaturas muito altas degradam o IV e geram AA; temperaturas muito baixas causam falhas de injeção e defeitos na superfície.
• Velocidade e pressão de injeção — determina o tempo de enchimento e a compactação; a compactação insuficiente causa afundamento do canal de injeção e imprecisão dimensional no acabamento do gargalo.
• Tempo de resfriamento no molde — A pré-forma deve resfriar até a temperatura de ejeção (60–75 °C) antes da abertura do molde; o resfriamento insuficiente causa distorção da pré-forma na ejeção.
• Força de fixação — Deve-se manter o molde fechado contra a pressão de injeção; uma fixação insuficiente causa rebarbas na linha de partição da pré-forma.

A etapa de injeção é a operação individual mais longa no ciclo ISBM, razão pela qual ocupa uma estação dedicada, independentemente do número total de estações. Na série EP-HGY, as forças de fechamento por injeção variam de 50 kN (EP-HGY50-V3-EV) a 400 kN (EP-HGY650-V4), abrangendo volumes de recipientes de 30 ml a 10 litros.

Etapa 3: Condicionamento — Ajuste do Perfil de Temperatura (Somente para 4 e 6 Estações)

Em máquinas de 4 e 6 estações, a pré-forma — ainda no mandril — é transferida para uma estação de condicionamento após ser ejetada do molde. Nessa estação, aquecedores infravermelhos ajustam o perfil de temperatura axial da pré-forma antes que ela chegue à estação de sopro.

O PET só pode ser orientado biaxialmente dentro de uma faixa estreita de temperatura: acima de sua temperatura de transição vítrea (Tg ≈ 75 °C), mas abaixo de sua temperatura de início de cristalização (≈130–140 °C). A estação de condicionamento leva o corpo da pré-forma a 90–115 °C, mantendo a zona do gargalo fria (o gargalo não deve deformar durante o sopro).

As zonas individuais de aquecimento por infravermelho podem ser ajustadas independentemente para concentrar o calor na base, nos ombros ou no corpo do frasco, permitindo que o operador controle o fluxo preferencial do material durante a etapa de sopro. Isso possibilita geometrias complexas de frascos: bases largas, ombros pronunciados, pegas contornadas e alças integradas.

Sequência do processo ISBM de 4 estações no EP-HGY150-V4-EV — cada estação opera simultaneamente, portanto o tempo de condicionamento é igual ao tempo de injeção.

Etapa 4: Alongamento — Extensão axial com a barra de alongamento

Na estação de sopro, o molde fecha-se em torno da pré-forma. Uma haste de estiramento mecânica desce para dentro da pré-forma e entra em contato com a sua base, estendendo-se então axialmente — empurrando a base para baixo a uma velocidade controlada (tipicamente 1–2 m/s). Isso estende a pré-forma para 2,5–3,5 vezes o seu comprimento de injeção.

A etapa de estiramento é o que diferencia o ISBM da moldagem por injeção e sopro padrão (IBM). No IBM, não há haste de estiramento nem orientação axial — a pré-forma é simplesmente inflada pela pressão do ar. No ISBM, a haste de estiramento mecânica produz orientação molecular axial antes do início da expansão do ar, o que é a principal razão pela qual as garrafas ISBM são mais resistentes, transparentes e leves do que as garrafas IBM com volumes equivalentes.

Etapa 5: Sopro — Expansão radial contra o molde

Simultaneamente ou imediatamente após a extensão da haste de estiramento, ar de alta pressão (25–40 bar) é introduzido através da haste de estiramento ou de um pino de sopro separado. Essa pressão de ar expande a pré-forma radialmente — para fora — contra as paredes do molde de sopro fechado.

A combinação do estiramento axial (Etapa 4) e do sopro radial (Etapa 5) produz uma orientação molecular biaxial — cadeias de polímero alinhadas simultaneamente nas direções axial e circunferencial. Essa dupla orientação é o que confere às garrafas ISBM suas propriedades características:

• Resistência à tração até 3 vezes maior que a do PET não orientado com a mesma espessura de parede.
• Clareza óptica semelhante à do vidro, com transmitância luminosa acima de 90%.
• Desempenho da barreira de CO₂ suficiente para aplicações em refrigerantes carbonatados
• Resistência a impactos de queda de até 1,5 m quando cheio

Mapa completo dos parâmetros do processo ISBM — desde a secagem da resina em cada estação até a garrafa finalizada, com pontos de controle críticos em cada etapa.

Etapa 6: Resfriamento — Fixação da orientação no local

Após o sopro, a garrafa é pressionada contra a parede do molde enquanto este dissipa o calor através de seu circuito de resfriamento interno. Os moldes de sopro padrão utilizam água gelada a 8–12 °C. A garrafa deve esfriar abaixo de sua temperatura de relaxamento — tipicamente abaixo de 60 °C na superfície da parede — antes da abertura do molde, caso contrário, ela encolherá e se deformará ao ser ejetada.

Para aplicações de envase a quente (sucos, chás, bebidas isotônicas envasadas a 85–95 °C), o molde de sopro opera a 100–120 °C em vez da temperatura fria padrão. Essa temperatura elevada do molde permite uma cristalização limitada do PET na parede da garrafa durante o sopro — um processo chamado termofixação — o que confere à garrafa estabilidade térmica na temperatura de envase.

Etapa 7: Ejeção — Remoção da garrafa finalizada

O molde se abre e a garrafa finalizada é liberada do mandril. Em máquinas de 3 e 4 estações, a ejeção ocorre na posição indexada final antes que a mesa gire de volta para injetar o próximo conjunto de pré-formas. Em máquinas de 6 estações, uma estação dedicada de resfriamento pós-sopro entre o sopro e a ejeção permite que o molde se abra mais cedo (tempo de espera de sopro mais curto), enquanto a garrafa completa seu resfriamento no mandril antes da ejeção, possibilitando tempos de ciclo gerais mais rápidos sem instabilidade dimensional.

Após a ejeção, as garrafas passam por uma esteira transportadora e mesa de acumulação, e em seguida para os equipamentos de enchimento, fechamento, rotulagem e paletização.

Resumo das etapas do processo

Para obter as especificações completas da máquina, abrangendo cada configuração de estação, consulte o Gama de máquinas ISBM EP-HGY de 3, 4 e 6 estaçõesPara projetos de moldes que funcionem em cada etapa do processo, visite o Página de molde ISBM personalizado.

Perguntas frequentes