Como funcionam as máquinas de moldagem de copos plásticos?

10 de outubro de 2026

Deixe uma mensagem

Visualizações: 75

Máquina de fabricação de copos plásticos Aquece uma chapa plana de PP, PS, PET ou PLA até amolecer. Em seguida, usa vácuo e ar comprimido a 8 bar para conformá-la em um molde resfriado a água. A chapa esfria e assume o formato de um copo. No mesmo ciclo, um molde corta o copo e o separa da chapa.

As máquinas não derretem o plástico nem usam moldagem por injeção. As paredes do copo são formadas a partir da chapa original e ficam mais finas nos pontos em que o material se estica. O sistema de aquecimento, a pressão do ar e o corte no molde afetam a espessura das paredes, o formato da borda e a velocidade de produção.

 

As estações operam em uma sequência fixa

As máquinas de fabricação de copos plásticos executam uma série de etapas interdependentes. Primeiro, os rolos de alimentação avançam a chapa pelo comprimento de um molde. Em seguida, o aquecedor é posicionado e aquece a chapa por 8–20 segundos, dependendo da espessura. Depois que o aquecedor se retrai, o molde se fecha. O vácuo e o ar comprimido dão forma à chapa, enquanto os canais de resfriamento do molde de alumínio a resfriam. Um punção separa os copos da chapa, e eles são recolhidos por um empilhador de esteira ou por um robô. As sobras são enviadas ao granulador para reciclagem.

Cada etapa precisa ser concluída antes que a seguinte comece. O molde não pode se fechar até que o aquecedor se retraia, e o punção não pode cortar os copos antes que estejam frios o bastante para serem removidos. Por isso, um aquecimento ou empilhamento lento pode paralisar toda a linha de produção.

A segurança da máquina também é importante. A avaliação de riscos segue a ISO 12100, os equipamentos elétricos seguem a IEC 60204-1 e os sistemas de comando de segurança são projetados para atender aos níveis de desempenho da ISO 13849-1. Essas normas ajudam os fabricantes a cumprir os requisitos da União Europeia para máquinas, estabelecidos no Regulamento (UE) 2023/1230.

A LITAI Machinery utiliza um sistema de gestão da qualidade ISO 9001 para fabricar máquinas com moldes basculantes e estruturas servoacionadas ou hidráulicas. Essas máquinas têm profundidade máxima de moldagem de 125–180 mm e largura de chapa de 770 mm.

 

O aquecimento precisa atingir a janela de processamento, não apenas uma temperatura específica

Na máquina de fabricação de copos plásticos, as chapas precisam estar na temperatura adequada para esticar sem rasgar. A temperatura não deve ser tão alta que a chapa ceda em direção ao aquecedor ou comece a rachar. Para PP, a faixa é de aproximadamente 150–165 °C; para HIPS, cerca de 120–140 °C; e para PET amorfo, aproximadamente 110–130 °C. Para PLA, a temperatura é de cerca de 90 °C. Como o PLA amolece a temperaturas mais baixas, sua faixa de processamento é limitada. O ponto de amolecimento pode ser medido pelo ensaio de Vicat, conforme a ISO 306, ou pelo ensaio de temperatura de transição, conforme a ASTM D3418.

Dois problemas comuns afetam essa faixa de temperatura. O primeiro é a flacidez da chapa. Quando amolece, ela perde sustentação; por isso, uma chapa de 0,3 mm cede muito mais rápido do que uma de 1,8 mm. É por isso que os aquecedores são divididos em zonas, com os níveis de calor ajustados na parte superior e inferior. Muitas vezes, a parte inferior é mantida mais fria para reduzir a flacidez.

O segundo problema é a variação do tempo de aquecimento. A temperatura e o tempo de ciclo do aquecedor devem ser ajustados em conjunto. Se a máquina for configurada usando uma chapa mais espessa do que a utilizada na produção, a superfície poderá formar bolhas ou ficar esbranquiçada.

 

O que dá forma ao copo

Geralmente, as três forças são usadas em conjunto. O vácuo, sozinho, pode gerar uma diferença de pressão de aproximadamente 1 bar, suficiente para bandejas rasas e copos baixos e largos. A moldagem por pressão funciona de outra maneira: o ar comprimido, entre 4 e 8 bar, empurra a chapa aquecida contra o molde. Isso produz bordas mais definidas, cantos inferiores mais precisos e menos material sobrando entre cavidades próximas.

O macho auxiliar resolve outro problema. O macho aquecido empurra a chapa para baixo antes que o ar comprimido ou o vácuo conclua a moldagem. Isso direciona mais material para as paredes laterais e evita que uma quantidade excessiva seja puxada do fundo.

O método adequado depende da razão de estiramento, calculada dividindo a profundidade do copo pelo diâmetro da abertura. Abaixo de 1, geralmente basta usar ar ou vácuo. Entre 1 e 1,5, o macho auxiliar ajuda a evitar espessuras irregulares nas paredes.

Método de moldagem Pressão disponível Ideal para: Ofertas e descontos
Somente vácuo Cerca de 1 bar bandeja rasa, copo baixo e largo Borda pouco definida
Vácuo com assistência de macho Pré-estiramento 1Baga Copo profundo com razão de estiramento superior a 1,2 Marcas do macho auxiliar e controle adicional de temperatura
Pressão com assistência de macho 4–8 bar Copo fino com borda bem definida Custo do molde, projeto dos respiros
Somente pressão 4–8 bar As paredes são uniformes e o estiramento é moderado. Material estirado entre cavidades fechadas

 

O molde de corte determina se o copo está pronto para ser vendido

A rebarbação transforma a peça moldada em um produto acabado. Na maioria das linhas automatizadas, ela ocorre no mesmo ciclo. Enquanto o copo ainda está no molde, uma lâmina de aço ou um punção desce e separa cada copo da chapa. Isso evita que o copo se desloque entre a moldagem e o corte.

Isso ajuda a manter as dimensões da borda dentro de ±0,2 mm. As bordas são cortadas com as mesmas ferramentas usadas para formar o copo, evitando erros adicionais entre as etapas de resfriamento, contração e corte. Prensas de rebarbação separadas e cortes fora de linha exigem mais manuseio e um segundo conjunto de dispositivos, além de poderem causar erros de alinhamento que o corte integrado ao molde evita.

O punção também determina o formato de encaixe dos copos. Isso é importante para a produção e a venda. Se a borda for um pouco grande demais, os copos podem não se separar corretamente no dispensador, e os compradores podem culpar o produto.

 

Velocidade não é produção

A velocidade nominal de uma máquina de fabricação de copos plásticos não é igual à produção real. Os folhetos muitas vezes informam a velocidade sem carga de produção. O molde basculante pode girar 48 vezes por minuto. Máquinas servoacionadas e hidráulicas maiores podem executar de 30 a 35 ciclos de moldagem por minuto. Esses números indicam a rapidez com que a máquina se movimenta, não a velocidade com que cada copo é aquecido e resfriado.

Veja um exemplo real. Um molde de 730 × 320 mm pode produzir copos com 78 mm de diâmetro e passo de 80 mm. Ele tem 9 cavidades por fileira e 4 fileiras, totalizando 36 cavidades. Com PP de 0,6 mm, a velocidade real é de 20 ciclos por minuto, o que permite produzir 720 copos por minuto, ou cerca de 43.000 por hora. Se for considerada uma velocidade nominal de 48 ciclos por minuto, parecerá que o mesmo molde produz 1.728 copos por minuto — 2,4 vezes a produção real.

O aquecimento ajuda a explicar essa diferença. Cerca de 140 g de polipropileno passam pela máquina a cada ciclo. Aquecer esse material de 25 °C a 155 °C, considerando um calor específico de aproximadamente 1,9 kJ/kg·K, exige cerca de 35 kJ. A 20 ciclos por minuto, isso requer de 11 a 12 kW de energia líquida, sem contar as perdas por radiação.

Isso também explica por que a troca rápida de moldes pode ser mais útil do que uma velocidade nominal maior. A LITAI Machinery informa que suas máquinas servoacionadas permitem trocar o molde em até 20 minutos. Essa rapidez economiza tempo na linha de produção ao alternar entre diferentes tamanhos de copo.

 

A espessura das paredes é o que mais falta na maioria dos copos

A espessura da parede de um copo termoformado não é uniforme. Um erro comum é confundir a espessura da chapa com a espessura do copo. O material se estica do fundo até as paredes laterais; assim, uma chapa de 0,6 mm pode resultar em um copo com parede de 0,5 mm, borda de mm e fundo de 0,18 mm.

Três fatores afetam a espessura das paredes. A razão de estiramento influencia a distribuição da espessura do material. O macho auxiliar e a moldagem por pressão ajudam a reduzir a diferença entre a espessura da parte superior e a do fundo, passando de cerca de 3:1 para menos de 2:1. A temperatura do molde também é importante. Moldes aquecidos permitem que a chapa se estique por mais tempo antes de esfriar e parar, mas também aumentam o tempo de ciclo.

Os dados do ensaio de tração, medidos conforme a ISO 527-3, ajudam os operadores a configurar o processo de moldagem. A classificação da resina, por si só, não fornece informações suficientes. Por isso, a LITAI Machinery informa uma tolerância de moldagem de ±0,2 mm, em vez de usar a espessura da chapa como principal referência.

Para reduzir a espessura da chapa com segurança, primeiro identifique a parte mais fina do copo. Corte uma amostra em pequenos pedaços e meça a espessura das paredes em diferentes pontos.

 

A mudança de resina exige mais do que alterar os parâmetros da máquina

Trocar de material não consiste apenas em alterar as configurações da máquina. O PP é moldado a temperaturas elevadas e tem uma ampla faixa de processamento. Também é adequado para a termoformagem profunda e pode ser usado com conteúdos quentes. Por isso, é frequentemente considerado uma alternativa aos copos de papel.

O HIPS é uma opção de baixo custo. É fácil de moldar e imprimir, mas pode quebrar com impactos. O PET exige condições diferentes: a chapa precisa estar seca e a faixa de temperatura de moldagem é estreita. Para copos destinados a bebidas quentes, o molde e o ciclo também precisam levar em conta a cristalização, e não apenas o amolecimento. A ISO 11357-3 mede o comportamento de fusão e cristalização e ajuda a determinar o processo adequado.

O PLA é bem moldado entre 90 e 120 °C, mas pode deformar quando recebe um líquido quente. Para reduzir esse risco, escolha o tipo de PLA e a espessura de parede adequados.

Máquinas compatíveis com PP, PS, PET, PVC e PLA podem contar com aquecedores, sistemas de vácuo e sistemas de descarga adequados a esses materiais. Isso não significa, porém, que uma única configuração servirá para todos. A LITAI Machinery fornece linhas de produção para PP, PS, HIPS, PET, PVC e materiais misturados com amido de milho. Por isso, é importante escolher adequadamente tanto as zonas de aquecimento quanto os sistemas de empilhamento.

A conformidade para contato com alimentos também depende dos ingredientes. O Regulamento (CE) nº 1935/2004 e o Regulamento (UE) nº 10/2011 da Comissão aplicam-se aos materiais relevantes destinados ao contato com alimentos na União Europeia. Nos Estados Unidos, o FDA 21 CFR 177.1520 abrange determinados polímeros de olefinas. A conformidade depende do polímero e de seus aditivos. O uso de PP não garante, por si só, que os copos atendam aos requisitos; isso deve ser verificado para cada material e formulação.

 

Perguntas frequentes

Esta máquina produz copos diretamente a partir de grânulos de resina?
Não. Os copos são feitos a partir de chapas. É possível usar linhas de produção completas com uma extrusora de chapas ou comprar rolos de chapa. Primeiro, os grânulos são transformados em chapas finas. Depois, a tolerância de espessura da chapa influencia o processo de moldagem.

Qual é a profundidade máxima de copo que uma máquina pode moldar?
As máquinas atuais podem formar copos com até 180 mm de profundidade. As máquinas hidráulicas normalmente atingem 125 mm. A principal limitação não é apenas a profundidade do copo: a razão de estiramento também importa. Um copo com 180 mm de profundidade e 90 mm de diâmetro exige macho auxiliar, moldagem por pressão e controle cuidadoso da temperatura do molde para garantir a resistência do fundo.

Por que o fundo do copo é fino e as bordas são grossas?
Isso acontece porque a chapa se estica do centro em direção às laterais. O material no fundo se alonga e fica mais fino, enquanto a borda conserva mais da espessura original porque se estica menos. O uso de um macho auxiliar, de maior pressão de moldagem e de um molde aquecido ajuda a direcionar mais material para as paredes laterais. Ainda assim, não é possível eliminar completamente as diferenças de espessura.

 

O que verificar durante um teste de produção

A qualidade dos copos plásticos produzidos depende da qualidade do material utilizado. Faça suas próprias medições e registros, em vez de confiar nos folhetos. Corte um copo e meça a espessura da borda, das paredes laterais e do fundo. As diferenças entre essas medidas são mais importantes do que a espessura média. Meça continuamente o diâmetro da borda de 20 copos para verificar a variação real de tamanho. Cronometre o ciclo completo, incluindo aquecimento, resfriamento e rebarbação, e não apenas o tempo de funcionamento da máquina sem carga. Pese as sobras após a moldagem e compare-as com o peso do copo acabado. Uma máquina bem equipada pode gerar pouco desperdício. Teste as amostras nas condições da ISO 291 e avalie se atendem aos requisitos.

 

Fonte de informação

ISO 12100:2010 — Segurança de máquinas: princípios gerais de projeto, avaliação de riscos e redução de riscos

ISO 13849-1 — Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança: nível de desempenho

IEC 60204-1 — Equipamento elétrico de máquinas industriais

Regulamento (UE) nº 2023/1230 — Colocação de máquinas no mercado europeu

ISO 9001:2015 — Sistemas de gestão da qualidade: requisitos

ASTM D3418 — Determinação das temperaturas de transição de polímeros por calorimetria diferencial de varredura

ISO 11357-3 — Temperatura e entalpia de fusão e cristalização

ISO 306 — Temperatura de amolecimento Vicat de termoplásticos

ISO 527-3 — Propriedades de tração de filmes e chapas

ISO 291 — Atmosferas padrão para condicionamento e ensaio de plásticos

Regulamento (CE) nº 1935/2004 — quadro regulamentar para materiais em contato com alimentos; Regulamento (UE) nº 10/2011 da Comissão — materiais plásticos destinados ao contato com alimentos

FDA dos EUA, 21 CFR 177.1520 — Polímeros de olefinas

Diretiva 2019/904 — Redução do impacto de determinados produtos de plástico de uso único

Enviar consulta