PROCESSOS BASEADOS EM EXTRUSÃO

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João Batista Andrade Martins
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1 PROCESSOS BASEADOS EM EXTRUSÃO

2 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Tubos diâmetro inferior a 12,7mm (1/2 in) Materiais mais utilizados: PE e PVC (canos), PA, POM (tubos). corte Extrusora matriz resfriamento/calibração enrolado

3 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Matriz de Extrusão Tipo direta 1- matriz 2- crivo (placa de quebra fluxo) 3- aquecimento 4- porca de limpeza 5- torpedo 6- parafuso de fixação 7- Paralelo/mandril/entrada de ar

4 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Arranha (2 patas) Matriz do tipo arranha forma frentes de fluxo União no mandril linhas de solda no sentido longitudinal Se a matriz for bastante comprida e mantida a T elevada o material contido na linha de emenda irá fluir bastante tempo junto formando linhas de solda fortes.

5 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Dimensionamento da matriz, considerar: D Inchamento do extrudado = D [ ] 2 2 D ( D 2. S ) 100 ( IE R ) 0,5 D 1 : diâmetro interno da matriz D 2 : diâmetro externo da matriz D: diâmetro externo do tubo S R : espessura da parede do tubo IE: razão de inchamento (%) Entrada de ar- furo freqüentemente deixado aberto para equalizar a pressão externa com a pressão interna e muitas vezes este furo é conectado com uma linha de ar comprimido com a finalidade de se aumentar a pressão interna no tubo

6 Matriz transversal para extrusão de tubos e canos Trajetórias diferentes Equalização pela redução da seção transversal Diferença nas trajetórias de fluxo equalizadas

7 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Saída da matriz Extrusão livre: puxamento em um banho de água, resfriamento e dimensões estabelecidas. Sistema de calibração vácuo Ar comprimido

8 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Calibração com ar comprimido -Ar comprimido prensa o tubo contra a parede do sistema de calibragem - 0,2 a 1,5 atm paredes finas - 6 a 15 atm paredes grossas

9 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Calibração com vácuo Placa perfurada que faz com que o vácuo jogue o material contra a parede. Parede não muito grossa Estiramento a taxa de estiramento é calculada dividindo-se a área de abertura da matriz pela área do artigo em questão

10 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Repuxes ao longo do produto Excesso de peso do produto, provocado pela baixa rotação do puxador. Aumentar gradativamente a velocidade do puxador Amarelecimento do Produto Temperatura de processo elevada Tempo de residência alto Material com baixa estabilidade térmica Acertar temperatura de processo Reduzir tempo de residência Acertar formulação e/ou grade do material.

11 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Riscos Longitudinais Saliência na matriz provocadas por desgaste, pancadas, etc Impurezas retidas Desmontar cabeçote e efetuar reparos ou limpeza Irregularidade das paredes Matriz fora de centro Banheira de calibragem fora do alinhamento da extrusora Centralizar macho e/ou matriz Alinhar a banheira de calibração

12 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Produto apresentando material não plastificado Composto com materiais de diferentes características Baixa temperatura de processamento Baixa contra-pressão no cabeçote Corrigir matéria-prima Regular temperatura de processo Abaixar temperatura do cabeçote e/ou aumentar (ou substituir) as telas.

13 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Manchas ao longo do produto Material contaminado Degradação térmica do material Falta de dispersão do pigmento Verificar o material Diminuir a temperatura de processamento Aumentar a contrapressão do processo Aparecimento de bolhas Excesso de umidade na matéria-prima Desprendimentos de gases no processo Fazer a secagem adequada na matéria-prima Verificar entupimento na degasagem da extrusora.

14 EXTRUSÃO DE TUBOS E CANOS Tubo Ovalizado Baixa refrigeração na zona de calibração Vácuo reduzido na zona de calibragem Produto com irregularidade de parede Aumentar a refrigeração no tanque de calibração Aumentar a pressão de vácuo Centralizar macho e/ou matriz

15 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Filmes e Chapas Planas Chapas: espessura entre 0,2 a 2,5 mm, rígidas e utilizadas em termoformagem Elevada produtividade e boa uniformidade de espessura (10 a 20 µm)

16 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Matrizes Planas Flat Die - Normalmente possuem superfície larga altas pressões - Importância em manter a espessura das placas. Seções das matrizes planas: a) Canal de Alimentação -sentido transversal distribui o material a partir da entrada (portal) - formato tradicional é o circular, mas existem outros formatos (n ).

17 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos b) Estrangulador ou restritor - espessura pequena - dimensões balanceadas para promover fluxo uniforme c) Câmara de relaxações - seções mais espessas que se localizam após o restritor - vel. de fluxo diminui vantagem? - nível de relaxação: tipo de polímero, temperatura e vazão e geometria das seções de alimentação e restrição.

18 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos d) Lábios - seção final - ajuste da espessura do filme - correção de variação na espessura (reguladores móveis e independentes).

19 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Dependendo do formato do restritor tem-se: Matriz T - Mais usado em chapas - Materiais com alta fluidez - Recobrimentos

20 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Matriz rabo de peixe Matriz distributiva

21 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos

22 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Controle da pressão em matrizes planas Um dos parâmetros mais importantes (fluxo regular e estável com o menor número de tensionamento evita queima e degradação). - Pressão deve ser igual na direção X

23 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Simulação: volumes de controle (reologia do polímero, geometria, temperatura, vazão, propriedades de superfície da matriz (acabamento superficial). -Perda de pressão em volumes pré-estabelecidos e Px=zero. -Ideal: fluxo uniforme nos lábios- projetar lábios reguláveis e projetar dimensões do alimentador, restritor e das demais câmaras de forma a compensar os diferentes comprimentos de fluxo.

24 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Controle de espessura: - Alteração mínima de propriedades - Variações na alimentação - Presença de aditivos - Parâmetros do processo - Variações na equações de projeto Ajuste dos lábios

25 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Pontilhada: PP (n=0,40) Cheia: PP (n=0,46)

26 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos Controle de Bordas: A) Distanciadores - Regulam a largura do filme (móveis) - Evitar uso para polímeros termodegradáveis

27 Extrusão de Filmes: Tubulares e Planos B) Puxadores - Reduz o inchamento do extrudado - Orientação - Encolhimento do perfil do extrudado: temperatura de saída força de puxamento máquina distância dos puxadores em relação a

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