Processamento de Polímeros

Transcrição

1 s Tecnologia de Fabricação Mecânica Processamento de Polímero

2 CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS:

3 PETRÓLEO: Formado por muitos compostos que possuem temperaturas de ebulição diferentes, sendo assim possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento. Fração Nafta resultante do craqueamento do petróleo Indústrias Petroquímicas Processamento químico Ex: etileno

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5 REOLOGIA: O termo reologia foi inventado por Bingham para definir o estudo do escoamento ou deformação da matéria. O conhecimento de reologia é essencial nos dias de hoje nos mais variados campos envolvendo profissionais atuantes em indústrias de tintas, detergentes, óleos, plásticos, etc, REOLOGIA Objetivo Predizer a força necessária para causar uma dada deformação ou escoamento em um corpo.

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7 POLÍMEROS Polímeros naturais são aqueles que derivam de plantas e animais, como celulose, borracha, algodão, lã, couro e cera. A partir do início do século XX teve início uma série de pesquisas visando determinar a estrutura molecular destes polímeros. O primeiro polímero sintético com aplicabilidade industrial foi desenvolvido em 1907, pelo belga Leo Baekeland, e em sua homenagem, recebeu a denominação de baquelite. Esta resina é utilizada até hoje, para formar cabos e pegadores de panelas, revestimentos e carcaças de componentes elétricos, entre outros.

8 TIPOS DE POLÍMEROS Os polímeros são divididos, desta forma, entre os que não possuem ligações fortes cruzadas entre as suas macromoléculas, ditos termoplásticos e os que as possuem, os termofixos (muitas ligações) e os elastômeros (poucas ligações). A forma mais aceita, porém, para classificar-se as resinas é quanto aos seus comportamentos mecânicos e térmicos. Quanto ao comportamento térmico, as resinas podem ser classificadas em TERMOPLÁSTICAS, que são fundidas e solúveis, e TERMOFIXAS, que não podem ser fundidas nem solubilizadas após sua polimerização. Relativamente ao comportamento mecânico, dividem-se em ELASTÔMEROS, que podem ser deformados elasticamente, e PLÁSTICOS, cujas propriedades elásticas são muitíssimo inferiores.

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10 Contração:

11 Exercícios: Calcule a contração: Material Contração (%) Medida Final ABS 0,3 a 0,8 PP 1,5 a 2,5 PS 0,2 a 0,6 CA 0,3 a 0,7 PA 1,0 a 2,5 PVC 0,2 A 0,3

12 Aplicação dos Polímeros Construção Civil; Industria automobilística; Industria Aeronáutica; Esporte e recreação; Embalagens; Industria de eletrodomésticos;

13 Tipos de Processos Termoformagem Por compressão Sopro Extrusão Rotomoldagem Injeção

14 Termoformagem O processo consiste no aquecimento de uma chapa termoplástica até a sua temperatura vítrea (tg) de amolecimento e posterior conformação, por meios mecânicos, pressão de ar comprimido, vácuo ou simultaneamente mais de um destes processos.

15 Produtos:

16 Máquinas

17 s Características do projeto do Modelo: Tecnologia de Fabricação Mecânica Processamento de Polímero

18 Moldagem por compressão: O material a ser moldado (termofixo) em forma de pó, flocos, esferas, tabletes, é depositado dentro da cavidade da parte inferior de um molde, montado geralmente em uma prensa hidráulica.

19 Produtos:

20 Máquinas: Moldagem por compressão

21 Características do Projeto: Pneu: Tampas:

22 Sopro: s O processo consiste basicamente na expansão de uma pré-forma ( parison ) aquecida de material plástico, sob a ação de ar comprimido no interior de um molde bipartido

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24 TIPOS DE PROCESSOS DE SOPRO PROCESSO DE SOPRO COM NÚCLEO CONTÍNUO: utiliza-se uma extrusora convencional para produzir a pré-forma ou uma mangueira chamada PARISON. PROCESSO DE SOPRO COM NÚCLEO INJETADO: utiliza-se uma pré- forma injetada que é transferida para a estação de sopro. Sopro com núcleo injetado: Sopro com núcleo continuo

25 Projeto do Molde:

26 Divergente Convergente

27 Projeto do Molde:

28 s Máquinas Molde Tecnologia de Fabricação Mecânica Processamento de Polímero

29 EXTRUSÃO Moldar através da ação de esforço, empurrando o composto do material, através de uma matriz. A moldagem por extrusão, apresenta características que a distingue dos demais processos por ser contínuo. Usado para produtos lineares (barras, filmes, mangueiras, tubos, perfis, chapas plásticas).

30 s Produtos: Tecnologia de Fabricação Mecânica Processamento de Polímero

31 s Máquinas : Tecnologia de Fabricação Mecânica Processamento de Polímero

32 Exercícios 1- Explique a diferença de materiais poliméricos Naturais e Sintéticos? 2- Cite exemplos de produtos produzidos por polímeros Naturais? 3- Cite exemplos de produtos produzidos por polímeros Sintéticos? 4- Cite duas característica que diferencie os materiais Amorfos dos Semi- sintéticos? 5- Em quais produtos são utilizados o processo de termoformagem? 6- Cite os dois tipos de processos a Sopro? 7- Quais vantagens e desvantagens dos processos de Sopro. 7- Calcule a contração dos seguintes materiais poliméricos. Material % Medida (a) Resposta ABS 0,3 a 0,8 101,0 PP 1,5 a 2,5 101,0 PVC 0,2 A 0,3 101,0

33 Rotomoldagem: A rotomoldagem, também chamada de moldagem rotacional ou fundição rotacional, é um processo de transformação de plásticos adequado à manufatura de uma vasta gama de artigos ocos, vazados ou abertos, desde bolas para tênis- de- mesa até grandes tanques de combustível caixa d'água para armazenamento de líquidos.

34 Tipos de Produtos

35 Máquinas: Carrossel (carousel ou turret) Tipo shuttle ou deslizante ; Tipo clamshell ou ostra ;

36 Processo de Injeção: O processo de moldagem por injeção consiste essencialmente na fusão do polímero, através do amolecimento deste polímero num cilindro aquecido e sua injeção no interior de um molde, onde endurece e toma a forma final. A peça moldada é, então, extraída do molde por meio dos pinos ejetores, ar comprimido, prato de arranque ou outros equipamentos auxiliares.

37 Produtos:

38 Máquinas

39 Força de Fechamento. Tamanho mínimo e máximo do molde. Distância entre colunas. Capacidade de injeção e plastificação.

40 Capacidade de Injeção: C jb = C ja x γ B x V A [g] onde: γ A x V B O índice A se refere ao material padrão: O índice B se refere ao material a ser injetado. C j = capacidade de injeção γ = peso especifico V = fator volumétrico C pb = C pa x q A [Kg / h] q q B Cp = capacidade de plastificação q = quantidade especifica de calor total

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44 Bucha de Injeção Anel centralizador Placa base Superior Parte Fixa ou superior Cavidade Parte Móvel ou Inferior Bucha e coluna placa extratora Espaçador Placa base inferior Placa extratora

45 Porta Molde padronizados:

46 Porta Molde padronizados:

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48 Moldes desbalanceados: Desequilíbrio na força de afastamento das faces; Formação de rebarbas; Desgaste desequilibrado das colunas da máquina.

49 Canais de injeção

50 Hot Tip Fan Gate Submarine Gate Pin Gate

51 Refrigeração Circuito entrada e saida mesmo nível Circuito cascata

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53 Exercício: Calcular a quantidade de água que deve circular no molde para refrigera. Dados : Material a ser injetado: PP Capacidade de plastificação : 60Kg / h. Temperatura de saída: Temperatura de entrada: Tipo de refrigeração: 1º Calculo da quantidade de calor retirado no molde. 2º Quantidade de água que circulara no molde.

54 Tipos de Moldes: a) Molde de injeção de duas placas b) Molde de injeção de três placas (placa flutuante ou central) c) Molde de injeção com partes móveis (gavetas, mandíbulas, dispositivos hidráulicos e pneumáticos) d) Molde de injeção com elementos desmontáveis.

55 Duas placas

56 Três placas

57 Moldes com mecanismos

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59 Mandíbulas

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63 Tipos de fechamento

64 Entrada lateral na cavidade: Comprimento recomendado:(l)=0,5-1 Largura recomendada:(w)=1,6-12,7 Espessura recomendada(h)=6-75% da espessura da peça

65 Entrada em leque: Largura recomendada: (W) = 6,4mm 25% da espessura Espessura recomendada: (h) = 75% da espessura da peça

66 Gate submarino: Recomenda-se diâmetro de entrada : 0,25 2mm

67 EXERCÍCIO: Desenvolva o modelamento do produto para molde de injeção de polímeros. (material: ABS; PP; POM). Máquina injetora: Capacidade de injeção; Capacidade de Plastificação; Produto: Peso; [gramas] Área ; [mm 2 ] Projeto da cavidade: Quantidade de peças produzidas; Força de Fechamento; Quantidade de parafusos fixação; Agarre do material; Canais de alimentação; distribuição e Gates. Refrigeração;

68 Exercício-01 Material: PP; PC; PMMA Determine: Peso de produto: Área do produto: Capacidade de injeção. Capacidade de plastificação. Força de fechamento. Força de agarre. Quantidade de cavidade. Canais de distribuição. Gate.

69 Exercício-02 Material: PP; PC; PMMA Determine: Peso de produto: Área do produto: Capacidade de injeção. Capacidade de plastificação. Força de fechamento. Força de agarre. Quantidade de cavidade. Canais de distribuição. 0,5mm profundidade do logomarca Gate.

70 Exercício-02 Material: PP; PC; PMMA. Determine: Peso de produto: Área do produto: Capacidade de injeção. Capacidade de plastificação. Força de fechamento. Força de agarre. Quantidade de cavidade. Canais de Alimentação. Canais de Disribuição. Gate.

71 Dados de máquina injetora e

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74 Sistema Câmara quente: Convencional; Valvulado;