INTRODUÇÃO À MATERIAIS PLÁSTICOS (E05IMP1) Processamento de Materiais Plásticos Indústria Profa. MSc. de Ketlin Transformados C. B. Mancinelli plásticos Disciplina: Introdução à Materiais Plásticos - UDESC Profa. Ketlin Cristine Batista Mancinelli
Cadeia Petroquímica e de plástico 2
Principais setores consumidores o A versatilidade do material plástico é comprovada pela sua presença em segmentos industriais distintos que permeiam toda a matriz industrial. o O transformado plástico é amplamente utilizado na construção civil devido à facilidade em variar suas características. o O plástico também é muito utilizado por suas propriedades de isolações acústica e térmica na construção de lajes para casas e edifícios. 3
4 http://www.braskem.com.br/portal/principal/arquivos/modulohtml/documentos/1242/completo_final_af_concrete_show_ipad PARTE02_COMPLETO_26-08_bx.pdf
Principais setores consumidores o Na indústria alimentícia, os plásticos permitem maior tempo de prateleira aos produtos frescos devido suas propriedades de barreira física. o Para o setor de bebidas, as garrafas de plástico para refrigerantes conferem a impermeabilidade dos gases, não deixando que eles escapem antes do consumo. 5
Técnicas de conformação para plásticos o Fatores: (1) se o material é termoplástico ou termofixo; (2) se ele for termoplástico, da temperatura na qual ele amolece; (3) a estabilidade atmosférica do material que está sendo conformado; (4) a geometria e o tamanho do produto acabado. 6
Técnicas de conformação para plásticos o A fabricação de materiais poliméricos ocorre normalmente em temperaturas elevadas e, com frequência, com a aplicação de pressão. o Termoplásticos acima de suas temperaturas de transição vítrea (amorfos). acima de suas temperaturas de fusão (semicristalinos). o Uma pressão aplicada deve ser mantida enquanto a peça é resfriada, para que o item conformado retenha sua forma. 7
Técnicas de conformação para plásticos o Termofixos: realizada normalmente em dois estágios. (1) Ocorre a preparação de um polímero linear na forma de um líquido com baixa massa molar. Esse material é convertido no produto final, duro e rígido, durante o segundo estágio que normalmente é feito em um molde com a forma desejada. (2) Cura pode ocorrer durante o aquecimento e/ou pela adição de catalisadores e, frequentemente, sob pressão. 8
Técnicas de conformação para plásticos o Moldagem: é o método mais comum para a conformação de polímeros plásticos. o Moldagens por compressão, transferência, sopro, injeção e extrusão. o Em cada uma delas, um plástico granulado ou finamente peletizado é forçado, em uma temperatura elevada e sob pressão, a escoar para o interior, preencher e assumir a forma da cavidade de um molde. 9
Moldagem por compressão o As quantidades de polímero e aditivos necessários, completamente misturadas, são colocadas entre os elementos macho e fêmea do molde. o Ambas as peças do molde são aquecidas (apenas uma é móvel). o O molde é fechado, e calor e pressão são aplicados, fazendo com que o plástico se torne viscoso e escoe para se conformar à forma do molde. 10
Moldagem por Transferência o Variação da moldagem por compressão. o As matérias-primas sólidas são primeiro fundidas em uma câmara de transferência aquecida. o Conforme o material fundido é injetado no interior do molde, a pressão é distribuída mais uniformemente sobre todas as superfícies. o Termofixos e peças com geometria complexas. 11
Moldagem por extrusão o Extrudar significa empurrar ou forçar a sair. Muitos materiais são transformados pelo processo de extrusão: metais, argila, alimentos, plásticos etc. o O processo de extrusão de plásticos consiste basicamente em forçar a passagem (controlada) do material granulado por dentro de um cilindro aquecido, por meio de uma ou duas roscas sem fim, que transportam, misturam, compactam e permitem a retirada de gases liberados no processo. 12
Moldagem por extrusão Máquina: o Canhão o Rosca o Matriz o Unidade de resfriamento Extrusora para perfis 13
Moldagem por extrusão o Unidade de resfriamento o Depois de sair da matriz, o extrudado deve ser resfriado abaixo da temperatura de transição vítrea, de modo a assegurar a estabilidade dimensional. o O resfriamento é geralmente feito com jato de ar ou com um sistema de resfriamento de água. o Calibragem o Da a forma final do perfil ajustado e garantindo suas dimensões. 14
Moldagem por extrusão 15
Moldagem por injeção o O material é depositado em um recipiente de alimentação da injetora, (funil), de onde é direcionado para dentro de um cilindro que contém um fuso (rosca) que o empurra, promovendo seu cisalhamento e homogeneização, contribuindo para sua plastificação. o Esse cilindro possui resistências acopladas (na parte externa), que aquecem o material, ocasionando sua fusão. o O material então percorre o cilindro até a outra extremidade, onde se encontra o bico de injeção que servirá de intermediário entre o cilindro e o molde. Nesse instante, o material, já totalmente fundido, é forçado a adentrar o molde, ocupando seus espaços vazios. 16
Moldagem por injeção o Decorridos alguns segundos, o molde se abre e libera a peça já fria e pronta. O tempo de espera no molde dependerá basicamente da espessura de parede e da eficiência do resfriamento efetuado, bem como da velocidade da injetora. o Caso a peça exija a incorporação de componentes adicionais (insertos), como parafusos, porcas ou outros, os mesmos deverão ser introduzidos no molde antes da injeção. o Estes componentes poderão ser colocados por operadores (ou por manipuladores semiautomátios ou automáticos robôs), que também realizarão a retirada (extração) das peças após a injeção. 17
Moldagem por injeção 18
Moldagem por injeção 19
Moldagem por injeção Existem diversas técnicas envolvendo o processo de injeção: o Injeção convencional o Injeção á gás o Injeção de espumas estruturais o Injeção de multi-componentes o Injeção com decoração direta no molde o Entre outros 20
Moldagem por injeção Características da injetora. o Capacidade de injeção definida como a quantidade máxima em gramas de material que pode ser injetado por ciclo. o Capacidade de plastificação é a quantidade máxima de material que a injetora pode homogeneizar em um período de tempo. o Pressão de injeção é a pressão exercida pelo pistão sobre o material durante o preenchimento. 21
Moldagem por injeção - Características da injetora. o Pressão de recalque: é a pressão após a pressurização. Normalmente a pressão de pressurização comuta para a de recalque, assumindo valores inferiores. o Pressão de fechamento: toda injetora deve manter o molde bem fechado enquanto pressões são exercidas. A força de fechamento de uma injetora deve ser sempre superior à máxima pressão do processo. o Velocidade de injeção é a velocidade com que a massa é enviada para dentro do molde durante a fase de preenchimento. 22
Sopro o Primeiramente é feito um processo anterior ao de sopro. o É um processo para produzir artigos plásticos ocos fechados. o O processo de moldagem por sopro é aplicável a materiais termoplásticos e é amplamente usado na indústria de embalagens dos mais variados tipos. 23
Sopro o Etapas básicas: 1. Plastificação do material. 2. Obtenção da pré-forma. 3. Fechamento do molde sobre a pré-forma. 4. Sopro de ar no interior da pré-forma para sua expansão e moldagem. 5. Resfriamento do moldado. 6. Extração do moldado. 24
Moldagem por termoformação à vácuo o Processo de moldagem de peças a partir de laminados ou chapas (obtidos por extrusão ou calandragem). o Consiste no aquecimento da chapa sendo esta submetida ao vácuo o qual elimina o ar existente entre a chapa e o molde permitindo assim que a chapa tome a forma do molde; após o resfriamento a peça é extraída e, se houver necessidade, as rebarbas devem ser retiradas. o Para determinados tipos de produtos, essa técnica oferece algumas vantagens sobre outras tecnologias, pois envolve moldes mais baratos, de construção mais simples e materiais de construção mais baratos (madeira, gesso, alumínio). 25
Moldagem por termoformação à vácuo 26
Moldagem por termoformação à vácuo 27
Moldagem Rotacional ou Rotomoldagem o É um processo altamente versátil que permite ilimitadas possibilidades de projeto, com baixos custos e produção em baixa escala. o Utilizado para a produção de peças ocas como tanques, caixas de água, artigos para playgrounds, peças técnicas, manequins, brinquedos. o O material plástico a ser moldado por esse processo deve ser carregado no molde aquecido na forma de pó (para facilitar a fusão), este molde é então movimentado dentro de uma estufa a fim de que todo material fundido tome a forma do molde; o molde é então resfriado e a peça é desmoldada. 28
Moldagem Rotacional ou Rotomoldagem 29
Moldagem Rotacional ou Rotomoldagem 30
Perfil 2013. Indústria brasileira de transformação de material plástico. http://www.sindiplasba.org.br/perfil2013_abiplast_final_web.pdf Guia Ambiental da Indústria de transformação. Sindiplast. http://file.sindiplast.org.br/download/guia_ambiental_internet.pdf Processo de transformação par materiais plásticos. Abiplast. http://file.abiplast.org.br/download/links/links%202014/apresentacao_sobre_tr ansformacao_vf.pdf 31