Projeto do tcc compressÃo transferÊncia e injeÇÃo, Projetos de Ciência e Engenharia de Polímeros. Universidade Santo Amaro (UNISA)
jarimartins
jarimartins18 de Novembro de 2015

Projeto do tcc compressÃo transferÊncia e injeÇÃo, Projetos de Ciência e Engenharia de Polímeros. Universidade Santo Amaro (UNISA)

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Projeto de trabalho de TCC sobre Projeto de moldes para moldagem de peças de borracha
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ESTUDO GERAL DAS PRINCIPAIS TÉCNICAS DE INJEÇÃO DE BORRACHA

UNIVERSIDADE DE SANTO AMARO

Curso de Engenharia de Produção

José Jari Martins

PROJETO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PEÇAS TÉCNICAS

DE BORRACHA

São Leopoldo

2015

José Jari Martins

PROJETO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PEÇAS TÉCNICAS

DE BORRACHA

Projeto de Pesquisa apresentado ao

Curso Engenharia de Produção da

Universidade de Santo Amaro –

UNISA.

Orientador: Prof. Especialista Daniel

Fernandes de Nobrega.

São Leopoldo

2015

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO........................................................................................................1

1.1 Considerações Gerais........................................................................................1

2 OBJETIVO GERAL ................................................................................................3

2.1 Objetivo Específico.............................................................................................3

3 JUSTIFICATIVA.......................................................................................................5

4 REVISÃO TEÓRICA.................................................................................................6

5 MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................7

6 CRONOGRAMA.......................................................................................................8

RESUMO

O objetivo do trabalho será mostrar os diferentes processos utilizados na fabricação de peças técnicas de borracha, bem como os tipos e características de ferramentas utilizados em cada processo.

Será estudado e analisado a escolha do processo a ser adotado para cada tipo de peça em razão de sua geometria, dos equipamentos disponíveis, da produção desejada e dos tipos de processos disponíveis de cada empresa.

Serão abordados além dos tipos de processos, também os detalhes construtivos de cada ferramental de acordo com o processo e o desenho da peça a ser fabricada.

Durante a pesquisa, se verificará a importância dos cálculos de dimensionamento dos moldes em função da produtividade desejada, bem como das regulagens corretas das máquinas injetoras de borracha.

Também será abordado a importância de um projeto de molde bem planejado, pensando no menor desperdício de material, objetivando a economia e a sustentabilidade ambiental. É importante salientar que a borracha é um polímero termorrígido, ou seja, após vulcanizado o material não retorna mais ao estado original, impossibilitando sua reutilização. Atualmente o reaproveitamento da borracha após vulcanizada é mínimo e sua decomposição chega a levar em torno de 200 anos. O material oriundo de scraps ou peças rejeitadas são de difíceis reaproveitamento e seu destino é de alto custo para as empresas.

Ao final deste trabalho, será possível obter uma definição de escolha correta de qual tipo de processo será necessário para uma determinada peça técnica de borracha, dependendo de sua geometria, da quantidade de peças a serem produzidas, do maquinário disponível, bem como, uma noção das características do tipo de ferramental necessário para a produção do produto desejado.

Palavras-Chave: Processo e Projeto, Produto, Segurança, Sustentabilidade,

Produtividade.

RESUME

The objective of this study is to show the different processes used in the manufacture of rubber technical parts, as well as the types and characteristics of tools used in each process. It will be studied and analyzed the choice of procedure to be adopted for each type of part due to its geometry, the equipment available, the desired output and the types of processes available to each company. Will be addressed in addition to the types of processes also construction details of each tooling according to the process and the design of the part to be manufactured. During the research, it will verify the importance of sizing calculations molds depending on the desired productivity as well as the correct settings of rubber injection molding machines. Also will address the importance of a well-designed mold design, thinking in less wasted material, aiming at saving and environmental sustainability. Importantly, the rubber is a thermoset polymer, ie after vulcanized material does not return to its original state, making it impossible to reuse. Currently the recycling of rubber after vulcanized is minimal and its decomposition comes to take around 200 years. The material from scraps or rejected parts are difficult to reuse and your destination is costly for businesses. At the end of this work, you can get a definition of correct choice of which type of process will be required for a particular technical parts of rubber, depending on its geometry, the number of parts to be produced, the available machinery, as well as a notion the characteristics of the type of tooling required for production of the desired product. Keywords: Process and Project, Product, Safety, Sustainability, Productivity.

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações Gerais

Existe dentro das empresas fabricantes de peças de borracha, uma

dificuldade de selecionar o processo mais adequado para uma peça com

características técnicas, seja dimensional ou de exigências a resistências físico

químicas. Esta dificuldade começa no momento da solicitação de um orçamento da

mesma pelo cliente. A definição de uma peça técnica de borracha é dada a partir do

momento em que esta peça tem características de utilização onde há uma exigência

rígida de montagem, solicitação a determinados esforços físicos de compressão,

tração, repetibilidade, resiliência ou outras solicitações de intemperes que exige um

cuidado maior na sua fabricação, para que seja atendida estas exigências.

Exemplos de peças técnicas podemos citar a maioria das peças utilizadas na

indústria automotiva, tais como, coxins, coifas, diafragmas de freio, diafragmas de

bombas de combustíveis, buchas de amortecedores, etc. Também na indústria

eletroeletrônicas são utilizadas inúmeras peças de borrachas consideradas técnicas,

tais como membranas de teclados de aparelhos eletrônicos, vedações de painéis,

etc.

Em muitas destas peças as exigências dimensionais são tão justas, que se

aproximam das utilizadas para peças de aço. Tem também o fator de acabamento,

testes físicos de fadiga, resistências ao ozônio, baixa temperatura, altas

temperaturas e outros tipos de resistências que podem ser comprometidas

diretamente pelas condições de processo.

A escolha correta do processo de fabricação de uma peça de borracha pode

definir o custo final do produto, bem como evitar grandes dores de cabeça durante a

fabricação da mesma. Basicamente os processos mais utilizados na fabricação de

peças técnicas de borracha são; compressão, transferência e injeção.

O trabalho permitirá ao projetista ou processista selecionar o melhor processo

para a confecção de uma determinada peça, tendo em mãos o desenho da peça

com as informações dimensionais, tolerâncias, material do polímero, características

de exigências de utilização e demais informações que necessitam para completar o

orçamento e escolha do processo, tais como quantidade a ser produzida.

2

O trabalho também deverá permitir ao projetista selecionar o melhor material

para o projeto do molde, bem como definir algumas características no projeto que

evitará maiores infortúnios no processo e também na obtenção da peça final após

vulcanizada. Permitirá ao projetista determinar através dos cálculos o número de

cavidades do molde, o dimensionamento de canais de injeção e também conhecer

sistemas tecnológicos que poderão minimizar os desperdícios de material.

O processista terá condições de definir a melhor regulagem de máquina em

função do tamanho do molde e da quantidade de peças a ser produzida. Também

permitirá ao processista definir, ainda em orçamento, qual o melhor processo e os

custos da peça, a produtividade da mesma, bem como os pontos críticos que

poderá afetar a qualidade do produto.

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2 OJETIVO GERAL

Existe muitas literaturas, estudos e informações disponíveis nos mais diversos tipos de mídias e canais de informações sobre peças de borracha, no que diz respeito aos materiais dos compostos poliméricos, processos de obtenção destes compostos de borracha. Os diversos tipos de borrachas e suas aplicações. Componentes facilitadores de processo, etc. As indústrias fornecedoras destes componentes até fornecem informações particulares de suas aplicações, utilizações e processamento.

Mas no que se refere aos conceitos de processos de moldagem, fabricação e utilização das ferramentas adequadas a cada processo, não há muita literatura onde o projetista ou o profissional que trabalha no processo possa buscar como ajuda para fazer um trabalho baseado em dados científicos e práticos.

Foi com objetivo de munir a estes profissionais e a todos que precisam de alguma forma, conhecer sobre projeto de moldes e tipos de processos utilizados em peças técnicas de borracha, que vamos desenvolver este trabalho de pesquisa. Também permitirá que haja uma disponibilização de informações a projetistas e a processista de peças técnicas de borracha, pois existe hoje informações focas e individualizadas para cada empresa, não disponíveis para estudos abertos e acadêmicos. Isto permitirá uma redução no tempo de aprendizado e de certa forma uma economia para empresas que queiram treinar seus profissionais na área.

2.1 Objetivo Específico

Os tipos de processos mais utilizados para a fabricação de peças técnicas de borracha, são:

Compressão, Transferência e Injeção.

Serão definidos os conceitos de cada processo e sua utilização de acordo com a aplicação do produto. A aplicabilidade de cada processo bem como vantagens e desvantagens.

Também será estudado a aplicação dos processos de acordo com o desenho do produto. A escolha do molde adequado ao desenho do produto.

Para cada processo há uma definição do tipo de molde a ser fabricado. Na fabricação do molde serão verificados os materiais mais adequados a serem utilizados, bem como detalhes de fabricação dos mesmos que podem afetar na obtenção do produto final.

De acordo com a quantidade de peças a ser produzida, e também do equipamento disponível em cada empresa, se faz necessário calcular a capacidade produtiva bem como a produtividade necessária para alcançar os objetivos de custo por peça. Estes cálculos serão verificados conforme o número de cavidades a ser dimensionados para o molde e a escolha do processo melhor recomendado.

Serão verificados conceitos de processo, e de formas construtivas dos moldes, especialmente em moldes de injeção, afim de eliminar desperdícios com rebarbas (scraps), redução dos tempos de máquina, qualidade final das peças produzidas em termos dimensionais e de resistências físicas. Custos dos moldes, vantagens e desvantagens ao selecionar os processos.

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3 JUSTIFICATIVA

Devido as inúmeras variáveis que são preciso conhecer para uma boa definição na escolha do processo, se faz necessário o conhecimento da influência de cada variável. Também em razão dos equipamentos disponíveis, não é possível optar pelo processo mais adequado, porém sabendo das características da peça a ser produzida, é possível fazer uma escolha que atenda às necessidades do cliente e fique dentro de uma condição favorável para a empresa. Se faz necessário também um conhecimento do projeto do ferramental para que se possa avaliar os resultados esperados com propriedade e não tenha surpresas insatisfatórias durante a produção da peça.

Uma escolha adequada do tipo de processo e também um conhecimento técnico e prático do projeto do ferramental adequado ao processo, faz com que haja uma redução do custo final do produto, uma redução significativa dos desperdícios, seja por rebarbas (scraps), seja por peças refugadas, contribuindo para sustentabilidade ambiental e também para um retorno financeiro para as empresas.

Há uma certa dificuldade de acesso a informações, seja de forma acadêmica, seja de forma através de mídias, tipo internet, sobre conceitos detalhados dos tipos e processos de moldagem de peças de borracha, bem como de formas de fabricação de moldes.

Neste caso estas informações contribuirão para que os especialistas nesta área possam ter acesso a informações que contribuam nas suas escolhas.

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4 REVISÃO TEÓRICA

O trabalho terá como base fundamental, as teorias de alguns autores e também fundamentada em elementos práticos obtidos durante os trabalhos desenvolvidos dentro de empresas fabricantes de peças técnicas de borracha.

Uma empresa fabricante que detém tecnologia na fabricação de máquinas para moldagem de peças de borracha, e por ter um laboratório de testes muito bem equipado, formulou conceitos de moldes e máquinas que ajudaram na concepção de moldes, especialmente moldes de injeção. Esta empresa chama-se REP Injection. É uma empresa francesa, cujo site é o seguinte: www.repinjection.com Os conceitos de processos de peças técnicas de borracha tais como compressão, transferência e injeção, bem como, conceitos de vulcanização, polímeros utilizados nestes tipos de peças, percentuais de contração de materiais poliméricos, normas de compostos de borracha, tipos de moldes utilizados serão fundamentados segundo o livro TECNOLOGIA DE TRANSFORMAÇÃO DOS ELASTÔMEROS, publicado em 2000, pelo Centro Tecnológico de Polímeros SENAI-CETEPO, de São Leopoldo, RS. Estes conceitos de moldagem por injeção também estarão fundamentados por um compendio de um seminário de várias empresas fornecedoras de produtos e equipamentos para indústria da borracha, que foi o V Seminário de Atualidades em Tecnologia de Elastômeros, efetuado em 22 de setembro de 2000. Outras informações de processos e moldagem, também serão utilizadas a partir do site http://ctborracha.com/?page_id=1451 , cujo autor é o Engenheiro químico Mário J.L. Caetano,Mestre em Borrachas e Plásticos (2002-2003) e o título de Especialista em Borrachas e Plásticos (2000-2001) da UNED (Madrid).

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5 MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais previstos para o desenvolvimento da pesquisa serão as literaturas e bibliografias abordadas, os sites relacionados que trazem informações pertinentes aos processos de fabricação de peças técnicas de borracha. As ilustrações e desenhos de moldes, os tipos de canais de injeção e outros desenhos que serão apresentados para ilustrar e melhorar o entendimento do trabalho, serão utilizados os softwares de Autoad e Solid Edge. A análise dos dados e afirmações, serão baseados nos cálculos pertinentes ao assunto, experimentos realizados em empresas tais como Indústria de Borrachas BINS e INCOBOR Indústria de peças Técnicas de Borracha.

As definições sobre os tipos de processos utilizados para confecção de peças técnicas de borracha, tais como Processo de Compressão, Transferência e Injeção, estão descritas e definidas nas literaturas informadas.

É definido como uma peça técnica borracha pelas suas características de utilização, das exigências dimensionais descritas no desenho do produto, das exigências química e físicas que também podem estar descritas no desenho do produto e de exigências de esforções físicos de utilização do produto.

As conclusões referentes ao dimensionamento de moldes, de regulagem de máquinas, de materiais utilizados nos moldes, de resultados esperados na obtenção das peças moldadas, e outras afirmações, serão fundamentadas pelas pesquisas literárias e autores experimentados.

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6 CRONOGRAMA

ATIVIDADE Mês/2016

8 9 10 11 12

Escolha do tema e levantamento bibliográfico

x

Elaboração do projeto de pesquisa

x x

Revisão e redação Final x

Entrega do Projeto x

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REFERÊNCIAS São Leopoldo (Município). Centro Tecnológico de Polímero SENAI-CETEPO. Tecnologia de Transformação dos Elastômeros. RS.2000. 42p. Disponível em: <http://ctborracha.com/?page_id=1451>. Acesso em: 17 setembro 2015. Disponível em: <www.repinjection.com>. Acesso em: 16 setembro 2015. Porto Alegre (Município). V Seminário de Atualidades em Tecnologia de Elastômeros. RS. 2000. 5p. GLOSSÁRIO de termos técnicos aplicados a polímeros, BRASKEN, Boletim técnico N° 8, PVC Ver. 0-Julho/02 9p.

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