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Processamento de materiais de polímeros
Em 1912 os primeiros revestimentos poliméricos começaram a ser desenvolvidos e aplicados na indústria automotiva. Hoje em dia, os materiais plásticos podem ser encontrados nas mais diversas áreas e seu uso vem crescendo a cada dia que passa nas indústrias de construção civil, automotiva, alimentícia, médico-hospitalar, têxtil, entre outras. Para que seja possível a transformação da resina polimérica em matéria prima e produto final para suprir a demanda dessas indústrias, torna-se importante o seu processamento e o desenvolvimento de técnicas que possibilitem sua transformação. Os dois processos produtivos mais utilizados na produção de transformados plásticos são a extrusão (62%) e a moldagem por injeção (30%). A técnica usada para o processamento de um polímero depende basicamente:
● De o material ser termoplástico ou termofixo. ● Da temperatura alta para amolecer o material termoplástico. ● Estabilidade química ( resistência à degradação oxidativa é a diminuição da massa molar das moléculas)do material a ser processado. ● Da geometria e o tamanho do produto final.
O polímero termoplástico é aquecido próximo ou acima da temperatura de fusão de modo que ele se comporte como borracha ou líquido é então introduzido em um molde ou em uma matriz para se produzir a forma desejada.
Elastômero termoplásticos podem ser conformadas do mesmo modo.
Nesses processos as rebarbas e sobras podem ser recicladas.
Extrusão
O processo de Extrusão consiste na passagem forçada e controlada da resina plástica fundida por meio de uma ou duas roscas sem fim. Elas possuem a função de misturar, fundir/amolecer, homogeneizar, plastificar, compactar e transportar através de um cilindro aquecido até encontrar a matriz. A matriz possui um perfil determinado por onde o material é expelido e conformado. Dessa forma, quando o polímero fundido passa através da matriz, produz-se um perfil contínuo e de seção transversal constante, e em seguida, é resfriada
● Filmes (34%): utilizado na fabricação de produtos flexíveis e de espessuras finas, como sacolas plásticas e embalagens. O tubo produzido é insuflado de ar e ao mesmo tempo esticado para cima em uns processos contínuo. O filme expande três vezes o seu diâmetro original.
Processo de injeção
Já o processo de moldagem por injeção tem por objetivo moldar uma peça plástica com formatos variados e complexos com alta tolerância dimensional, forçando ao material sobre pressão dentro de uma cavidade.
Já o processo de moldagem por injeção tem por objetivo moldar uma peça plástica com formatos variados.
As etapas do processo envolvem o aquecimento da matéria-prima, a injeção no molde e o resfriamento. Para cada peça a ser moldada, acontece o ciclo completo: fechamento do molde, injeção do material fundido, recalque, resfriamento, abertura do molde e extração da peça.
O ciclo de moldagem por injeção
regra básica define que a dosagem deve incluir um volume entre 5 e 10% maior que o necessário para o completo preenchimento.
5 Resfriamento : finalizada a etapa de recalque a peça é mantida no molde
fechado , para resfriamento e , consequentemente , para complementação da sua solidificação. Para moldes , metálicos , o tempo necessário para que a peça seja extraída sem apresentar deformações significativas corresponde ao tempo de resfriamento. Neste caso ,tempo de resfriamento longos são indesejáveis pois diminui a produtividade do processo. quando refere se a injeção em moldes de estereolitografia o tempo de resfriamento recebe uma conotação diferente .como se trata de um processo utilizado para fabricação de pequenos lotes de peças , o fator produtividade é secundário
6 Extração : Encerrada a etapa de resfriamento o molde é aberto e a peça é extraída por ação de extratores mecânicos , hidráulicos, elétricos, pneumáticos que são definidos de acordo com a extração pode ser significativa para a geometria de peça. Quando se trata de injeção em insertos SL, a força de extração pode ser significativa para a vida útil dos mesmos. Os efeitos combinados de temperatura e esforços de extração podem provocar a ruptura generalizada dos insertos SL. As forças de extração que atuam nos insertos SL dependem basicamente dos parâmetros de processo da geometria da peça e das propriedades dos materiais do inserto e do molde.
Vantagens
● Precisão: pode construir qualquer tipo de peça plástica. ● É rápida: principal motivo pelo qual a modelagem por injecção plástica é uma das tecnologias mais utilizadas na fabricação de produtos plásticos. ● Baixo custo operacional: as injetoras de plástico geralmente funcionam de forma automática. ● Baixo custo de mão de obra : As injetoras de plástico geralmente funcionam de forma automática ● Sustentável :A modelagem por injeção de plástico não é apenas um processo eficiente e eficaz, mas também é sustentável.
● Flexibilidade: a modelagem por injeção de plástico também é flexível. ● Ótimo acabamento: Na grande maioria das vezes existe pouquíssima ou quase nenhuma necessidade de acabamento das peças.
Desvantagens
● Competição acirrada oferece baixa margem de lucro; ● Moldes possuem preço elevado em comparação a outros processos; ● Falta de conhecimento nos fundamentos do processo causa problemas.
Peças produzidas por injeção
Máquinas injetoras
Componentes de uma máquina injetora
*** funil** : simplesmente direciona os grânulos para a zona de alimentação da rosca que fica na traseira através da gravidade.
*** canhão** ou cilindro: dentro do canhão que ocorre a fundição do plástico, promovida pelas resistências elétricas acopladas em seu exterior e pelo atrito da rosca com os grânulos. Deve-se prestar muita atenção ao tempo em que o polímero permanece dentro deste, pois pode degradar devido à exposição prolongada à pressão e ao calor. O canhão também pode conter uma válvula de degasagem para eliminar os gases produzidos pelo material.
Rosca : se encontra dentro do canhão e serve para transportar, comprimir, fundir, homogeneizar e dosar o material. A rosca consiste de três zonas:
Zona de alimentação
Zona de compressão
Zona de dosagem
Quando o diâmetro externo da rosca permanece constante, a profundidade dos sulcos diminui da zona de alimentação para a zona de dosagem. Estes sulcos comprimem o material contra as paredes internas do canhão, cisalhando o plástico fazendo com que passe do estado sólido ao estado líquido viscoso.
Bico : conecta o canhão à bucha do molde, sendo essa conexão feita apenas com o contato, nada de rosqueamento ou algum tipo de trava. Mesmo porque o canhão deve ser afastado do molde quando da troca de matéria-prima ou purga (limpeza) do canhão. Assim como no canhão, geralmente as máquinas possuem resistências no bico também, onde a temperatura é controlada em um painel. Essa temperatura costuma ficar em torno do ponto de fusão do material que se está trabalhando ou abaixo disso, para gerar pressão suficiente para “esguichar” o plástico para dentro do molde.
Molde :consiste de placas de aço-ferramenta móveis e estacionárias, onde se encontram as cavidades que dão forma ao plástico, os pinos ejetores que empurram a peça para fora do molde, e os canais de refrigeração por onde circula um fluido refrigerante (geralmente água) que retira parte do calor para que não exista um superaquecimento do molde, mantendo a temperatura entre 40 e 60°C, dependendo do material que está sendo injetado.
Canais de refrigeração
