PUC Goiás ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques

1. PUC GoiásENGENHARIA DE PRODUÇÃODisc.: Processos de Fabricação IIProf. Jorge Marques Aula 17 Processos de fabricação de objetos de plástico Fonte: Michaeli, Walter et al. Tecnologia dos Plásticos. Blücher.

2. Visão geral dos processos Extrusão

3. Visão geral dos processos Injeção

4. Visão geral dos processos Sopro

5. O que são plásticos • Do ponto de vista da aplicação, é uma extensa classe de material, de baixa densidade, com propriedades físicas e mecânicas variadas e custos também variados. • São materiais formados por macromoléculas orgânicas. São geralmente deformáveis plasticamente sob determinadas condições de calor e pressão

6. Características dos plásticos • Leves. • Pouca energia de processamento. • Podem receber corantes. • Podem receber aditivos que alteram as propiedades. • Podem receber cargas de reforço. • São isolantes térmicos e elétricos. • São resistentes à corrosão, mas muitos são solúveis em solventes orgânicos. • São resistentes a impactos.

7. Características dos plásticos • Podem apresentar características anti-chama naturais ou por meio de aditivos. • Podem receber recobrimento metálico. • Para a manufatura, são fornecidos em grânulos.

8. Grupos de plásticos • Termoplásticos: • Semi-cristalinos: PP, PE, POM, PA. • Amosfos: PC, PS, PVC • Duroplásticos, Termofixos, Termoestáveis: PF, MF, EP. • Elastômeros: CR, EPDM

9. Termoplásticos • Termo (= calor); plasto (=maleável): material que se torna malável com a aplicação de calor. • Termoplásticos amorfos: de estrutura irregular, são transparentes • Termoplásticos semi-cristalinos: estrutura com regiões ordenadas (cristalinas). São, em geral, translúcidos no estado natural.

10. Termoplásticos

11. Termofixos IRREVERSÍVEL

12. Extrusão - termoplásticos • Processo de transformação de granulados plástico em barras com perfis definidos, por meio do escoamento do material pastoso, produzido por adição de calor, através de um ferramental e posterior resfriamento, obtendo como produto corpos compridos de seção regular, como uma mangueira, por exemplo

13. Extrusão • É um processo de produzir um produto por forçar um material através de um orifício ou ferramental

14. Extrusão • O material moldável, polímero, é fundido • Depois é forçado através da abertura de uma matriz • O produto extrudado é resfriado progressivamente em água até permanecer sólido rígido • O extrudado pode ser enrolado em bobinas, cortado em peças de dimensões especificadas, ou cortado em grânulos regulares, com faca rotativa, para servir de matéria prima em processo posterior.

15. Produtos da Extrusão • Tarugos • Placas • Filmes • Mangueiras • Calhas • Tubos Variações no perfil contínuo de um tubo podem ser obtidos por ferramentas de conformação depois da extrusão, ainda quente.

16. Extrusão Etapas do processo: • O material moldável, polímero, é fundido • Depois é forçado a passar através da abertura de uma matriz (fieira) • O produto extrudado é resfriado progressivamente em água até permanecer sólido rígido • O extrudado pode ser enrolado em bobinas, cortado em peças de dimensões especificadas, ou cortado em grânulos regulares com faca rotativa

17. Extrusora • Máquina que tem a função de receber o granulado ou pó plástico e conduzí-lo com a pressão necessária através da ferramenta (fieira). • É composta basicamente por: • Funil de alimentação • Parafuso (rosca) de homogeneização, transporte e presurização • Do ponto de vista econômico, exige-se grande escala de produção.

18. Modelos de Extrusoras

19. Modelos de Extrusoras de Filmes Filmes de baixa espessura são obtidos pelo processo extrusão-sopro.

20. Outros Tipos de Extrusoras • Há vários tipos de extrusoras, para diversas aplicações e materiais. As principais diferenças estão no tipo de rosca: • Parafuso único • Parafuso duplo • Diferentes zonas de entrada, aquecimento, pressurização e calibragem.

21. Tipos de Parafusos-Roscas Extrusoras

22. Funções da Rosca Extrusora

23. Sistema de Aquecimento • O mais usual é a instalação de resistências elétricas na superfície externa do cilindro da rosca. • Outro procedimento é o aquecimento via transferência de calor de vapor por meio de serpentinas envoltas no cilindro. • Parte do calor necessário para a fusão é promovido pelos atritos de arraste.

24. Instalações Complementares • Calibração • Resfriamento • Tração • Mesas de apoio de produto em resfriamento • Bobinas para enrolar produto recém fabricado

25. Sistemas de Resfriamento

26. Suportes e equipamentos pós extrusão

27. Extrusão - Sopro • Filmes e tubos de pequena espessura são fabricados por extrusão seguida de sopro. • Na saída da matriz de extrusão há um calibrador na dimensão desejada do tubo; • Um bico de ar (sopro) passando pela matriz de extrusão mantém pressão constante suficiente para expandir o plástico recém extrudado até a dimensão do calibrador.

28. Filmes por Extrusão - Sopro • Com o auxílio de sopro de ar comprimido, é produzida uma “mangueira” de espessura muito baixa (0,1 mm ou menos), com diâmetro controlado por um calibrador e pela intensidade do sopro. • Tem-se então uma bobina na forma de filme tubular. Este pode ser transformado em sacos e sacolas plásticas, ou aberto para uso na forma de filme.

29. Extrusão - Sopro • Garrafas também podem ser fabricadas pelo processo extrusão-sopro. • Peças sopradas em PVC e outros plásticos são utilizadas em embalagens para o uso alimentício, de cosméticos, de água mineral e outras bebidas, produtos de higiene e limpeza, de óleos lubrificantes e aditivos para combustíveis, etc. • Obs.: quando há pressão interna, como no caso dos refrigerantes, a garrafa deve ser fabricada pelo processo injeção-sopro.

30. Extrusão - Sopro Na fabricação de garrafas para armazenar líquidos à pressão atmosférica, o material plastificado passa por uma matriz formando uma espécie de mangueira. Ainda aquecido, um pedaço da mangueira é alojado dentro do molde de sopro. Ao fechar, o molde solda uma extremidade da magueira (fundo da garrafa). Um bico injeta ar em seu interior, fazendo com que o material assuma o formato da cavidade do molde.