PUC GoiásENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Disc.: Processos de Fabricação IIProf. Jorge Marques

Aula 17Processos de fabricação de objetos de plásticoFonte: Michaeli, Walter et al. Tecnologia dos

Plásticos. Blücher.

Visão geral dos processos

Extrusão

Visão geral dos processos

Injeção

Visão geral dos processos

Sopro

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

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.

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.

Grupos de plásticos

• Termoplásticos:– Semi-cristalinos: PP, PE, POM, PA.– Amosfos: PC, PS, PVC

• Duroplásticos, Termofixos, Termoestáveis: PF, MF, EP.

• Elastômeros: CR, EPDM

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.

Termoplásticos

Aquecido Amolecido Esfriado Endurecido

Termofixos

Aquecido Amolecido Esfriado Endurecido

IRREVERSÍVEL

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

Extrusão

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

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.

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.

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

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.

Modelos de Extrusoras

Modelos de Extrusoras de Filmes

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

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.

Tipos de Parafusos-Roscas Extrusoras

Funções da Rosca Extrusora

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.

Instalações Complementares

• Calibração• Resfriamento• Tração• Mesas de apoio de produto em resfriamento• Bobinas para enrolar produto recém fabricado

Sistemas de Resfriamento

Suportes e equipamentos pós extrusão

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.

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.

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.

Extrusão - SoproNa 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.