sopro apostila

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA

TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO SUPERIOR DE

TECNOLOGIA EM POLÍMEROS

Moldagem por Sopro:

dependência e sincronia com outros

processos.

Autor: Fabrício de Araújo Pelegrini

Orientador: Prof. Amilton Cordeiro de Freitas

Co-orientador: Prof. Francisco Carlos Ribeiro

- ii -


TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO SUPERIOR DE

TECNOLOGIA EM POLÍMEROS

COORDENADORIA DE POLÍMEROS

Moldagem por Sopro:


processos.




Curso: Polímeros

Área de Concentração: Tecnologia em Polímeros

Trabalho de conclusão de curso apresentado à comissão de Graduação da Faculdade

de Tecnologia de Sorocaba “José Crespo Gonzales”, como requisito para a obtenção da

graduação em Tecnologia dos Polímeros.

Sorocaba, 2012

S.P. – Brasil

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COMISSÃO DE GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE POLÍMEROS

COORDENADORIA DE POLÍMEROS

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

Moldagem por Sopro:


processos.




A Banca Examinadora composta pelos membros abaixo aprovou esta Dissertação:

____________________________________________________

Prof. Amílton Cordeiro de Freitas, Professor Orientador

FATEC Sorocaba

____________________________________________________

Prof. Renato Mendes Germano, Professor Convidado

FATEC Sorocaba

____________________________________________________

Prof. Artur Roberto Oliveira Mandl, Professor Convidado

FATEC Sorocaba

Sorocaba, junho de 2012

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DDeeddiiccaattóórriiaa

Dedico este trabalho à minha amada esposa Márcia, minha companheira, minha

ajudadora e minha incentivadora.

Aos meus amados pais Otacílio e Maria por todo amor, carinho e esforço dedicados a

minha vida, a quem devo minha formação moral, profissional e estudantil.

- v -

“Bem aventurado o homem que encontra sabedoria, e o homem que adquire

conhecimento, pois ela é mais proveitosa do que a prata, e dá mais lucro do que o ouro.

(Provérbio 3:13) ”

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AAggrraaddeecciimmeennttooss

Agradeço ao meu Pai Celestial, meu amado Deus que é o dono de toda Ciência, em

nome de seu Filho amado e meu Senhor Jesus Cristo, o qual me abençoou e com todo amor

me concedeu vida, saúde, conhecimento e sabedoria para poder finalizar mais uma etapa

importante em minha vida pelo poder de seu Espírito Santo.

À minha amada esposa Márcia pelo amor expresso através de sua ajuda, atenção,

companheirismo e incentivo em todos os momentos.

Aos meus pais Otacílio e Maria que com um sólido e constante apoio me incentivaram

a concluir e a conquistar esta graduação e a fechar este ciclo na família e de proporcioná-los a

alegria de ver os três filhos com uma formação acadêmica.

Ao meu amado irmão Fábio pelo suporte físico e moral, pelas caronas dadas todos os

dias até a casa da mãe para que eu pudesse tomar banho e jantar antes de ir para a faculdade, e

também por me dar o laptop que ajudou muito na realização das pesquisas e trabalhos

acadêmicos.

À minha amada irmã Fabíola por sempre me socorrer nos momentos de dificuldades e

me sustentar com suas orações, sendo um exemplo de que as grandes conquistas profissionais

são frutos do esforço e dedicação nos estudos.

Ao professor Amilton Cordeiro de Freitas pela preciosa e competente orientação neste

trabalho.

À professora Maíra Rezende pela atenção e competência dedicadas, as quais

despertaram em todos nós alunos um carinho especial, por nos apresentar a figura do

verdadeiro mestre que vai além dos limites comuns e não mede esforços para trazer o

conhecimento e despertar em nós a busca pelo saber.

Ao professor Renato Germano por, de forma gentil e dedicada, fornecer materiais e

fontes importantíssimas para a realização deste trabalho.

Aos profissionais Eduardo, Lázaro e Lucas do laboratório de polímeros da empresa

Schaeffler Brasil pelo auxílio na busca de referências bibliográficas confiáveis para

fundamentação teórica deste estudo.

A todos os meus colegas de classe que desde o começo do curso me ajudaram, me

incentivaram e me ensinaram muitas coisas, me deram a alegria de ter suas amizades e que de

forma muitas vezes imperceptível me ensinaram como ser um profissional e principalmente

uma pessoa melhor.

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PELEGRINI, F.A. Moldagem por Sopro: dependência e sincronia com outros processos.

2012. 35p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Faculdade de Tecnologia de

Sorocaba “José Crespo Gonzales”, Sorocaba, 2012.

RReessuummoo

Atualmente existe uma demanda muito grande de mercado por produtos plásticos

fabricados através do processo de moldagem por sopro. Este processo se encontra entre as

principais técnicas de processamento de plásticos existentes e produz uma gama variada de

produtos para atender as necessidades de indústrias como a automobilística e a de

embalagens.

Para produzir tais produtos, o processo de moldagem por sopro está dividido em várias

técnicas de processamento que são responsáveis por dar características e formas específicas.

Estas técnicas estão aliadas e sincronizadas com outros processos de fabricação de plásticos,

fato que faz da moldagem por sopro um processo dependente de outros processos.

Este trabalho tem o objetivo de estudar e conhecer de uma forma geral o processo de

moldagem por sopro e suas variadas técnicas, mostrando sua dependência com outros

processos de fabricação e a sincronia existente entre eles para se gerar produtos que atendam a

demanda atual de mercado.

PALAVRAS CHAVE:

Moldagem por Sopro, Extrusão, Injeção, Produtos, Demanda de Mercado.

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PELEGRINI, F.A. Blow Molding: dependence and synchronism with other processes. 2012.

35p. Graduation – Faculdade de Tecnologia de Sorocaba “José Crespo Gonzales”, Sorocaba,

2012.

AAbbssttrraacctt

Currently there is a large market demand for plastics products manufactured by blow

molding process. This process is among the most important plastics processing technics and

produces a variety of products to attend to the needs of industries like the automobilistic

industry and packing industry.

To produce such products the blow molding process is divided in many processing

technics that are responsible for giving attributes and special shapes. These technics are allied

and synchronized with others plastics manufacturing processes what does the blow molding

being dependent of others process.

This work aims to study and to know the blow molding process in general and its

varied technics showing its other manufacturing process dependence and its synchronism

among them to make products that attend the current market demand.

KEY WORDS:

Blow Molding, Extrusion, Injection, Products, Demand

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LLiissttaa ddee FFiigguurraass

Figura 1.: Máquina Sopradora ............................................................................................. 10

Figura 2.: Parison e pré-formas ........................................................................................... 10

Figura 3.: Molde para sopro com 4 cavidades ..................................................................... 11

Figura 4.: Esquema de uma unidade de extrusão ................................................................. 13

Figura 5.: Unidade de Injeção ............................................................................................. 24

Figura 6.: Pré-forma e produto final .................................................................................... 27

Figura 7.: Produtos soprados em moldes de várias cavidades .............................................. 27

Figura 8.: Etapas do processo de sopro com estiramento ..................................................... 28

Figura 9.: Embalagens para produtos de limpeza ................................................................. 30

Figura 10.: Garrafas PET em diversos tamanhos e formas ................................................... 31

- x -

LLiissttaa ddee TTaabbeellaass

Tabela1.: Projeção de consumo de garrafas PET para refrigerantes em 2012.......................32

Tabela 2.: Projeção de consumo de garrafas PET para água mineral em 2012.....................32

- xi -

Índice

- 1 -

Índice

Dedicatória ........................................................................................................................... iv

Agradecimentos .................................................................................................................... vi

Resumo ................................................................................................................................ vii

Abstract .............................................................................................................................. viii

Lista de Figuras..................................................................................................................... ix

Lista de Tabelas ..................................................................................................................... x

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 3

1.1. Motivação: ...................................................................................................................... 4

1.2. Objetivos do Trabalho: .................................................................................................... 4

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: ....................................................................................... 5

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: .................................................................................. 6

3.1. Conceitos de Moldagem por Sopro: ................................................................................. 8

3.1.1. Tipos de Processos .................................................................................................... 8

3.1.2. Descrição Geral do Processo ..................................................................................... 9

3.1.3. Máquina (Princípios de Funcionamento) ................................................................. 10

3.1.4. Moldes para Sopro .................................................................................................. 11

3.1.5. Materiais Utilizados ................................................................................................ 12

3.1.6. Produtos ................................................................................................................. 12

3.2. Processo de Fabricação/Transformação: Moldagem por Extrusão-Sopro ....................... 13

3.2.1. Extrusora ................................................................................................................ 13

3.2.1.1. Ferramentas para Extrusão ............................................................................... 15

3.2.2. Moldagem por Extrusão-Sopro ............................................................................... 16

3.2.2.1. C-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Contínua)........................................ 18

3.2.2.2. I-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Intermitente) .................................... 19

3.2.2.3. ESBM (Moldagem por Extrusão e Sopro com Estiramento) ............................. 20

3.2.2.4. Coextrusão (Moldagem por Coextrusão e Sopro) ............................................. 22

3.3. Processo de Fabricação/Transformação: Moldagem por Injeção-Sopro .......................... 23

3.3.1. Injetora ................................................................................................................... 23

3.3.2. Moldagem por Injeção-Sopro .................................................................................. 26

3.3.2.1. IBM (Moldagem por Injeção e Sopro Contínua) ............................................... 26

3.3.2.2. ISBM (Moldagem por Injeção e Sopro com Estiramento) ................................. 27

3.4. Demanda de Mercado por Produtos Soprados ................................................................ 29

Índice

- 2 -

3.4.1. Panorama do Setor Industrial .................................................................................. 29

3.4.2. Consumo ................................................................................................................ 30

4. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 34

Referências Bibliográficas: .................................................................................................. 35

Capítulo 01: Introdução

- 3 -

11.. IInnttrroodduuççããoo

Com a grande demanda de mercado por produtos soprados, o processo de moldagem

por sopro se tornou um dos mais importantes processos de transformação de produtos

plásticos. Várias indústrias como, por exemplo, de alimentos e bebidas, de cosméticos,

hospitalar e médica, automotivas e diversas outras, necessitam de produtos fabricados a partir

do processo de moldagem por sopro. No entanto, este processo também depende e necessita

estar aliado a outros processos de fabricação de produtos plásticos para ter sua utilidade.

Processos como o de extrusão e injeção são extremamente necessários ao processo de

moldagem por sopro para que através desta, se podemos dizer assim, mesclagem de

processos, seja possível a fabricação de produtos como garrafas, galões, frascos, latas de lixo

e recipientes para líquidos corrosivos.

Tais produtos exigem algumas características especiais como resistência mecânica,

formas ocas, com espessuras de paredes controladas, diferentes texturas e detalhes. Portanto,

o processo de moldagem por sopro é o processo de transformação atualmente utilizado para se

garantir a qualidade destas características exigidas pelo mercado. Os produtos plásticos

moldados por sopro apresentam alta resistência à temperatura, à corrosão e à compressão,

assim como baixo custo de ferramental para a produção.

Desta forma, a moldagem por sopro tem se apresentado como um método rápido e

rentável de se fabricar recipientes plásticos de diversas formas e espessuras, que atendem às

exigências de mercado para esta classe de produtos, com baixo custo e alta precisão.

Capítulo 01: Introdução

- 4 -

11..11.. MMoottiivvaaççããoo::

Atualmente existe uma grande demanda no mercado por produtos gerados através do

processo de moldagem por sopro. Tais produtos são utilizados em diversas áreas como, por

exemplo, a automobilística e a de embalagens, esta última, por sinal, muito comum em nosso

dia-a-dia na forma de embalagens como, por exemplo, garrafas. Sendo assim, o mercado é

muito dependente deste processo de transformação e este, por sua vez, dependente de outros

processos de fabricação como a moldagem por injeção e a moldagem por extrusão.

A finalidade deste trabalho é demonstrar como produtos plásticos de alta demanda no

mercado são dependentes do processo de moldagem por sopro e este, por sua vez, é

extremamente dependente de outros processos de fabricação.

11..22.. OObbjjeettiivvooss ddoo TTrraabbaallhhoo::

Esse trabalho tem o objetivo de demonstrar como o processo de moldagem por sopro é

realizado e sua dependência de outros processos para a produção de produtos com grande

demanda e importância no mercado.

Capítulo 02: Revisão Bibliográfica.

- 5 -

22.. RReevviissããoo BBiibblliiooggrrááffiiccaa::

O estudo envolverá as características principais do processo de moldagem por sopro,

expondo a gama de produtos que podem ser produzidos e as características de produção,

expondo as vantagens, desvantagens e salientando a importância da sincronização e

dependência entre processos.

O trabalho foi baseado nos seguintes assuntos:

Moldagem por Sopro: neste é feito uma apresentação sobre o processo básico

de moldagem por sopro.

Moldagem por Extrusão-Sopro: neste são feitas explanações sobre a junção e

sincronia dos dois processos de moldagem.

Moldagem por Injeção-Sopro: neste, assim como no anterior, são feitas

explanações sobre a junção e sincronia de ambos os processos.

Demanda de mercado por produtos soprados: neste são apresentados exemplos

de produtos gerados por tais processos e suas respectivas demandas de

mercado.

Capítulo 03: Fundamentação Teórica

- 6 -

33.. FFuunnddaammeennttaaççããoo TTeeóórriiccaa::

Para que o plástico seja fabricado exige-se a execução de inúmeros processos, isto é,

são necessárias algumas etapas intermediárias, desde sua transformação química até o produto

plástico final. Estas etapas estão classificadas como:

Processos de Transformação;

Processos de Fabricação.

Processos de Transformação

Os processos de transformação estão subdividos em três processos:

Separação – moldagem de plásticos sob tensão, da qual fazem parte os

processos de torneamento, fresagem, serra, entre outros.

União – são processos de união dos plásticos, dos quais fazem parte a colagem

e a soldagem, bem como os processos mecânicos de parafusar, rebitar e assim

por diante.

Termoformagem – transformação do plástico sob ação de calor e pressão,

através do uso de ar e/ou vácuo para a produção da força necessária à

formação.

Processos de Fabricação

Os processos de fabricação são compostos pelos seguintes processos de moldagem:

Extrusão

Injeção

Calandragem

Prensagem

Sinterização

Fundição

Dentre os processos de transformação e fabricação de produtos plásticos citados

anteriormente não identificamos de forma explícita o processo de moldagem por sopro. Isto se


- 7 -

deve ao fato de que este processo específico seria um processo adicional, uma extensão de

processos como extrusão e injeção, segundo Michaeli et al (Plásticos, Tecnologia – pág. 74 e

75).

Sendo colocado desta forma, o processo de moldagem por sopro é um processo

dependente de outros processos, ou seja, que estes forneçam uma pré-forma, um produto

semimanufaturado, que ainda será processado e transformado por este em produto final.


- 8 -

33..11.. CCoonncceeiittooss ddee MMoollddaaggeemm ppoorr SSoopprroo::

A moldagem por sopro é a terceira maior técnica de processamento para

termoplásticos. Com esta técnica específica, o processo de dar forma ao produto é muito

similar à técnica de formação do vidro, exceto pelas temperaturas de moldagem relativamente

baixas. Assim como na manufatura de recipientes de vidro, a moldagem por sopro é

frequentemente usada para se produzir recipientes de plástico. Dentre eles, vários produtos

comerciais, incluindo peças automotivas, as quais podem ser economicamente fabricadas por

este método. (Engineers, Material Science for – pág. 490)

A moldagem por sopro é um processo de transformação utilizado para se produzir

artigos ocos fechados ou com gargalos, tais como garrafas, brinquedos e recipientes diversos.

Este processo de transformação pode estar ligado sequencialmente a uma extrusora ou

a uma máquina injetora de rosca reciprocativa. Uma seção de um tubo polimérico moldado

(parison) é extrudado para dentro de um molde aberto. Pela ação de ar comprimido ou vapor,

o plástico é então soprado para dentro da configuração do molde. Esta técnica é amplamente

usada para a manufatura de garrafas e artigos similares. No caso de artigos grandes, como as

garrafas de bebidas de 2 litros, o parison pode ser previamente moldado no processo de

injeção e orientado para fornecer uma força adicional para o produto final soprado. (Polymer

Science, Textbook of – pág. 459)

33..11..11.. TTiippooss ddee PPrroocceessssooss

O processo de moldagem por sopro é um processo de transformação, como já

mencionado anteriormente, portanto, depende de outros processos de fabricação para se gerar

um produto final. Desta dependência surgem vários tipos de combinação de técnicas os quais

são classificados da seguinte forma:

C-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Contínua)

I-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Intermitente)

ESBM (Moldagem por Extrusão e Sopro com Estiramento)

COEX (Moldagem por Coextrusão e Sopro)

IBM (Moldagem por Injeção e Sopro)

ISBM (Moldagem por Injeção e Sopro com Estiramento)


- 9 -

33..11..22.. DDeessccrriiççããoo GGeerraall ddoo PPrroocceessssoo

A unidade de produção para um processo de moldagem por sopro é composta dos

seguintes componentes:

a) A máquina utilizada para se obter o plástico fundido (uma extrusora para o

processo EBM ou uma injetora para o processo IBM);

b) O sistema para formar o parison ou a préforma (matrizes de extrusão em EBM ou

moldes de injeção em IBM);

c) O molde de sopro.

Portanto, todos os processos de moldagem por sopro consistem de 3 fases:

1ª – Plastificação do granulado de resina termoplástica, normalmente através de uma

extrusora monorosca;

2ª – Produção de uma pré-forma fundida – ou um tubo extrudado ou parison, no caso

da chamada moldagem por extrusão-sopro, ou uma pré-forma moldada por injeção, no caso

da chamada moldagem por injeçãp-sopro.

3ª – O sopro do parison ou pré-forma (normalmente com ar) no molde, seguido da

extração e da operação de rebarbação da peça. (Moldagem por Sopro, Manual de

processamento de – pág. 6)

O primeiro passo é a produção da pré-forma (parison ou pré-forma injetada), depois a

pré-forma aquecida é depositada dentro do molde de sopro que fecha sobre a mesma e em

seguida é soprada (inflada) contra as paredes do molde, adquirindo a forma para ser

refrigerada e expelida como produto final após o estágio de refrigeração. Em muitos casos o

produto necessita de uma operação de acabamento posterior, como por exemplo, rebarbação,

impressão, etiquetagem, enchimento, etc. Porém, com equipamento moderno, muitas dessas

operações de acabamento podem ser executadas dentro do molde. Por exemplo, um robô pode

ser utilizado para avançar os produtos para um processo de furação ou gravação.


- 10 -

33..11..33.. MMááqquuiinnaa SSoopprraaddoorraa ((PPrriinnccííppiiooss ddee FFuunncciioonnaammeennttoo))

O princípio de funcionamento de uma máquina sopradora (fig. 1), em termos de

alimentação e aquecimento do material plástico é praticamente idêntico ao funcionamento de

uma máquina injetora e uma máquina extrusora de plástico.

Figura 1.: Máquina Sopradora

O material é colocado no funil da máquina, onde o mesmo afunila o material,

passando-o para o cilindro (canhão da máquina) que, envolvido por resistências, aquece o

material. O mesmo é transportado para o cabeçote da sopradora por uma rosca sem fim.

Tendo um funcionamento constante o material passa pelo cabeçote até chegar à bucha ou

matriz, que por sua vez dá o formato desejado ao material, que sai em forma de mangueira

(parison ou pré-forma) (fig. 2), sendo prensado pelo molde, cortado e soprado em seguida,

formando a peça desejada.

Figura 2.: Parison e pré-formas


- 11 -

Junto ao cabeçote da sopradora existe um programador que controla o movimento do

pino móvel, que por sua vez, determina a espessura da parede do parison, conforme o

necessário.

A rosca da máquina geralmente tem sua velocidade controlada, onde determina,

também, a velocidade de saída do parison. (Injeção, Moldes – pág. 176)

33..11..44.. MMoollddeess ppaarraa SSoopprroo

Os moldes de sopro são usados para fabricação de peças plásticas ocas como: frascos,

bonecas, carrinhos de brinquedo, reservatórios de água para automóveis e até tanques de

gasolina. Eles consistem em duas metades praticamente idênticas, onde cada parte trabalha

com um bom sistema de refrigeração por intermédio de água gelada. Devido serem moldes

que não sofrem quase nenhuma força de atrito em seu funcionamento, somente tendo que

suportar a pressão do ar injetado em suas cavidades, geralmente são feitos de ligas de zamak,

alumínio, zinco e ligas de cobre berílio, que são materiais de fácil fundição, se comparados

com cavidades inteiras de aço. (Injeção, Moldes – pág. 175)

Os moldes de sopro podem ser feitos com uma ou mais cavidades, mas geralmente são

projetados com duas ou mais, para dar uma maior produção (fig. 3). Logicamente que tudo

isso depende do modelo da sopradora, sabendo-se que para cada cavidade a sopradora tem

que permitir a adaptação de um cabeçote. (Injeção, Moldes – pág. 184)

Figura 3.: Molde para sopro com 4 cavidades


- 12 -

33..11..55.. MMaatteerriiaaiiss PPoolliimméérriiccooss UUttiilliizzaaddooss

Nos processos de moldagem por sopro geralmente são utilizados materiais

termoplásticos, principalmente o PE (polietileno), PP (polipropileno), PVC (policloreto de

vinila) e o PET (politereftalato de etileno).

Materiais como polímeros de engenharia também são soprados em menor escala.

Aproximadamente 50% dos produtos soprados são PEAD (polietileno de alta

densidade). Em especial temos as embalagens de refrigerante que em volume representam

grande parte dos produtos soprados e são fabricadas em PET. O PP tem a vantagem de ser

facilmente modificado (agentes de enchimento¹ e elastômeros).

Os termoplásticos podem não ser apropriados para algumas aplicações, porque o

material plástico é permeável e permite o vazamento do produto através das paredes da peça,

ou permite a penetração de um meio do ambiente, como o oxigênio por exemplo. Para um

tipo de plástico determinado existem várias maneiras de superar esse problema. Por exemplo,

aumentando a espessura de parede do produto, colocando uma camada de material mais

impermeável (PE de estrutura molecular cruzada, PVDC², ou mais comumente uma camada

de EVOH³).

33..11..66.. PPrroodduuttooss

A maioria dos produtos para embalagem gerados por sopro são pequenos (até 1litro).

Porém não se deve pensar que a moldagem por sopro é restrita a recipientes pequenos,

pranchas de surf de 4 metros de comprimento já foram produzidas comercialmente, como

também grandes tanques para líquidos.

Um título específico sobre os produtos fabricados através da moldagem por sopro será

escrito neste trabalho, o qual, além dos tipos de produtos, demonstrará a demanda de mercado

dos mesmos.

¹ materiais usados para redução de custo.

² PVC especial que oferece barreira para vapor e gases. Ex: embalagem de alimentos)

³ etileno vinil copolímero aplicado especialmente para baixas temperaturas. Ex: filmes para alimentos em

geladeira)


- 13 -

33..22.. PPrroocceessssoo ddee FFaabbrriiccaaççããoo//TTrraannssffoorrmmaaççããoo:: MMoollddaaggeemm ppoorr EExxttrruussããoo--

SSoopprroo

Segundo Michaeli/Greif/Kaufmann/Vossebürger, extrusão é “a fabricação de um

semimanufaturado contínuo de plástico. O espectro de produtos estende-se de simples

semimanufaturados como tubos, placas e filmes até perfis complicados. Também é possível

um processamento adicional direto do semimanufaturado ainda quente, por exemplo, por

sopro ou calandragem. Como o plástico é completamente fundido durante a extrusão e

adquire uma forma completamente nova, classifica-se a extrusão como processo de

moldagem”, o qual é, por sua vez, classificado como processo de fabricação. (Plásticos,

Tecnologia – pág. 88).

Com base na definição acima, mais especificamente na expressão “ um processamento

adicional direto do semimanufaturado ainda quente, por exemplo, por sopro...” é que será

estudado o processo de fabricação / transformação por extrusão-sopro.

Para melhor compreensão desta fusão de processos é necessário entender como se

realiza basicamente o processo de extrusão, começando pela máquina denominada extrusora.

Na sequência veremos a junção dos processos de extrusão e sopro, conhecendo também as

particularidades da máquina onde são realizados.

33..22..11.. EExxttrruussoorraa

A máquina extrusora é o componente padrão em todas as instalações e processos

baseados em extrusão. Tem como função produzir um fundido homogêneo do plástico

alimentado, normalmente na forma de granulado ou em pó, e conduzí-lo com a pressão

necessária através da ferramenta (fig. 4).

Figura 4.: Esquema de uma unidade de extrusão


- 14 -

A extrusora é basicamente composta das seguintes partes:

Funil

Rosca

Cilindro

Sistema de Aquecimento

Funil – tem a função de alimentar por igual à extrusora com o material a ser

processado. Como geralmente os materiais não escorregam por si só, os funis são equipados

com um agitador adicional.

Rosca – exerce várias funções como, por exemplo, puxar, transportar, fundir e

homogeneizar o plástico. É considerada a peça principal de uma extrusora.

A rosca de três zonas é a mais difundida já que com ela podem ser processados

térmica e economicamente a maioria dos termoplásticos.

Na zona de entrada ou alimentação, o material, ainda em sua forma rígida, é

introduzido e transportado para frente.

Na zona de compressão o material é compactado e fundido pela variação do diâmetro

do parafuso.

Na zona de saída ou calibragem, o material fundido é homogeneizado e elevado à

temperatura de processamento desejada.

Uma característica dimensional importante é a relação entre o comprimento e o

diâmetro externo da rosca (L/D). Esta relação determina a potência da extrusora.

Além do uso geral da rosca de três zonas, também podem ser utilizados outros tipos de

rosca para aplicações especiais.

Cilindro – a diferença entre cada extrusora reside no tipo de construção do cilindro.

Tipos de cilindro:

Convencional (extrusora de rosca única)

Extração Rígida (extrusora de rosca única)

Mesmo sentido de giro (extrusora de duas roscas)

Sentido inverso de giro (extrusora de duas roscas)

Sistema de Aquecimento – a fusão do material na extrusora não ocorre apenas devido

ao atrito, mas também por introdução externa de calor, o qual é fornecido pelo sistema de


- 15 -

aquecimento. Este sistema é dividido em várias zonas, que podem ser aquecidas ou resfriadas

isoladamente. São utilizadas geralmente resistências elétricas em tiras, no entanto outros

sistemas também podem ser empregados, como por exemplo, serpentinas de líquidos.

3.2.1.1. Ferramentas para Extrusão

Após preparar o material e obter um resultado através do trabalho realizado pela rosca,

juntamente com o sistema de aquecimento e o cilindro, é necessário dar forma a este fundido

homogeneizado. Para isto é necessário a utilização de ferramentas que darão forma ao

semimanufaturado, também conhecido como extrudado.

Todas as ferramentas contêm um canal de escoamento, denominado de distribuidor,

que é atravessado pelo fluxo de massa e dá a forma desejada ao fundido. Via de regra, todas

as ferramentas são aquecidas eletricamente.

Existem vários tipos de ferramentas, cada uma com sua função, a qual é dar forma ao

extrudado: (Plásticos, Tecnologia dos – pág. 94 e 95)

Ferramenta de Deslocamento ou de Torpedo

Ferramenta com Distribuidor Cilíndrico

Ferramenta com Distribuidor de Fenda Larga

Ferramenta de Cabide

Dentro dos objetivos deste trabalho é importante citar as ferramentas de torpedo e com

distribuidor cilíndrico as quais geram um extrudado com forma tubular, denominado de

parison, que é o semi-manufaturado utilizado no processo de extrusão por sopro.

Parison: é a mangueira quente que emerge da matriz anelar e que normalmente é

soprada logo a seguir sobre as paredes frias de um molde, para então tomar a forma do

mesmo. (Termoplásticos, Processamento de – pág. 222)

Matrizes tubulares para extrusão do parison: em extrusão por sopro existem diversas

formas para extrudar o parison, e estas formas dependem da matriz que está sendo utilizada.as

quais veremos na sequência deste estudo. (Termoplásticos, Processamento de – pág. 222)


- 16 -

Controle da espessura do parison através da matriz: a matriz molda o parison na

espessura desejada, sendo que essa espessura pode ser variada enquanto o parison está em

deformação. Isso otimiza a distribuição da massa no produto final, gerando economia de até

20% somente em material. Um sistema automático de controle, tanto da espessura varável ao

longo do comprimento do parison, quanto do próprio comprimento, ajuda a manter uniforme

o produto soprado. Matrizes com variação da espessura são projetadas, sendo possível

encontrar sistemas onde o mandril ou o corpo se movimentam no sentido axial, para variar as

dimensões dos lábios. Há outros tipos de extrusoras projetadas com regulagem no movimento

do acumulador, gerando diferentes espessuras no comprimento do parison em função da

variação da vazão. O controle do movimento do corpo ou mandril da matriz, pode ser feito

por servo elemento, controlado por computador. A programação do parison permite a

produção de formas complexas, bem como a produção de frascos com grande resistência, num

ciclo mais rápido (resfriamento mais rápido), alem da citada economia de material.

Parison com espessura variável ao longo do comprimento gera produtos com paredes

uniformes, pois a variação da espessura é função do estiramento durante o sopro. Regiões que

vão estirar mais devem ter espessuras maiores. O grau de orientação molecular das paredes de

um frasco depende expressivamente da espessura. Quanto mais fina a parede do parison a ser

estirada durante o sopro, maior orientação molecular é gerada e, como conseqüência disso,

algumas propriedades do produto final serão melhores e mais uniformes. (Termoplásticos,

Processamento de – pág. 227)

33..22..22.. MMoollddaaggeemm ppoorr EExxttrruussããoo--SSoopprroo

A moldagem por extrusão e sopro é dividida, geralmente, nos seguintes tipos de

processos:

C-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Contínua)

I-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Intermitente)

ESBM (Moldagem por Extrusão e Sopro com Estiramento)

COEX (Moldagem por Coextrusão e Sopro)

De forma geral, a moldagem por EBM acontece nas seguintes etapas:

a. Fusão e plastificação;


- 17 -

b. Formação de parison (mangueira ou tubo aquecido);

c. Posicionamento do parison dentro do molde;

d. Sopro (insuflamento);

e. Extração.

O parison normalmente é extrudado para baixo, quando um comprimento

prédetermindado é produzido, o molde fecha e é apertado em volta do parison. Este

fechamento aperta e solda o parison em uma extremidade (na técnica de sopro por agulha o

parison é soldado em ambas as extremidades). O parison é soprado em seguida contra as

paredes do molde onde é refrigerado antes de ser extraído o produto.

O insuflamento do parison pode ocorrer das seguintes maneiras:

Sopro na parte superior (por pino)

Sopro na parte inferior (por pino)

Sopro por agulha

Sopro na parte superior: neste processo o molde se desloca levando o parison para a

estação de sopro. Um pino de sopro é introduzido na parte superior (gargalo) e o fluxo de ar

passa através desse pino formando o produto.

Em muitos casos o produto necessita de uma operação de acabamento posterior.

Sopro na parte inferior: em máquinas de sopro inferior o parison desce sobre o pino

de sopro e quando o comprimento é alcançado o molde é fechado, este fechamento forma a

seção do gargalo e solda a outra extremidade do parison, em seguida o parison é inflado

formando o produto.

Este processo de sopro na parte inferior é mais usado quando o produto é muito

comprido ou em sistema de sopro com acumulador.

Sopro por agulha: para produtos ocos totalmente fechados, sem gargalo, o sopro por

agulha é mais apropriado. Quando o comprimento do parison é alcançado o molde fecha

apertando ambas as extremidades do parison e o fluxo de ar é introduzido mediante uma

agulha para inflar o parison.


- 18 -

Produtos como recipientes com alça ou com asa exigem um processamento mais

complexo do sopro por extrusão. Neste processo o parison necessita de um pré-sopro com ar

de baixa pressão para garantir a boa formação da alça.

3.2.2.1. C-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Contínua)

Neste processo existem variações nos sistemas de alimentação ou entrada da massa na

matriz. Estes sistemas podem ser de dois tipos:

Matriz com Alimentação Lateral

Matriz com Alimentação em Mandril com Cruzeta

Matriz com alimentação lateral: o fundido passa da extrusora para o mandril,

envolvendo-o com a mesma velocidade em todos os pontos, para gerar um fluxo descendente

uniforme. Com isso, o parison terá uniformidade na espessura.

A vantagem da alimentação lateral é a facilidade de instalar a matriz e de instalar a

entrada de ar, tornando-se uma construção simples e barata. O ajuste da centralização do

mandril exige pequenas forças e é feito com rapidez, enquanto que, em sistemas com cruzeta,

só é possível ajustar o mandril desmontando parte da matriz.

As desvantagens da alimentação lateral é a formação da linha de solda devido à junção

do fluxo ao redor do torpedo, prejudicando o produto final e ficando bem mais aparente com o

aumento do estiramento. Este tipo de matriz exige ainda um tempo muito longo para a

autolimpeza na troca de material. O tempo de residência médio do material dentro da matriz

também é considerado mais longo. (Termoplásticos, Processamento de – pág. 222 e 223)

Matriz com alimentação em mandril com cruzeta: este tipo de matriz surgiu devido

às limitações do tipo descrito anteriormente. É um tipo de matriz muito comum em processos

de sopro de parison, sendo um sistema onde o mandril é fixo no corpo através de hastes

chamadas cruzetas. O polímero passa do canhão para a placa perfurada e logo entra por cima

do mandril. Com isso, o fluxo é uniforme e balanceado. Ao passar pela cruzeta, no entanto, o

polímero fundido é rasgado, e vai se unir logo que passa por esse obstáculo. Portanto, é

inevitável, nesse caso, que ocorra a linha de solda.

Esse sistema assegura fluxo axial uniforme em todos os pontos, gerando estabilidade

na espessura. Marcas das cruzetas são visíveis no produto, dependendo do tempo de relaxação


- 19 -

do fundido para a recuperação da anisotropia da linha de solda. Esse efeito pode ser

diminuído utilizando cruzetas com orifícios ou rasgos sobrepostos (cruzetas múltiplas). As

cruzetas têm profundo efeito sobre as propriedades do moldado. Esse tipo de matriz tem custo

alto de fabricação e também apresenta maior dificuldade na colocação da entrada de ar. Como

desvantagem, uma matriz com esse tipo de alimentação requer grande força de ajuste. Apesar

dessas desvantagens, é largamente utilizada para processar PP e PEAD, bem como é preferida

para processar materiais termosensíveis e de alta viscosidade como o PVC. (Termoplásticos,

Processamento de – pág. 223 e 224)

3.2.2.2. I-EBM (Moldagem por Extrusão e Sopro Intermitente)

Em moldagem por sopro são produzidas peças ou recipientes que vão desde 1 cm³ de

capacidade até 300 litros. Quando o peso do parison afeta a própria deformação isto é, escoa

com a força do próprio peso, afinando as paredes deste, torna-se necessária rapidez, tanto para

gerar o parison, quanto entre o momento em que ele está pronto e o fechamento do molde

dentro do qual vai ocorrer o sopro do frasco. Para resolver esse problema, desenvolveu-se o

processo de extrusão intermitente, o qual é possui dois tipos de sistemas:

Matriz Anelar com Acumulador

Rosca Recíproca Atuando como Acumulador

Matriz anelar com acumulador: neste sistema, o material é acumulado dentro da

matriz para que, no momento desejado, seja extrudado de uma só vez através de um pistão.

Com isso, o tempo em que o parison suporta o próprio peso é bem pequeno.

A matriz para o sistema de extrusão intermitente é do tipo mandril fixado por cruzeta,

tendo a vantagem de que o material fundido flui de forma uniforme sobre o mandril, não

necessitando de balanceamento. Fica para ser resolvida, no entanto, a questão da qualidade de

linhas de solda.

Além do parison não escoar com o próprio peso, esse sistema intermitente oferece a

vantagem de diminuir o tempo de exposição do parison no ambiente com o qual troca calor.

Isso mantém a temperatura do mesmo estável, gerando deformação uniforme no ato do sopro.

As dimensões e a demanda de material pelo acumulador devem ser definidas junto

com o ciclo de extrusão. Os canais que conectam a extrusora e o acumulador não podem ter

alto valor de resistência ao fluxo, nem devem ser muito largos, para que possa ocorrer a


- 20 -

autolimpeza (diminui o tempo de residência da massa). Para que o tempo de residência do

polímero diminua mais ainda, nenhum fundido deve ficar no acumulador após cada ciclo, e o

material que entrou primeiro deve sair primeiro (FIFO – do inglês, first in, first out). Isso é

feito com um complicado sistema interno de canais que ligam a região em frente à rosca e o

acumulador. (Termoplásticos, Processamento de – pág. 224 e 225)

Rosca recíproca atuando como acumulador: neste tipo de sistema, a rosca funciona

de forma recíproca, isto é, extruda o material (rosca) e empurra o pistão, de forma

intermitente, através da matriz. Nesse caso, não precisa de espaço na matriz para acumular

material, e esta matriz, portanto, é semelhante àquela do sistema contínuo de extrusão de

parison.

A rosca recíproca tem movimento tanto rotacional (bombeamento) como axial (para

acumular material fundido de fronte da mesma). Ao terminar de empurrar a massa através da

matriz, começa a se movimentar para trás no sentido axial, pois a massa que está sendo

acumulada à sua frente tem força para isso. Como no sistema anterior, existe uma válvula na

matriz que abre e fecha para controlar o fluxo.

Esse sistema tem como desvantagem a variação do comprimento L da rosca, o que

gera massa fundida com diferenças quanto à homogeneidade na temperatura, e essa variação

de viscosidade pode gerar variação nas dimensões do parison, alteração no inchamento do

extrudado e desbalanceamento do fluxo. Todos esses problemas podem ser resolvidos com

um projeto mais avançado de matriz, o que implica em elevação dos custos.

Ainda este sistema acumula menor quantidade de massa à sua frente quando

comparado com os acumuladores convencionais, descritos anteriormente.

Para resolver estes problemas sem alterar a matriz, existem sistemas nos quais o barril

se movimenta juntamente com o pistão. Com isso, o L da rosca não varia e é possível

aumentar o espaço para acumular massa fundida à frente desta. (Termoplásticos,


3.2.2.3. ESBM (Moldagem por Extrusão e Sopro com Estiramento)

O termo moldagem por extrusão e sopro com estiramento, como é conhecido este

processo, vem do inglês “Extrusion Stretch Blow Molding” (ESBM).


- 21 -

Os processos de sopro com estiramento, em geral, consistem basicamente em

produção de uma pré-forma, condicionamento térmico da pré-forma, estiramento da pré-

forma no sentido longitudinal e, em seguida, no sentido radial durante o sopro.

Especificamente no processo ESBM, a resistência de um material, por exemplo, PVC

pode ser melhorada dramaticamente por orientação (estiramento do parison antes do sopro), e

isto significa que uma composição de menor custo pode ser utilizada para um determinado

produto, devido ao fato de que a adição de um agente modificador de impacto dispendioso

pode ser reduzido de 12% para 1%. O peso do recipiente também pode ser diminuído

consideravelmente porque uma quantidade menor de material é necessária. Em comparação à

moldagem por injeção e sopro com estiramento, o processo ESBM é uma técnica mais

simples e mais fácil de dominar. A forma e a espessura de parede do frasco acabado podem

ser alteradas sem alterar a configuração da pré-forma. Uma programação do parison

normalmente não é necessária devido ao fato de que um controle da espessura de parede é

possível mediante alteração da temperatura de processo. O processo não pode ser aplicado em

recipientes com alça. (Plásticos por Sopro, Processo de Transformação de – pág. 19)

Uma maneira de alcançar a orientação desejada em condições econômicas dentro de

uma máquina é a seguinte: a pré-forma é soprada na faixa termoplástica, soldada na base e a

rebarba é removida. O gargalo é calibrado ou soprado com uma cabeça perdida. Caso um

gargalo calibrado tenha sido produzido, a rebarba do gargalo é removida. Em seguida a pré-

forma é submetida a um condicionamento térmico, dentro de um molde de cobre-berilio que

possui várias zonas de temperatura; isto permite um controle de temperatura das regiões da

pré-forma. E significa também que uma programação do parison em muitos casos não é

necessária. A pré-forma temperada é transferida para o molde de sopro, onde o parison é

estirado para aproximadamente 1,5 vezes de seu comprimento original, mediante um pino de

estiramento operado hidraulicamente, dentro de uma faixa de temperatura de 90 a 105ºC. Esta

operação pode ser feita utilizando um estágio de pré-sopro adicional, caso necessário, antes da

operação de sopro final. (Moldagem por Sopro, Tecnologia Moderna de – pág. 22)

As vantagens do ESBM sobre a extrusão-sopro convencional (EBM) para moldagem

de plásticos tais como Policloreto de Vinila (PVC) Polipropileno (PP), são:

Melhor transparência e brilho;

Maior rigidez, resultando em garrafas mais leves e com economia de matéria-

prima;

Menor permeabilidade a gases;


- 22 -

Maior capacidade de produção de peças.

(Plásticos por Sopro, Processo de Transformação de – pág. 20)

3.2.2.4. Coextrusão (Moldagem por Coextrusão e Sopro)

A coextrusão é utilizada atualmente para a colocação de camadas em isolamento de

cabos, filmes de embalagens e no processo por sopro.

O processo de coextrusão é utilizado quando as exigências ao extrudado não são

preenchidas por um único material ou quando for possível economizar custos de material

através da união de duas camadas externas altamente solicitadas e uma camada interna barata.

O semi-manufaturado é fabricado então de várias camadas diferentes.

Para se fabricar um composto de diferentes materiais, cada material é plastificado em

uma extrusora separada. Em uma ferramenta especial de coextrusão os diferentes fundidos são

formados em seus distribuidores próprios e somente pouco antes da saída da ferramenta são

unidos e, com isto, fundidos entre si. Atualmente é possível a fabricação de compostos com

até sete camadas. (Plásticos, Tecnologia dos – pág. 97)


- 23 -

33..33.. PPrroocceessssoo ddee FFaabbrriiccaaççããoo//TTrraannssffoorrmmaaççããoo:: MMoollddaaggeemm ppoorr IInnjjeeççããoo--SSoopprroo

Um dos processos mais versáteis e modernos no campo da transformação e

processamento dos polímeros é, sem dúvida, o da moldagem por injeção. (Termoplásticos,


A injeção é o principal processo de fabricação de peças de plástico. Cerca de 60% de

todas as máquinas de processamento de plástico são injetoras. Com elas podem ser fabricadas

peças desde miligramas até 90 Kg. A injeção classifica-se como um processo de moldagem,

ou seja, um processo de fabricação. (Plásticos, Tecnologia dos – pág. 104)

O processo de injeção é adequado para produção em massa, uma vez que a matéria

prima pode geralmente ser transformada em peça pronta em uma única etapa. Esta afirmação

não é válida para o processo de injeção-sopro já que possui duas etapas, sendo a primeira

etapa a injeção da pré-forma e a segunda etapa o sopro desta pré-forma dando origem ao

produto final.

Existem diversas técnicas envolvendo o processo de injeção como, por exemplo,

injeção convencional, injeção a gás e injeção com água. Neste estudo nos concentraremos nas

técnicas de injeção-sopro existentes.

33..33..11.. IInnjjeettoorraa

Injetoras são, em geral, máquinas universais. Sua função abrange a produção

descontinuada de peças, preferencialmente a partir de fundidos macromoleculares, apesar de a

moldagem ocorrer sob pressão. (Plásticos, Tecnologia dos– pág. 105)

O preenchimento destas funções é executado pelos diferentes componentes de

máquinas injetoras que, basicamente, são:

Unidade de Injeção

Unidade de Fechamento

Molde

Unidade de Injeção: neste componente o plástico é fundido, homogeneizado,

transportado, dosado e injetado no molde (fig. 5). A unidade de injeção tem assim duas

funções. Uma é a plastificação do plástico e a outra é sua injeção no molde. Comum

atualmente é o uso de máquinas com rosca reciprocativa. Estas injetoras trabalham com um


- 24 -

parafuso, que também serve de êmbolo de injeção. O parafuso (rosca reciprocativa) gira em

um cilindro aquecível, ao qual o material é alimentado por cima através de um funil.

Figura 5.: Unidade de Injeção

A unidade de injeção move-se, geralmente, sobre a mesa da máquina. Via de regra

podem ser substituídos o cilindro, o parafuso e o bico de injeção, de forma que podem ser

ajustados ao material a ser processado ou também ao volume de injeção. (Plásticos,

Tecnologia dos– pág. 106)

Unidade de Fechamento: a unidade de fechamento das injetoras assemelha-se a uma

prensa horizontal. A placa de fixação no lado do bico de injeção é fixa e a placa de fixação no

lado do fechamento é móvel, de maneira que ela desliza sobre quatro colunas. Sobre estas

placas de fixação verticais são fixados os moldes de maneira que as peças prontas possam

cair. (Plásticos, Tecnologia dos– pág. 106)

Os dois sistemas de acionamento da placa de fixação móvel são:

O de alavancas articuladas acionadas hidraulicamente;

O puramente hidráulico.

Os sistemas de alavancas articuladas são utilizados em máquinas de pequeno e médio

porte. A alavanca é acionada hidraulicamente.


- 25 -

As vantagens destes sistemas são o ciclo de movimentação e velocidade rápidos, além

da auto regulação. As desvantagens são a possibilidade de quebra das colunas ou a

deformação permanente do molde por mau ajuste do sistema, ou o elevado trabalho de

manutenção.

O perigo da quebra de colunas não aparece nos casos de sistemas puramente

hidráulicos, uma vez que o fluído hidráulico é variável resistindo assim a grandes

deformações. (Plásticos, Tecnologia dos– pág. 107)

As vantagens desses sistemas são a sua alta precisão, posicionamento qualquer, sem

perigo de deformações inadmissíveis do molde e quebra de colunas. Desvantagens são sua

baixa velocidade de fechamento, a baixa rigidez da unidade de fechamento, principalmente

devido à alta flexibilidade do óleo e elevado consumo de energia. (Plásticos, Tecnologia dos–

pág. 108)

Molde: não pertence diretamente à máquina injetora, uma vez que para cada peça ele

deve ser construído individualmente. É composto no mínimo de duas partes principais, sendo

cada uma fixa em uma placa de fixação da unidade de fechamento. O tamanho máximo do

molde é definido pelo tamanho da placa de fixação e pela distância entre duas colunas

vizinhas da máquina.

O molde é composto essencialmente dos seguintes elementos:

placa com cavidades

sistema de alimentação

sistema de troca de calor

sistema de extração

Estes elementos cumprem essencialmente as seguintes funções:

receber e distribuir o fundido;

modelar o fundido na forma da peça;

resfriar o fundido (termoplástico) ou introduzir energia de ativação

(elastômeros e termofixos);

desmoldar.

A classificação dos moldes ocorre com relação aos seguintes critérios:


- 26 -

construção básica

tipo de extração

tipo de alimentação

número de cavidades

número de linhas de junta

tamanho do molde

(Plásticos, Tecnologia dos– pág. 108 e 109)

33..33..22.. MMoollddaaggeemm ppoorr IInnjjeeççããoo--SSoopprroo

A moldagem por injeção e sopro é dividida comumente nos seguintes tipos de

processos:

IBM (Moldagem por Injeção e Sopro)

ISBM (Moldagem por Injeção e Sopro com Estiramento)

3.3.2.1. IBM (Moldagem por Injeção e Sopro Contínua)

A moldagem por injeção-sopro (IBM) é o processo frequentemente escolhido pela

indústria de embalagens, por exemplo, na produção de grandes volumes de recipientes

pequenos de ciclos rápidos. Entretanto, ele é adequado também, pelas mesmas razões, para

pequenas moldagens técnicas em resinas de engenharia. Este processo tem a vantagem de

possuir um controle mais preciso das dimensões e tolerâncias. Um exemplo de aplicação deste

processo com a utilização de resinas de engenharia é a moldagem de coifas de proteção CVJ

(protetores de juntas de direção automotivas) em elastômeros de poliéster.

A moldagem por injeção-sopro de coifas de proteção CVJ envolve o uso de um

sistema de moldagem por injeção relativamente convencional para produzir pré-formas

moldadas em um núcleo sólido. Após a fase de injeção, a pré-forma é então retirada do molde

ainda em seu núcleo, sob rígido controle de temperatura (próximo ao ponto de fusão), e

colocada em um molde de sopro onde ele é ejetado do núcleo para dentro da cavidade do

molde de sopro. Por fim, a peça é retirada do molde de sopro, normalmente sem a necessidade

de rebarbação (fig. 6).


- 27 -

Figura 6.: Pré-forma e produto final

É comum que dois ou mais moldes de cavidade sejam utilizados neste processo IBM

(fig. 7). É essencial que se tenha um rígido controle de temperatura, especialmente no molde

de injeção e no núcleo, para que se garanta perfeita formação da peça final. (Moldagem por

Sopro, Manual de Processamento de – pág. 8)

Figura 7.: Produtos soprados em moldes de várias cavidades

3.3.2.2. ISBM (Moldagem por Injeção e Sopro com Estiramento)

O processo básico começa com a injeção de uma pré-forma. Esta pré-forma é

transferida para um segundo molde, onde é estirada por um pistão que a força a penetrar na

cavidade do molde. Em seguida, ocorre o sopro de ar, forçando a pré-forma a assumir a forma

do molde (fig. 8). (Plásticos por Sopro, Processo de Transformação de – pág. 20)

O ISBM é um processo associado com PET e usado para a produção de garrafas para

refrigerantes. As pré-formas de parede grossa são moldadas por injeção em moldes de


- 28 -

múltiplas cavidades a taxas elevadas de produção. Para a transformação das pré-formas em

produto final, utiliza-se processos de um ou dois estágios.

Figura 8.: Etapas do processo de sopro com estiramento

No processo de um estágio a pré-forma é reaquecida até a temperatura de estiramento,

após a refrigeração apropriada das camadas externas (mediante contato com a cavidade do

molde ou numa estação de condicionamento). O restante do tratamento é igual como descrito

no processo de ESBM.

O processo de dois estágios permite maior flexibilidade de produção – a pré-forma

pode ser produzida em um local e soprada em outro. Processos de um estágio não permitem

uma produção tão alta, mas economizam energia, já que a parte de reaquecimento pode ser

evitada. (Moldagem por Sopro, Tecnologia Moderna de – pág. 23)


- 29 -

33..44.. DDeemmaannddaa ddee MMeerrccaaddoo ppoorr PPrroodduuttooss SSoopprraaddooss

33..44..11.. PPaannoorraammaa ddoo SSeettoorr IInndduussttrriiaall

A indústria de produtos plásticos tem a missão de transformar resinas termoplásticas

em bens de consumo. A maior parte dedica-se a produzir peças e componentes para outros

setores industriais, como o automobilístico, eletroeletrônicos, alimentos e bebidas. Uma

fração menor tem como destino de seus produtos os consumidores finais, atuando através de

redes de varejo, como é o caso de produtos para construção civil, utilidades de copa e cozinha,

descartáveis e brinquedos, entre outros.

Também é característica da indústria de produtos plásticos a segmentação por tipos de

processos produtivos, sendo os principais processos:

Processo de Extrusão

Processo de Injeção

Processo de Sopro

Esses processos têm características distintas, tanto em valor agregado aos produtos

como em intensividade do uso de mão-de-obra e conseqüente produtividade dos funcionários.

As empresas de extrusão normalmente produzem volumes maiores de produtos por

hora-máquina ou por funcionário (exemplo, tubos de PVC para a construção civil). Por outro

lado, esses produtos tendem a ter valor agregado menor.

Já nos produtos injetados, há uma inversão dessas características. Normalmente esse

processo requer maior intensividade de uso de mão-de-obra, que por outro lado acaba por

gerar produtos, em média, com maior valor agregado. Já o processo de sopro tem

características intermediárias nesses quesitos.

Algo que realmente diferencia os produtos soprados é a necessidade da proximidade

com o mercado consumidor, dado o elevado custo de transporte dos produtos. Os produtos

soprados em geral ocupam muito espaço em relação ao peso transportado. Portanto, é bastante

comum que empresas de sopro tenham unidades dentro das dependências de empresas

consumidoras de seus produtos, com base em contratos de fornecimento de médio ou longo

prazo. (Plástico, Produtos Transformados de – pág. 6)


- 30 -

33..44..22.. CCoonnssuummoo

A produção de peças e componentes técnicos são demandados por outros setores

industriais, como o automobilístico, mas possuem como grande diferencial sobre os produtos

de plástico comuns destinados ao consumidor final serem produtos de mais elevado valor

agregado, em comparação com os produtos e artefatos de plástico destinados ao consumidor

final, por exemplo, artefatos de copa-cozinha. (Plástico, Produtos Transformados de – pág.

60)

Apesar das peças e componentes técnicos soprados de plástico terem maior valor

agregado, são os produtos comuns que demandam grande volume de produção, os quais são

utilizados pelo consumidor final. Alguns exemplos desta grande demanda se encontram no

consumo de embalagens para produtos de limpeza e garrafas PET para refrigerantes e água

mineral, conforme informações a seguir.

Embalagens plásticas sopradas para produtos de limpeza: segundo a Revista

Distribuição nº 4 (jan/abr – 2012), nos últimos anos, o mercado de limpeza tem crescido

bastante no Brasil e o das embalagens destinadas a esses produtos acompanham o ritmo. Em

2011, segundo dados divulgados pela Lafis – empresa de pesquisa de mercado, o faturamento

do setor de limpeza foi de R$ 14,3 bilhões e, em 2010, R$ 13,5 bilhões. De acordo com

levantamento feito pela Datamark – agência de pesquisa de mercado, em 2010 foram

produzidas mais de 4 milhões de embalagens destinadas somente para esse mercado e,

segundo, estimativas de Lúcia Izar, responsável pelo departamento de pesquisa dessa agência,

em 2011, a produção também ultrapassou esse número. Investir no setor de embalagens

sopradas para produtos de limpeza (fig. 9) é participar de um mercado bastante dinâmico.

Figura 9.: Embalagens para produtos de limpeza

http://www.datamark.com.br/


- 31 -

A todo momento, surgem novos perfumes e embalagens para atender as preferências

de um público bastante exigente. Além disso, com objetivo de oferecer mais praticidade aos

usuários, os fabricantes de produtos de limpeza constantemente buscam embalagens mais

seguras para o manuseio e armazenamento do conteúdo. Outro ponto positivo é a alta

penetração dos produtos de limpeza em todas as classes sociais. Uma forte tendência no setor

de produtos de limpeza é a diminuição no tamanho das embalagens. Logo, o que se vê é um

setor mais aquecido, em que se produz mais porque se vende mais, já que os preços estão

mais acessíveis.

O Grupo Engra é um dos mais tradicionais fornecedores de embalagens plásticas para

as principais marcas de produtos de limpeza do país. Há mais de duas décadas no mercado,

hoje atende as mais diversas necessidades. Iniciou suas atividades em 1986 com mais de 50%

de sua produção voltada a produtos de limpeza. Devido às diferentes demandas de mercados,

a situação mudou muito e houve uma diversificação em diferentes ramos e hoje cerca de 20%

de sua produção é voltada a produtos de limpeza. Devido à grande concorrência com

empresas pequenas e regionais, além da informalidade, não sobra muito recurso oriundo da

margem de produtos de limpeza para investir na expansão desse mercado, como acontece no

setor de cosméticos, por exemplo. Desta forma, o grupo foi obrigado a diversificar sua

atuação. No entanto, os grandes volumes e constância do setor de limpeza, ainda o torna

vantajoso. (http://www.abre.org.br/noticias2.php - 26.05.2012 - 17:48h)

Garrafas plásticas (PET) sopradas para refrigerantes e água mineral: o mercado de

bebidas como refrigerantes e água mineral é o grande consumidor de produtos soprados em

forma de garrafas PET. Estas garrafas possuem diversos formatos e tamanhos, variando de

acordo com a necessidade dos consumidores (fig. 10).

Figura 10.: Garrafas PET em diversos tamanhos e formas


- 32 -

Nas tabelas a seguir podemos ver através dos números a dimensão deste consumo:

Tabela 1 – Projeção de consumo de garrafas PET para refrigerantes em 2012

(http://www.recopet.com.br/producao-em-2012/garrafas-pet/ - 26.05.2012 – 18:41h)

Refrigerantes – garrafas Pet

Litros a engarrafar em 2012

Consumo per capita

(litros embalados)

GARRAFAS PER

CAPITA

QUANTIDADE DE GARRAFAS

(total)

12.618.501.385

Garrafas Total por embalagem

Litros % Litros

Até 1 23,55% 2.971.657.076 15,397 15,4 2.971.657.076

Até 2 65,33% 8.243.666.955 42,713 21,4 4.121.833.477

»2,5 11,11% 1.401.915.504 7,264 2,9 560.766.202

65 40 7.654.256.755

Volume médio da embalagem 1,63 litros

Tabela 2 – Projeção de consumo de garrafas PET para água mineral em 2012

(http://www.recopet.com.br/producao-em-2012/garrafas-pet/ - 26.05.2012 – 18:41h)

Água Mineral – garrafas Pet

Litros a engarrafar em 2012

Consumo per capita

(litros embalados)

GARRAFAS PER

CAPITA

QUANTIDADE DE GARRAFAS

(total)

4.193.566.752

Garrafas Total por embalagem

Litros % Litros

0,3 1,14% 47.806.661 0,248 0,8 159.355.537

0,33 7,52% 315.356.220 1,634 5,0 955.624.908

0,5 36,25% 1.520.167.948 7,877 15,8 3.040.335.895

0,75 0,53% 22.225.904 0,115 0,2 29.634.538

1 3,09% 129.581.213 0,671 0,7 129.581.213

1,5 33,32% 1.397.296.442 7,240 4,8 931.530.961

Até 2 18,15% 761.132.365 3,944 2,0 380.566.183

22 29 5.626.629.235

Volume médio da embalagem 0,76 litros


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Através dos exemplos anteriores é possível dimensionar a importância do processo de

transformação de produtos soprados para o atendimento das necessidades do mercado

consumidor, seja ele na figura de produtos técnicos que atendem a um público específico ou

na figura do consumidor final comum, o qual é responsável pelo maior volume da demanda

de produtos como embalagens em geral.

Capítulo 06: Conclusões.

- 34 -

44.. CCoonncclluussããoo

Após um estudo geral do processo de moldagem por sopro podemos afirmar que esta

técnica de processamento está entre as três técnicas mais utilizadas na produção de produtos

plásticos, juntamente com a moldagem por extrusão e a moldagem por injeção. Dentre as

classificações referentes aos processos de materiais plásticos existentes, a moldagem por

sopro está classificada como processo de transformação devido ao fato de não fabricar

produtos a partir de grânulos de polímeros e sim de matérias primas semi-manufaturadas,

originárias de processos sincronizados.

Estes processos são a moldagem por extrusão e a moldagem por injeção os quais

geram produtos semi-manufaturados como o parison e a pré-forma respectivamente,

fabricando-se assim a matéria prima para a transformação dos mesmos em produto final

através das técnicas de moldagem por sopro. Estas técnicas são diversas e cada uma apresenta

características específicas, diferenciando-se pelo ferramental utilizado, máquinas e produtos

fabricados através delas.

Tal variedade de técnicas se justifica pela variedade de produtos exigidos pelo

mercado consumidor que demanda produtos soprados com utilizações distintas desde

produtos comuns como embalagens domésticas até peças técnicas como reservatórios para

uso automobilístico. Dentre estes produtos podemos citar um que se destaca pelo alto volume

consumido e também pela sua resistência mecânica, este produto é a garrafa PET, comumente

utilizado como embalagem para refrigerantes.

Desta forma a moldagem por sopro se mostra como um processo de fundamental

importância para o processamento de diversos produtos plásticos com alta demanda de

mercado, em diversas áreas de aplicação, e que por si só não fabrica produtos finais, mas é

extremamente dependente de outros processos para transformar matéria prima semi-

manufaturada em produtos para o mercado.

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RReeffeerrêênncciiaass BBiibblliiooggrrááffiiccaass::

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Ltda, 1995.

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3. MANRICH, S. , “Processamento de Termoplásticos”. São Pulo, SP, Editora Artliber,

2005.

4. SHACKELFORD, J.F. , “Introduction to Material Science for Engineers”. Sixth Edition.

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Técnico”. SENAI-RS, 2011.

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Sopro - Apostila”.

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sopro apostila

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