Moldagem de plásticos
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Moldagem de plásticos


DisciplinaPolímeros e Metalurgia do Pó26 materiais218 seguidores
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erguido e com ele aderido parte do canal resfriado separado da peça, graças a um entalhe feito em sua superfície inferior. 
Moldagem de plásticos reforçados
Os materiais plásticos reforçados com outros materiais, comumente de natureza fibrosa, não são desenvolvimentos tão recentes. As chapas de fórmica, por exemplo, são empregadas desde o início do século passado.
A partir da Segunda Guerra Mundial deu-se a utilização da fibra de vidro como elemento de reforço de peças moldadas em resina poliéster. Na época foram construídas carcaças de proteção para antenas de radar de caças e bombardeiros. Essas peças satisfaziam o requisito de suportar cargas aerodinâmicas, manter a estabilidade dimensional sob temperaturas elevadas, resistir ao tempo e não interferir eletricamente nas freqüências do radar, condição que excluía a utilização de materiais metálicos. 
Algum tempo depois surgiram as fibras de carbono, boro e asbesto tendo como matriz as resinas termofixas, como os poliésteres, epóxis e fenólicos. Embora menos usados, as resinas termoplásticas como o poliestireno e náilons também encontram utilização.
Fibras de vidro 
	As características que tornam este material interessante para reforço são: relação resistência mecânica/peso elevada; baixo coeficiente de dilatação térmica; condutividade térmica elevada; grande estabilidade dimensional; acentuada resistência à corrosão; e isolação elétrica.
	Em função dessas propriedades encontra aplicação em: carcaças de veículos, casco de barcos, reservatórios de água e combustíveis, painés elétricos, mobiliário, vasos de pressão, entre outros.
	Os filamentos das fibras, que variam entre 0,0025 e 0,02 mm de diâmetro podem ser encontradas comercialmente na forma de mechas (\u201croving\u201d), mantas, tecidos e fibras picadas. 
	As mechas constituem-se num grupo de fibras paralelas, reunidas numa espécie de fita. As mantas são compostas por fibras, picadas ou contínuas, distribuídas numa matriz de adesivo resinoso. Ao que pese as fibras manterem distribuição uniforme, sua orientação é aleatória. Os tecidos são mantas com arranjo regular das fibras, fabricados por processos de tecelagem segundo diferentes padrões de disposição das fibras.
	Os filamentos contínuos, que atingem muitos metros de extensão, são em geral obtidos pela trefilação do vidro derretido. 
Fibras de carbono 
	Em relação à fibra de vidro, a fibra de carbono apresenta duas características superiores: maior rigidez elástica, que permite obter estruturas mais leves com a mesma resistência; e maior resistência em altas temperaturas, quando o vidro tende a fundir. Seu uso pôde ser difundido após o desenvolvimento da produção de filamentos de carbono a partir da celulose regenerada (\u201crayon\u201d) em escala comercial. Embora hoje se conheça outros processos de produção, a utilização do rayon como matéria prima é sem dúvida a preferida em virtude de seu menor custo. Tal qual a fibra de vidro, a fibra de carbono pode ser apresentada em na forma de fios e de tecidos.
Fibras de aramida (\u201cKevlar\u201d)
	Aramidas são poliamidas aromáticas desenvolvidas pela Du Pont sob o nome comercial de Kevlar. Apesar de custo elevado tem encontrado aplicação em plásticos reforçados na forma de fibras simples, tecidos puros ou mistos (junto com fibra de vidro ou carbono). Apresentam propriedades mecânicas intermediárias às fibras de vidro e carbono, mas possuem menor peso específico que as demais.
Fibras de boro
	Elas permitem a obtenção de materiais compostos bastante leves com notável desempenho mecânico. São produzidas pela deposição, em atmosfera de hidrogêneo, de boro metálico sobre um filamento de tungstênio, tendo um diâmetro de 0,01 a 0,015 mm de diâmetro. A deposição é feita até ser obtido um diâmetro final da ordem de 0,1 mm. Um gramo de filamento corresponde a um comprimento da ordem de cinqüenta metros. O boro metálico é obtido a partir do tricloreto de boro, que reage com o hidrogênio da ambiente:
	 2BCl3 + 3H2 2B + 6HCl 
	A adesão do boro deve ser feita a temperaturas da ordem de 1200 °C, a fim de remover contaminantes superficiais, como restos de lubrificantes ou camadas de óxidos.
 	A resistência à fadiga dessas fibras também é notável, contudo perdem sua resistência a temperaturas da ordem de 600 °C.
	A difusão do boro no núcleo de tungstênio, durante a etapa inicial de produção dos filamentos gera boretos de tungstênio ( W2B5 e WB4) que tendem a expandir, gerando tensões de tração junto ao núcleo e compressão na superfície externa. Isto pode ocasionar uma trinca radial que se estende no interior da região tracionada (Figura 6.3).
 	
Figura 6.3 \u2013 Ilustração da seção transversal da fibra de boro (a), corte longitudianal (b) e perfil de tensões antes da formação da trinca (c).
	As propriedades mecânicas dos plásticos reforçados dependem do efeito combinado do: tipo, quantidade (teor) e disposição das fibras de reforço no componente acabado. Já as propriedades químicas, elétricas e térmicas são influenciadas pela resina empregada. Por outro lado, o processo de fabricação mais adequado para um determinado tipo de peça depende do material a ser usado, das dimensões da peça, do tamanho do lote de peças e exigências do projeto.
	Disposição e teor das fibras
	A resistência da peça moldada depende diretamente da quantidade de fibras, mas também está relacionada com o arranjo delas na peça. As fibras podem ser dispostas segundo um arranjo unidirecional, bidirecional ou aleatório.
	O arranjo unidirecional permite a obtenção de elevadas propriedades mecânicas ao longo da direção do reforço, mas bem menores na direção transversal. A fibra neste caso é empregada em forma de mecha (tecido unidirecional) e o teor de fibras pode alcançar 80% em peso.
	O arranjo bidirecional inclui orientação em duas direções distintas, como no caso dos tecidos, nas quais se obtém maior resistência. Este arranjo permite até 65% em peso de fibras.
	O arranjo aleatório ou multidirecional é caracterizado pela igualdade das propriedades mecânicas em qualquer direção considerada no laminado. As fibras se apresentam em forma de fibras picadas ou mantas cujo teor não ultrapassa 50% em peso de fibras.
	As concentrações associadas ao seu teor de fibras refletem na resistência do produto, conforme é mostrado esquematicamente no gráfico da Figura 6.4.
Figura 6.4 \u2013 Relação entre resistência e teor-disposição de fibras em plásticos reforçados.
Resistência à corrosão e ao calor
	A resistência à corrosão e ao calor dependem primordialmente das resinas utilizadas, especialmente se adicionadas cargas. Na moldagem com fibra de vidro utilizam-se em geral resinas poliéster, em razão de seu menor preço. Eventualmente se empregam resinas epoxí, fenólicas, melamínicas e acrílicas, ou combinação destas. Alguns termoplásticos, como náilon, poliestireno, policarbonatos e fluorocarbonatos, também podem receber reforço com fibra de vidro.
O processo de moldagem pode ser subdividido em duas grandes categorias: processos de molde aberto ou processo de molde fechado.
	Os moldes abertos são constituídos de uma única cavidade, macho ou fêmea, quando apenas uma face do moldado recebe acabamento. A moldagem pode ser executada manualmente, por pistola ou câmara de vácuo, entre outros processos.
	Os moldes fechados possuem duas cavidades, macho e fêmea, permitindo a obtenção de acabamento superficial nas duas faces. Exemplo mais comum é a moldagem em moldes fechados por matrizes combinadas.
	Na moldagem de fibras, em geral, deve-se produzir um modelo e a partir dele gerados um ou mais moldes sobre os quais são moldadas as peças. O modelo pode ser feito de madeira, gesso, ou metal. O mais comum é o modelo em madeira sobre o qual é moldado o molde em plástico reforçado. Com o molde em plástico reforçado produz-se as peças moldadas. 
	A superfície acabada do molde é feita com uma gelatina de cobertura (\u201cgel-coat\u201d) suportada por uma parede espessa de resina impregnada