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26/2/2010 1 MATERIAISMATERIAIS INDUSTRIAISINDUSTRIAIS IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃOIDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS IDENTIFICAÇÃO DOS MATERIAIS É importante identificar os materiais com clareza, não apenas, na etapa de definição no projeto, quanto na pesquisa ou na compra dessas meterias primas. Exemplo: � Denominação técnica (Poliamida) � Denominação comercial (Nylon) � Norma técnica (MB 1119 / 1120 / 1121 / 1125) � Sigla (PA) � Composição (6) � Fabricantes (Du Pont, Bayer, Rhodia, Hoecst) MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS MATERIAIS INDUSTRIAIS Metais Ferrosos Não Ferrosos Não metais Orgânicos Inorgânicos Compostos Aglomerados Reforçados Recobrimentos de Proteção Com fins elétricos e eletrônicos MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Metais Os metais dividem-se em: ferrosos; não ferrosos e metais em pó. � Ferrosos: Os metais ferrosos raramente são utilizados na sua forma pura, mas sim, em ligas metálicas, que são compostas de dois ou mais elementos químicos, sendo que, pelo menos um elemento é metal. São divididos em três grupos: os ferros; os aços e a metais do pó. 26/2/2010 2 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Ferrosos Ferros Fundido Cinzento Dúctil Branco Nodular Maleável Alta liga Aços Carbono Liga Inoxidável Ferramenta Alta resistência Metais em pó Baixa densidade Alta densidade Classificação dos metais ferrosos MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS �Não ferrosos: Os metais não-ferrosos podem ser classificados levando- se em conta diferentes critérios: o ponto de fusão; o custo; o peso específico e se precioso ou não. Podem, ainda, ser classificados quanto: à temperatura de fusão: baixa; média; alta e ao custo: moderado; médio; alto. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos metais não ferrosos Não ferrosos Leves Alumínio Magnésio Pesados Comuns Cobre Chumbo Zinco Platina Níquel Molibdênio Estanho Berílio Cromo Titânio Preciosos Ouro Prata Platina Paládio Irídio Ródio Rutênio Ósmio MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Não Metais Os não metais são divididos em dois grupos: os orgânicos e os inorgânicos. � Orgânicos: Os materiais orgânicos são aqueles que contém carbono na sua estrutura molecular e dividem-se em três grupos: naturais; naturais transformados e sintéticos. Os materiais naturais são usados como extraídos da natureza sendo submetidos a processos de separação,melhoria e acabamento. Os materiais naturais transformados são extraídos da natureza, mas, passam por processo diversos para serem utilizados. Os materiais sintéticos são produzidos em laboratório. Nesses materiais ocorrem alterações químicas na sua estrutura. Com os avanços ocorridos na Engenharia Química, hoje já é possível o desenvolvimento de materiais com características específicas para cada necessidade. 26/2/2010 3 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos materiais orgânicos Orgânicos Naturais Densos Animais Vegetais Fibras Animais Vegetais Naturais transformados Animais Couro Vegetais Latex Eucatex Celulose Papel Papelão Papelão microondulado Sintéticos Plásticos Termoplásticos Termofixos Borrachas Termofixas Elastômeros Termoplásticos Fibras Artificiais Sintéticas MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos materiais orgânicos naturais densos Animais Chifre Ossos Vegetais Madeira Bambu Cortiça MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação das fibras orgânicas naturais Animais Crina de cavalo Seda Pelo de camelo Vegetais Sisal Rami Fibra de coco Linho Algodão Cânhamo Piaçava Essas fibras vegetais podem ser utilizadas, também, como “fibras precursoras” na obtenção de fibras de carbono. No entanto, esses materiais têm rendimento pobre de carbono e as suas propriedades físicas, rigidez e resistência mecânica são fracas. Portanto, não são utilizados como materiais formadores de estruturas que exigem esforço físico. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Os materiais sintéticos são aqueles desenvolvidos em laboratórios e são divididos em: Plásticos, Borrachas, Elastômeros e Fibras. Os plásticos apresentam-se em dois grandes grupos: os termoplásticos e os termofixos e o comportamento de cada um deles, em relação ao calor, é diferente. Os termoplásticos amolecem e se fundem quando aquecidos e endurecem quando resfriados. Esse procedimento pode ser repetido e, com novo aquecimento, irão fundir-se novamente. Por essas características, os materiais termoplásticos podem ser facilmente reciclados. Os materiais termoplásticos dividem-se em dois grupos: os commoditys e os plásticos de engenharia. 26/2/2010 4 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS T e r m o p l á s t i c o s C o m m o d i t y P o l i o l e f i n a s P O Polietileno PE Polietileno de baixa densidade LDPE Polietileno linear LLBPE Polietileno de alta densidade HDPE Polietileno ultra-alto e alto peso molecular PEDE e UHMWPE Ionômero Etileno-vinil-álcool EVOH Polibutadieno PB Polipropileno PP Polimetilpenteno PMP V i n i s Cloreto de polivinila PVC Polivinilideno PVDC Polivinilideno fluorado PVF Cloreto de polivinila clorado CPVC Acetato de polivinila PVAc Polivinil-álcool PVA Polivinil-butirato PVB E s t i r e n o s Poliestireno OS Poliestireno composto GPPS Poliestireno de alto impacto HIPS Acrilonitrila-butadieno-estireno ABS e ABS/PC Acrílico-estireno-acrilonitrila ASA Estireno-acrilonitrila SAN Estireno-butadieno SB Estireno-metil SMA Classificação dos materiais termoplásticos commodity MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos plásticos de engenharia T e r m o p l á s t i c o s P l á s t i c o s d e E n g e n h a r i a Acrílicos Poliacrilonitrila PAN Acetal homopolímero Acetal copolímero Poliestireno cristalino CPET Polibutadieno teraftaleno PBT Polietileno teraftaleno PET Polifenileno-éter óxido PPE ou PPO Poliamida PA – Nylon 6, 6/6, 6/9, 6/10, 6/11, 6/12, 8, 11, 12 Nylon copolímero Nylon transparente Poliuretano PU Acetato de celulose CA Acetato de celulose butirato CAB Acetato de celulose-pro-pionato CAP Nitrato de celulose Etilcelulose EC Poliimida Policarbonato PC MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Os elastômeros termoplásticos podem sertrabalhados nos equipamentos utilizados para moldagem de materiais plásticos. Classificação dos elastômeros Elastômeros Poliuretano Copoliéster Lomod Copolímeros de estireno Olefinas TPO Ligas elastoméricas MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos plásticos de alta performance T e r m o p l á s t i c o s D e a l t a p e r f o r m a n c e e a l t a t e m p e r a t u r a Sulfeto de polifenileno Sulfonas Poliéster-sulfona PES Poliefenil-sulfona PPS Polissulfona PSU Polieteramida Resina cristal Fluorocarbonos Politetrafluoretileno PTFE/TFE Policlorotrifluoretileno CTFE Fluoreto de polivinil PVF Fluoreto etileno-propileno PEP Poliamida Policetonas Poliéster-cetona PEK Poliéster-éter-cetona PEEK 26/2/2010 5 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Os materiais termofixos, ao contrário dos termoplásticos, ao serem aquecidos são submetidos a uma reação de condensação, formando ligações cruzadas. Caso sejam novamente aquecidos, degradam-se, mas, não amolecem novamente. Por essa característica, os termofixos não podem ser reciclados. Termofixos (resinas) Epoxi Uréica Melamínica Poliuretânica Poliester Classificação dos materiais termofixos MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS As borrachas são materiais termofixos que podem ou não ser resistentes a óleos. Classificação das borrachas Borrachas Resistentes a óleo Neoprene Polietileno clorado Polietileno clorado e sulfonado Nitrilo Epicloro-hidrina Elastômero perfluoretano Acrilato Polissulfida Fluorocarbono Uretano Não resistentes a óleo Borracha natural Borracha natural sintética Estireno butadieno Polibutadieno, butil Etileno propileno MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS As fibras podem ser artificiais e sintéticas. As fibras artificiais são produzidas a partir da celulose. As fibras sintéticas são produzidas por extrusão e em seguida passam por processo de estiramento. Elas são comercializadas tendo como referências as características dos filamentos, simples ou composto, se contínuo ou fragmentado e, ainda, pela sua espessura: monofilamento; multifilamento; fibra cortada ou microfibra: A partir do desenvolvimento do raiom as fibras de carbono foram sendo aperfeiçoadas. Ao se desenvolver esta matéria-prima, chegou-se à produção de fibras carbônicas de alta resistência à tração e tensão mecânicas. Classificação das fibras orgânicas Fibras Artificiais A partir da celulose A partir do linter do algodão A partir da Polpa de madeira Raiom acetato Raiom viscose Sintéticas Poliéster Polipropileno Poliamida Acrílico Polivinílica Elastanos (fibras elastoméricas) MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Inorgânicos: Os materiais inorgânicos são aqueles que não contêm carbono na sua estrutura molecular. Dividem-se em: naturais, naturais transformados e sintéticos. Os materiais inorgânicos naturais e naturais transformados são divididos em materiais densos e fibras. Os inorgânicos sintéticos são aqueles produzidos em laboratório e são classificados em : plásticos; borrachas; elastômeros e fibras. O silicone é um material que é comercializado nessas múltiplas formas podendo, ainda, ser anti espumante. 26/2/2010 6 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos materiais inorgânicos Inorgânicos Naturais Densos Gemas Granitos Mármores Talco Mica Fibras Amianto Vermiculita Naturais Transformados Densos Cerâmica Vidro Fibras De vidro Óptica Sintéticos Plásticos Silicone Borrachas Silicone Elastômeros Silicone Fibras Silicone MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Materiais Compostos Os materiais compostos são obtidos misturando substâncias diferentes, simples ou compostas e os compósitos são uma classe especial de materiais compostos. Em sentido amplo, os compósitos são definidos como materiais compostos estruturais constituídos por duas ou mais fases macroscópicas e com propriedades mecânicas iguais ou melhores que as de cada componente considerado isoladamente. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS Classificação dos materiais compostos M a t e r i a i s c o m p o s t o s Aglomerados Concreto Materiais sinterizados Metais duros Areia aglomerada Amálgama Reforçados Plásticos reforçados Vidro aramado Polipropileno reforçado Madeira compensada Kevler com resinas Concreto armado Com fins elétricos e eletrônicos Circuito impresso Termoplástico condutivo (electrafil) Recobrimentos de proteção Pintura Plastificação Galvanostesia Metalização Adesivos Impressão Hot-stamping Tampografia Revestimentos MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS A definição das principais propriedades e características, que auxilia na escolha dos melhores materiais, que venham a atender aos múltiplos requisitos e restrições projetuais. A lista de propriedades e características, de cada um dos materiais, é de fundamental importância para que se possa viabilizar a comparação entre as matérias-primas, pois, apresenta os mesmos itens de caracterização, observadas as especificidades de cada grupo. 26/2/2010 7 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS É indispensável o conhecimento das principais propriedades e características, para tornar mais amplo o trabalho de avaliação comparativa. O trabalho de definição dos melhores materiais deve ser feito em conjunto com os engenheiros envolvidos no projeto. Os cálculos estruturais relativos à resistência e comportamento dos materiais é assunto da engenharia. Foram classificadas em cinco grupos, que englobam as propriedades e características: físicas; mecânicas; químicas; comerciais e formais. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS � Propriedades físicas Essas propriedades são inerentes aos materiais e não é fácil alterá-las: opacidade e transparência; cor; densidade; condutividade elétrica; condutividade térmica; expansão térmica; magnética, não magnética, ferromagnetismo e ponto de fusão, intervalo térmico de utilização; coeficiente de contração; coeficiente de dilatação; propriedades ópticas; propriedades óticas. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS � Propriedades mecânicas As propriedades mecânicas tratam das seguintes propriedades: peso específico; dureza; friabilidade; ductilidade; resistência à compressão, à tração, à torção, à flexão, ao dobramento, à flambagem, ao cizalhamento; à deformação; à elasticidade; à plasticidade, entre outras. � Propriedades químicas Dentre as propriedades químicas mais importantes, destacamos: a composição; a estrutura cristalina; a resistência a ácidos e bases; o índice de toxidez; a resistência à corrosão, além de outras. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS� Características comerciais Todas as matérias-primas são comercializadas sob condições específicas estabelecidas pelo fabricante e pelos revendedores, interferindo na escolha, como: a origem do material se nacional ou importado; o preço de venda; as condições e formas de pagamento; o prazo de entrega; as unidades de medida; as quantidades mínimas por pedido; os tamanhos e formas de comercialização; as embalagens individuais e coletivas; as tolerâncias; as cores e padrões; as texturas e muitas outras que são específicas para cada material. 26/2/2010 8 MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS � Características formais Na definição de materiais, diversos aspectos formais são levados em conta, tais como: o número de peças que compõem o produto e os seus encaixes; a conicidade, a espessura e a regularidade das paredes de cada peça; a expulsividade; os cantos vivos e/ou arredondados; o nível de detalhes; o tamanho das peças; os sistemas de movimentação mecânica e muito mais. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS IMPACTOS AMBIENTAIS Devem ser levados em conta, os impactos ambientais, decorrentes da utilização desta ou daquela matéria-prima e deste ou daquele processo de fabricação, em cumprimento às normas nacionais e internacionais de proteção ao meio ambiente. Os impactos ambientais são relativos aos materiais: à biodegradação; à reciclagem; à poluição ambiental; à reutilização e descarte e aos dos processos: poluição ambiental decorrente da extração até a produção da matéria-prima; aquecimento global; efeito estufa. MATERIAIS INDUSTRIAISMATERIAIS INDUSTRIAIS IMPACTOS ENERGÉTICOS Mais recentemente tem sido dada grande ênfase ao balanço energético de cada matéria-prima, dos processos de fabricação envolvidos e dos produtos fabricados. A utilização de materiais industriais consome energia desde a extração e, daí em diante, com os inúmeros processamentos, produção, acabamento, embalagem, transportes, reciclagem e descarte. Além disso, as radiações provenientes de produtos eletro-eletrônicos têm merecido das autoridades uma atenção especial.
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