PI IX Pedal de Acelerador

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FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA 
 
 
 
 
 
BEATRIZ COSTA BIDO 
JULIANA TEIXEIRA LIMA 
MIRIANA PRADO CERQUEIRA 
RAFAEL LIMA DE CARVALHO 
THAMIRES MARTINS CAMPOS DE SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DO PEDAL DO ACERELADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2016 
 
 
BEATRIZ COSTA BIDO – RA 4870972 
JULIANA TEIXEIRA LIMA – RA 4729418 
MIRIANA PRADO CERQUEIRA – RA 4823230 
RAFAEL LIMA DE CARVALHO – RA 5224062 
THAMIRES MARTINS CAMPOS DE SOUZA – RA 6044055 
 
 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DO PEDAL DO ACERELADOR 
 
 
 
 
Trabalho apresentado para obtenção de 
nota no Projeto Integrado IX do curso de 
graduação em Engenharia de Produção 
Mecânica das Faculdades Metropolitanas 
Unidas. 
 
 
 
 
ORIENTADOR: PROF. MS. LEANDRO CARDOSO DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicamos o presente trabalho primeiramente 
a Deus, por nos dar sabedoria e perseverança 
para sua elaboração. 
Em segundo, aos nossos familiares e amigos, 
por todo apoio dedicado ao longo desta 
jornada. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente a Deus, por ter nos direcionado e nos guiado. 
Ao professor Leandro Cardoso da Silva, por ter nos proporcionado um trabalho que 
nos proporcionasse aprendizado e a aplicação de vários conceitos vistos ao longo o 
curso. 
As nossas famílias, que nos apoiaram na escolha da graduação. 
Aos amigos, por toda a motivação ao longo do trabalho. 
Aos colegas do grupo, que contribuíram para o desenvolvimento do trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Treine enquanto eles dormem, estude 
enquanto eles se divertem, persista enquanto 
eles descansam, e então, viva o que eles 
sonham.” Provérbio Japonês. 
 
 
 
RESUMO 
 
Os pedais de aceleradores são utilizados em automóveis e têm a função de 
transmitir a intenção do motorista de acelerar o veículo. O pedal de acelerador pode 
ser produzido em metal ou em polímeros por diversos processos de fabricação. Os 
polímeros originam-se através da união de grandes cadeias moleculares, podendo 
ser separados em lineares ou ramificados. Dividem-se em termoplásticos e 
termofixos. As propriedades e características variam de polímero para polímero. 
Neste trabalho, o foco será o compósito de poliamida 6.6 (PA 6.6) com 30% de fibra 
de vidro, pois é a matéria-prima utilizada para a fabricação do objeto em estudo. 
Este compósito se caracteriza por sua grande resistência à fadiga e a impactos 
repetitivos. Além disso, tem baixo coeficiente de fricção e boa resistência química. 
Esse tipo de material é o mais utilizado pelas industriais por ser obtido facilmente em 
por processo de injeção, por ser resistente e por possuir inércia química quando 
associada a alguns tipos de plásticos. A poliamida 6.6 com 30% de fibra de vidro 
consegue atender as necessidades exigidas pelo produto final. Para o 
reaproveitamento dos resíduos e refugos é utilizada a reciclagem mecânica, sendo 
assim o produto torna-se novamente matéria-prima para a fabricação de novos 
produtos. 
 
Palavras-chave: Pedal de Acelerador; Poliamida 6.6; Fibra de Vidro; Processo de 
Injeção Plástica. 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1- Pedal do acelerador (Imagem fornecida pelo professor orientador) .......... 13 
Figura 2 - Identificação da matéria-prima do pedal de acelerador (Imagem fornecida 
pelo professor orientador) ......................................................................................... 14 
Figura 3 - Curva de tensão-deformação de engenharia do nílon-6.6 (ASKELAND ET 
AL., 2015). ................................................................................................................. 21 
Figura 4 - Efeito da temperatura na estrutura e no comportamento dos 
termoplásticos (ASKELAND ET AL., 2015). .............................................................. 23 
Figura 5 - Curva tensão-deformação para um compósito reforçado com fibras 
(ASKELAND ET AL., 2015). ...................................................................................... 26 
Figura 6 - Injetora Plástica (Foto tirada na empresa IBEPLAS em visita técnica em 
abril de 2013). ........................................................................................................... 30 
Figura 7 - (a) Esquematização de um molde simples para injeção de termoplásticos / 
(b) Conjunto injetado em um ciclo de injeção (MANRICH, 2013). ............................. 31 
Figura 8 - Vista Esquemática de Molde com Canais Quentes (MANRICH, 2013). ... 34 
Figura 9 - Representação esquemática do processo de injeção (fonte: 
http://www.engeplas.com.br). .................................................................................... 36 
Figura 10 - Moinho utilizado na trituração de resíduos plásticos (Foto tirada na 
empresa IBEPLAS em visita técnica em abril de 2013). ........................................... 40 
Figura 11 - Layout da Fábrica (Elaboração dos próprios autores) ............................ 44 
Figura 12 - Mapofluxograma da Fábrica (Elaboração dos próprios autores) ............ 44 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Polímeros Industriais Resultantes de Reação de Poliadição (MANO, 
2003). ........................................................................................................................ 16 
Tabela 2 - Polímeros Industriais Resultantes de Reação de Policondensação 
(MANO, 2003). .......................................................................................................... 17 
Tabela 3 - Polímeros Industriais Resultantes por Modificação Química de Outros 
Polímeros (MANO, 2003). ......................................................................................... 18 
Tabela 4 - Temperaturas (ºC) nas diversas zonas do barril (MANRICH, 2013). ....... 36 
Tabela 5 - Pressões de injeção máxima (MANRICH, 2013)...................................... 37 
 
 
 
 
LISTA DE FÓRMULAS E EQUAÇÕES 
 
(1) Tempo de relaxação à tensão........................................................................... 21 
(2) Massa específica.............................................................................................. 25 
(3) Condutividade térmica....................................................................................... 26 
(4) Condutividade elétrica....................................................................................... 26 
(5) Módulo de elasticidade...................................................................................... 26 
(6) Módulos aproximados....................................................................................... 26 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10 
2. OBJETIVO ............................................................................................................ 11 
3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 12 
4. METODOLOGIA ................................................................................................... 13 
5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................. 15 
5.1. Introdução aosPolímeros ................................................................................ 15 
5.1.1. Termoplásticos ............................................................................................. 19 
5.1.2. Propriedades dos Termoplásticos ................................................................ 20 
5.1.3. Propriedades Mecânicas dos Termoplásticos .............................................. 20 
5.1.4. Influência da Temperatura nos Termoplásticos ........................................... 22 
5.2. Poliamida (PA) ................................................................................................. 23 
5.3. Introdução aos Compósitos ............................................................................. 24 
5.3.1. Compósitos com Fibras ................................................................................ 25 
5.4. Introdução à Fibra de Vidro ............................................................................. 27 
5.5. Poliamida 6.6 com 30% de Fibra de Vidro ...................................................... 27 
6. MÉTODOS E MATERIAIS .................................................................................... 29 
6.1. Introdução ao Processo Produtivo ................................................................... 29 
6.2. Injeção Plástica ............................................................................................... 29 
6.3. A Injetora ......................................................................................................... 30 
6.4. Molde de Injeção ............................................................................................. 31 
6.4.1. Tipos de Moldes ........................................................................................... 32 
6.4.1.1. Moldes com Canais Frios ou Convencionais ............................................ 33 
6.4.1.2. Moldes de Canais Isolados ....................................................................... 33 
6.4.1.3. Moldes com Canais Quentes .................................................................... 33 
6.5. Ciclo de Injeção ............................................................................................... 35 
6.6. Temperaturas nas zonas de aquecimento da Injetora ..................................... 36 
6.7. Pressões exercidas no polímero na cavidade do molde ................................. 37 
6.8. Resíduos e Reciclagem ................................................................................... 37 
6.8.1. Reciclagem Mecânica .................................................................................. 38 
6.8.2. Reciclagem Química .................................................................................... 39 
6.8.3. Reciclagem Energética ................................................................................ 39 
 
 
6.8.4. Resíduos Termoplásticos no Processo de Injeção Plástica e Sua 
Reciclagem ................................................................................................................ 39 
7. MATERIAIS E PARÂMETROS UTILIZADOS ...................................................... 41 
7.1. O Pedal do Acelerador .................................................................................... 41 
7.2. Processamento do Pedal de Acelerador ......................................................... 42 
7.3. Fluxograma do Processo de Injeção do Pedal do Acelerador ......................... 43 
8. LAYOUT DA FÁBRICA DO PEDAL DE ACELERADOR..................................... 44 
9. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 45 
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 46 
APÊNDICE A - FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE INJEÇÃO DO PEDAL.......... 48 
 
 
 
10 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Um engenheiro de produção necessita ter uma visão muito ampla e clara 
dentro dos processos que o cercam. Essa necessidade se faz necessária para a 
rápida tomada de decisão para problemas que possam vir a acontecer dentro do seu 
universo produtivo, ou até mesmo, para a implementação de novos processos de 
fabricação para novos produtos, ou para substituir um processo de fabricação já 
utilizado por outro, a fim de reduzir custos e tempos do processo. 
Foi cedido ao grupo deste trabalho um pedal de acelerador, onde o grupo 
teve de pôr em prática sua visão nos processos de fabricações existentes, estes 
aprendidos no decorrer do curso de Engenharia de Produção Mecânica, e com isso 
identificar os processos e materiais utilizados na fabricação do pedal. 
O pedal de um acelerador pode ser fabricado em metal, ou em polímeros, por 
diversos processos de fabricação diferentes, como usinagem, estampagem, entre 
outros. O processo adotado em si neste trabalho é o de injeção plástica de poliamida 
reforçada com fibra de vidro. 
A poliamida pode ser aplicada em diversos produtos, como em engrenagens, 
peças automotivas, buchas e lacres. Segundo Roda (2011), a poliamida possui alta 
resistência a fadiga, boa resistência ao impacto, alta temperatura de fusão, baixo 
coeficiente de atrito, resistência às intempéries, ótimas propriedades mecânicas, alta 
fluidez, são impermeáveis aos gases, baixa resistência a ácidos inorgânicos, e baixa 
resistência a alcoóis aromáticos. 
 
 
11 
 
2. OBJETIVO 
 
O objetivo do presente trabalho é ilustrar o processo de fabricação de pedal 
de acelerador, fornecido pelo professor orientador do Projeto Integrado. Além disto, 
será abordada também a matéria-prima que compõe o produto, bem como os 
resíduos e meios de reciclagem desta. 
 
 
12 
 
3. JUSTIFICATIVA 
 
O pedal de acelerador tem por objetivo realizar o acionamento da válvula 
borboleta do carburador ou do sistema de injeção eletrônica, que por sua vez 
aumenta ou diminui a passagem de ar para dentro do motor. A unidade de controle 
eletrônico do motor (ECU) por sua vez identifica a válvula de aceleração aberta e 
aumenta a vazão de combustível. Os sensores monitoram tanto a massa de ar que 
entra no motor quanto à quantidade de oxigênio no escapamento, permitindo que a 
ECU faça o ajuste da entrega de combustível aos cilindros, de modo que a relação 
ar-combustível seja correta, gerando assim a aceleração do veículo. (NICE, 2016) 
Este trabalho será realizado para que o grupo possa estudar e entender o 
funcionamento do pedal de acelerador, seu processo de fabricação e o motivo da 
escolha da matéria-prima utilizada. 
Sabendo que o processo utilizado para sua formulação é a injeção plástica, a 
elaboração deste trabalho possibilitará ao grupo conhecer as peculiaridades do 
método de fabricação, com o intuito de compreender as falhas incorridas no 
processo, bem como conhecer as demais técnicas de fabricação em que o pedal 
possa ser produzido. 
 
13 
 
4. METODOLOGIA 
 
O produto de estudo desse projeto é o pedal do acelerador automotivo. O 
pedal tem a finalidade de comunicar a intenção do motorista em acelerar o veículo 
por meio de seu pressionamento. 
Após o acionamento do pedal de acelerador, há a ativação da válvula 
borboleta, onde ocorre a permissão de entrada de ar para o motor. A ECU do motor, 
por sua vez, identifica a abertura da válvula e libera a vazão de combustível para os 
cilindros para a realização do processo de combustão, gerando com isso o 
aceleração do motor e, posteriormente, o movimento do veículo. 
O produto pode ser visto na imagem a seguir: 
 
 
Figura 1- Pedal do acelerador (Imagem fornecida pelo professor orientador) 
 
Ao observar o pedal, concluiu-se que o mesmo foi conformado atravésdo 
processo de injeção plástica. Seu material de composição, segundo a gravação 
contida em seu corpo, é um composto de PA 6.6 com 30% de fibra de vidro, 
conforme figura 2. 
 
14 
 
 
Figura 2 - Identificação da matéria-prima do pedal de acelerador (Imagem fornecida pelo professor 
orientador) 
 
Porém antes de tratar do desenvolvimento específico deste produto e seu 
processo de fabricação, deve-se conhecer os conceitos que o envolvem, como seu 
material de composição e processo produtivo, cujos serão abordados nos tópicos 
seguintes. 
 
 
15 
 
5. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
A seguir será apresentada a revisão bibliográfica para os temas que envolvem 
o desenvolvimento do pedal de acelerador de veículo. 
 
5.1. Introdução aos Polímeros 
 
A maioria dos materiais poliméricos é composto a partir da união de grandes 
cadeias moleculares (macromoléculas), que são cadeias de átomos de carbono, às 
quais vários átomos ou radicais estão lateralmente ligados para a formação de um 
sólido, e desta característica que provem nome, que em grego poli significa muitos e 
meros significa partes, ou seja, muitas partes. Considera-se que essas 
macromoléculas podem ser compostas por meros, que por sua vez são entidades 
estruturais menores, que se repetem ao longo da cadeia. As moléculas simples são 
chamadas de manômeros, que unidas por ligação covalente geram as cadeias. 
Os polímeros podem ser separados de duas formas, sendo os polímeros 
ramificados e os polímeros lineares. Os polímeros lineares são aqueles cujas 
cadeias poliméricas estão dispostas aleatoriamente. Já os polímeros ramificados 
são aqueles que contêm cadeias poliméricas principais, onde suas ramificações 
secundárias formam cadeias menores que darão origem às cadeias principais. 
(ASKELAND ET AL., 2015) 
Segundo Mano (2003), há três tipos de reações pelas quais se produzem os 
polímeros: a poliadição, onde os monômeros comumente apresentam duplas 
ligações entre átomos de carbono e não há a formação de subprodutos; a 
policondensação, onde existe a formação de subprodutos, que devem ser removidos 
do meio reacional durante o processo; e a modificação de polímeros, que resulta de 
reações químicas de polímeros já existentes e que objetiva a mudança das 
propriedades do material original permitindo assim a diversificação de suas 
aplicações. As tabelas a seguir exemplificam, respectivamente, os polímeros que 
são obtidos por cada uma das reações supra citadas: 
 
 
16 
 
Tabela 1 - Polímeros Industriais Resultantes de Reação de Poliadição 
(MANO, 2003). 
 
Polímero Sigla 
Polietileno PE 
Polipropileno PP 
Poli-isobutileno PIB 
Poliestireno PS 
Polibutadieno BR 
Poli-isopreno IR 
Copoli(etileno-propileno-dieno) EPDM 
Copoli(isobutileno-isopreno) IIR 
Copoli(butadieno-estireno) SBR 
Poli(cloreto de vinila) PVC 
Poli(cloreto de vinilideno) PVDC 
Policloropreno CR 
Poli(fluoreto de vinilideno) PVDF 
Poli(tetraflúor-etileno) PTFE 
Poli(acetato de vinila) PVAC 
Poli(metacrilato de metila) PMMA 
Poliacrilonitrila PAN 
Copoli(butadieno-acrilonitrila) NBR 
Copoli(estireno-acrilonitrila) SAN 
Copoli(estireno-butadieno-acrilonitrila) ABS 
Copoli(etileno-acetato de vinila) EVA 
 
 
 
 
 
 
17 
 
Tabela 2 - Polímeros Industriais Resultantes de Reação de Policondensação 
(MANO, 2003). 
 
Polímero Sigla 
Poli(glicol etilênico) PEG 
Poli(óxido de fenileno) PPO 
Poli(éter-éter-cetona) PEEK 
Resina Epoxidíca ER 
Poli(dimetil-siloxano) PDMS 
Poli(tereftalato de etileno) PET 
Poli(tereftalato de butileno) PBT 
Policarbonato PC 
Poli(ftalato-maleato de etileno) PEPM 
Poliamida-6 PA-6 
Poliamida-11 PA-11 
Poliamida-66 PA-66 
Poliamida-610 PA-610 
Poli(fenileno-tereftalamida) PPTA 
Polibenzimidazol PBI 
Poli(amida-imida) PAI 
Poli(éter-imida) PEI 
Poli-imida PI 
Poli(sufeto de fenileno) PPS 
Poli(atil-sulfona) PAS 
Poli(éter-sulfona) PES 
Resina de fenol-formaldeído PR 
Resina de ureia-formaldeído UR 
Resina de melamina-formaldeído MR 
Poli(óxido de metileno) POM 
Poliuretano PU 
 
 
18 
 
Tabela 3 - Polímeros Industriais Resultantes por Modificação Química de 
Outros Polímeros (MANO, 2003). 
 
Polímero Sigla 
Nitrato de celulose CN 
Acetato de celulose CAC 
Metil-celulose MC 
Hidroxi-etil-celulose HEC 
Carboxi-metil-celulose CMC 
Poli(álcool vinílico) PVAL 
Copoli(isobutileno-isopreno) clorado CIIR 
Polietileno clorado CPE 
Polietileno cloro-sulfonado CSPE 
Poli(cloreto de vinila) clorado CPVC 
 
 
Quanto à ocorrência, temos os polímeros naturais: que são extraídos 
diretamente da natureza, por exemplo, de proteínas (polímero de condensação de 
alfa-aminoácidos), amido (polímero de condensação da alfa-glicose) e borracha 
natural (polímero de adição do isopreno); e temos os polímeros artificiais ou 
sintéticos: que são obtidos em laboratório através de reações químicas, por 
exemplo, polietileno (PE), isopor (poliestireno insuflado com ar quente), policloreto 
de vinila (PVC) etc. Temos também os chamados biopolímeros, que são produzidos 
a partir de matérias-primas de fontes renováveis, como: milho, cana-de-açúcar, 
celulose (polímero de condensação da beta-glicose), quitina, entre outras. Em 
contrapartida, muitos polímeros são obtidos de matérias-primas fósseis, como o 
petróleo e o gás natural, fontes estas que levam milhares de anos para se formarem. 
Os polímeros se dividem em três estruturas: os termoplásticos, onde as 
cadeias lineares são flexíveis, ou seja, não sofrem modificações em sua estrutura 
química quando são aquecidos, independente se são ramificadas ou não, portanto 
podem ser remoldados sucessivamente. Os termofixos, onde a rede tridimensional é 
rígida, sofre modificação em sua estrutura química, podendo conter cadeias lineares 
ou ramificadas, sofrem decomposição por aquecimento, antes que ocorra a fusão e 
19 
 
assim não podem ser remoldados. E por fim, os elastômeros, que suportam a altas 
deformações elásticas, podendo ser termoplásticos ou termofixos. 
Quanto às propriedades físicas dos polímeros, estas são muito variáveis de 
acordo com o material e sua estrutura. Desta maneira, abordaremos as 
propriedades da poliamida (PA) especificamente, uma vez que é este o material 
polimérico utilizado para a fabricação do pedal de acelerador, que é foco deste 
trabalho, bem como as propriedades dos termoplásticos, uma vez que este material 
se classifica como tal. (MANO, 2003) 
 
5.1.1. Termoplásticos 
 
Atualmente, uns dos materiais mais utilizados pela indústria automotiva são 
os plásticos. Isso se dá pelas características desse tipo de material, como o peso e a 
baixa temperatura de processamento, além do custo de sua produção que, por ser 
menor em comparação a outros materiais de engenharia, o torna um produto mais 
competitivo. 
A poliamida, também conhecida como nylon, é um termoplástico que, 
segundo Askeland et al. (2015), é composto de cadeias longas produzidas pela 
união dos monômeros, possui comportamento mecânico plástico dúctil e suas 
cadeias podem ou não ter ramificações, assemelhando-se a arvores que crescem 
emaranhadas. As cadeias individuais estão entrelaçadas entre si (nós físicos). Ainda 
empregando essa analogia, as arvores podem ou não ter ramos, e, apesar de 
emaranhadas, nenhuma arvore está presa uma a outra. Consequentemente, nos 
termoplásticos, as cadeias podem ser destrançadas pela aplicação de uma tensão 
trativa (ou tensão de arraste). Os termoplásticos podem ser amorfos 
(macromoléculas poliméricas dispostas sem uma configuração particular) ou 
parcialmente cristalinos.Quando aquecido, amolecem e fundem-se e, assim, 
adquirem formas de diversos objetos. Os termoplásticos podem ser reprocessados 
ou reciclados com facilidade, pois não há alteração química durante a fusão, 
fazendo com que suas características não se percam durante este processo. Os 
materiais termoplásticos são resistentes a altas temperaturas, possuem alta 
tenacidade, apresentam propriedades de baixo atrito e resistência química. 
 
 
20 
 
5.1.2. Propriedades dos Termoplásticos 
 
Grau de polimerização é a quantidade de meros que uma molécula, em 
média, apresenta. As propriedades mecânicas como a tenacidade, resistência ao 
desgaste, resistência à tração, fluência e a temperatura de fusão são proporcionais 
com a massa molecular e o grau de polimerização médio de cada material. Porém, 
como o aumento das propriedades citadas acima não é linear, o processamento dos 
materiais se torna muito mais difícil. 
A cristalinidade afeta as propriedades mecânicas e óticas dos polímeros, e o 
aumento da mesma ocasiona o crescimento da densidade do polímero, fazendo com 
que as suas propriedades mecânicas e a resistência aos ataques químicos sejam 
melhoradas. 
A deformação ocasiona o alongamento e o alinhamento das cadeias, fazendo 
com que sejam utilizadas para a produção de fibras. Através dessa deformação, faz 
com que as propriedades desses polímeros sejam melhores quando comparadas a 
de vários materiais metálicos e cerâmicos. 
Os copolímeros são formados pelas cadeias de adição lineares compostas de 
dois ou mais tipos de moléculas combinadas. 
Já quando se quer melhorar as propriedades mecânicas dos termoplásticos, 
tem-se a opção de misturar uns polímeros aos outros. Por exemplo: para melhorar a 
tenacidade de um termoplástico qualquer, pode-se misturá-lo a um elastômero. 
(ASKELAND ET AL., 2015) 
 
5.1.3. Propriedades Mecânicas dos Termoplásticos 
 
Os termoplásticos podem apresentar comportamento viscoelástico, que 
ocorre quando a deformação plástica e elástica acontecem ao mesmo tempo. 
Podem também apresentar comportamento não newtoniano, que ocorre quando a 
relação entre a taxa de deformação cisalhante e a tensão de cisalhamento não é 
linear. 
Como resultado dos dois comportamentos citados acima, encontramos a 
curva de deformação elástica. Se tratando da poliamida 6.6 que é o foco deste 
trabalho, abaixo segue a curva de tensão deformação de engenharia deste material 
em particular. 
21 
 
 
 
Figura 3 - Curva de tensão-deformação de engenharia do nílon-6.6 (ASKELAND ET AL., 2015). 
 
Os termoplásticos apresentam relaxação à tensão, que é quando o polímero 
está sob o domínio de uma deformação constante e por um período muito longo e 
ocorre a redução de tensão sob o mesmo. Sabendo também que o tempo da 
relaxação da tensão varia de acordo com a temperatura e a viscosidade do material, 
podendo ocorrer mais rápido quando o material está sujeito a temperaturas mais 
altas e sua viscosidade é baixa. Podemos calcular o tempo de relaxação (λ) através 
da fórmula abaixo: 
 
 
 
 (1) 
 
Onde, é a tensão, é a tensão inicial e o tempo depende da temperatura e da 
viscosidade do material. 
Segundo Askeland et al. (2015) “Os termoplásticos também apresentam 
fluência, que é uma deformação permanente dependente do tempo, com tensão 
constante.”. Também acrescentam que uma medida mais prática das propriedades a 
altas temperaturas e da fluência de um polímero é a elevada temperatura de 
deflexão ou a temperatura de distorção sob carregamento. A partir deste conceito 
podemos dizer então que a fluência depende da temperatura, tempo e tensão que o 
material é submetido. 
22 
 
Os termoplásticos são frágeis ao impacto, pois quando submetidos a este tipo 
de teste, o material não tem tempo suficiente para que suas cadeias se deslizem e 
apresente deformação plástica, isso ocorre porque a deformação ocasionada 
através do impacto acontece muito rápido. Essa fragilização pode ser melhorada 
através da elevação da temperatura que o material está exposto, pois quando o 
material está submetido a baixas temperaturas ele apresenta um comportamento 
frágil-dúctil. Já com a elevação da temperatura, ele passará a apresentar um 
comportamento mais tenaz, pois as cadeias se movimentarão mais facilmente. 
Microfissuramento pode ser encontrado nos termoplásticos, que apresenta 
deformação plástica perpendicularmente à direção da tensão aplicada. Embora se 
assemelhe com uma trinca, o microfissuramento ainda pode suportar a aplicação de 
uma tensão, ainda assim devemos ter cuidado, pois a microfissura pode levar o 
material a ser mais frágil e fraturar. 
Branqueamento, conforme Askeland et al. (2015), refere-se à falha de um 
plástico em decorrência de uma cristalização localizada, a qual conduz à formação 
de vazios. Em geral, o branqueamento é causado pela ação de esforços repetitivos 
sobre o material, por exemplo, a flexão. 
 
5.1.4. Influência da Temperatura nos Termoplásticos 
 
Para se trabalhar adequadamente com os termoplásticos, é necessário 
entender como as mudanças de temperatura acontecem e qual a influência sobre o 
projeto. Devem também ser de conhecimento quais problemas podem ocorrer 
durante o processamento destes materiais caso as temperaturas aplicadas não 
estejam corretas, já que as propriedades dos termoplásticos mudam de acordo com 
calor. 
Os termoplásticos podem ser amorfos ou cristalinos, quando resfriados abaixo 
da sua temperatura de fusão. Porém, alguns desses materiais podem apresentar os 
dois casos, regiões amorfas e cristalinas. E então podemos nos perguntar como isso 
acontece. A cristalização nesse material acontece quando ele é resfriado lentamente 
ou mediante a uma aplicação de tensão. 
O material pode degradar-se caso as temperaturas estejam demasiadamente 
elevadas. Isto ocorre porque as ligações covalentes entre os átomos podem ser 
destruídas quando o material está em seu estado líquido. 
23 
 
Para a PA 6.6 especificamente, a faixa de fusão varia de 243-260ºC; sua 
temperatura de transição vítrea é 49 Tg; a temperatura de processamento está entre 
260-327ºC. (ASKELAND ET AL., 2015) 
 
 
Figura 4 - Efeito da temperatura na estrutura e no comportamento dos termoplásticos (ASKELAND ET 
AL., 2015). 
 
5.2. Poliamida (PA) 
 
A poliamida 6.6 (PA 6.6) é considerada o material mais importante na família 
nylon e é obtida através da polimerização entre a diamina hexametileno e o ácido 
adípico, produzindo a diamina polihexametilêno. A PA 6.6 pode ser fabricada pelo 
processo de moldagem por injeção convencional ou por métodos de extrusão. 
Conforme Askeland et al. (2015), a poliamida apresenta 83 Mpa de 
resistência à tração na ruptura; 300% de alongamento; 4.450 Mpa de módulo 
elástico; 1,14 g/m³ de densidade e 1,1 J/cm de resistência ao impacto Izod. 
Para Mano (2003), outras propriedades marcantes deste polímero é sua 
resistência mecânica à fadiga, a impacto repetido à abrasão. Além disto, apresenta 
também baixo coeficiente de fricção e boa resistência química e a solventes não 
ácidos. 
A poliamida, segundo Roda (2011), tem uma aceitação muito boa a 
incorporação de fibra de vidro, cargas minerais, pigmentos, estabilizantes, 
lubrificantes e modificadores de impacto. 
24 
 
 
5.3. Introdução aos Compósitos 
 
Os compósitos são materiais multifásicos produzidos artificialmente, que 
possuem uma combinação desejável das melhores propriedades das suas fases 
constituintes. 
De uma forma bastante abrangente, pode-se dizer que os compósitos 
constituem uma classe de materiais heterogêneos, multifásicos, podendo 
ser ou nãopoliméricos, em que um dos componentes, descontínuo, dá a 
principal resistência ao esforço (componente estrutural), e o outro, contínuo, 
é o meio de transferência desse esforço (componente matricial). (MANO, 
2003, p. 124, grifo do autor). 
Ainda segundo Mano (2003), os materiais estruturais devem ter resistência, 
rigidez e maleabilidade, características que geralmente são encontradas nas fibras. 
O seu papel é suportar as cargas máximas e impedir que as deformações 
ultrapassem limites aceitáveis. Já o papel do componente matricial é manter a 
orientação das fibras e seu espaçamento, transmitir as forças de cisalhamento entre 
as camadas destas (para que o compósito resista a dobras e torções) e protegê de 
danos superficiais. O material empregado para a matriz comumente é um polímero 
orgânico macio ou duro, termoplástico ou termorfixo. 
Para as propriedades mecânicas dos compósitos ambos componentes tem 
sua contribuição, pois normalmente combinam materiais de alta resistência 
mecânica e grande alongamento, gerando materiais com excelentes propriedades 
mecânicas e leveza estrutural, o que torna os compósitos de ampla aplicabilidade 
dentro da engenharia. 
Conforme Smith e Javad (2012), existem vários tipos de compósitos, sendo 
esses os particulados, os reforçados com fibras e os estruturais. 
Os particulados são aqueles que possuem partículas grandes com resistência 
aumentada por dispersão. Os estruturais são geralmente preparados com o 
emprego de uma operação de descarregamento (manual ou automático), onde 
camadas de fitas prepreg (tipo de compósito) são colocadas sobre uma superfície 
trabalhada e subsequentemente curadas por completo pela aplicação simultânea de 
calor e pressão. Dentre os vários tipos de compósitos, o potencial para eficiência de 
reforço é maior para aqueles que são fabricados com fibras. 
25 
 
 “Os compósitos são capazes de atender aos requisitos de projeto que muitas 
vezes não podem ser atendidos pelos materiais de engenharia tradicionalmente 
utilizados, como o aço e o alumínio.” (LEITÃO et al., 2007). 
 
5.3.1. Compósitos com Fibras 
 
Os compósitos reforçados com fibra têm por característica apresentar maiores 
limites de resistência, como por exemplo, resistência à fadiga, dentro de uma ampla 
variação de temperatura. Os materiais principais transmitem as tensões aplicadas 
sobre o material das fibras, ou seja, as mesmas suportam a força aplicada e o 
material principal protege-as do oxigênio e da umidade, que podem vir a degradar as 
suas propriedades mecânicas. 
Existem vários materiais que dão reforços às fibras, como palha, carbono, 
boro, polímeros e as cerâmicas, que são utilizadas em compósitos mais avançados. 
A fibra de vidro é um material muito utilizado dentro das indústrias. (ASKELAND ET 
AL., 2015) 
As propriedades mecânicas dos compósitos com fibras contínuas e alinhadas 
são altamente anisotrópicas, isto é, suas propriedades têm valores diferentes 
segundo a direção considerada. Para compósitos com fibras curtas e descontínuas, 
estas podem estar alinhadas ou aleatoriamente orientadas. Apesar de algumas 
limitações na eficiência do reforço, as propriedades dos compósitos com fibras 
curtas e com orientação aleatória são isotrópicas, ou seja, suas propriedades têm o 
mesmo valor ou intensidade independente de direção e sentido. 
Os compósitos reforçados com fibras são algumas vezes classificados de 
acordo com o tipo da matriz, quais sejam: polimérica, metálica e cerâmica. Os 
compósitos com matriz de polímero são os mais comuns e podem ser reforçados 
com fibras de vidro, de carbono e aramidas. (SMITH; JAVAD, 2012) 
Há regras para formar compósitos com fibras. Entre essas regras, precisamos 
conhecer a condutividade elétrica e térmica dos materiais envolvidos no compósito e 
podemos calcular a massa específica dos compósitos através da formula: 
 (2) 
 
 
26 
 
Onde, f e m trata-se do material principal e o material da fibra, sabendo ainda 
que . 
Para calcula as condutividades térmica e elétrica dos materiais, utilizamos as 
seguintes fórmulas: 
 (3) 
 (4) 
 
Onde K é a condutividade térmica e é a condutividade elétrica. 
Essa regra de mistura só pode ser aplicada nos materiais que são contínuos e 
unidirecionais. 
O módulo de elasticidade pode ser previsto e calculado, quando obedecer à 
regra das misturas por: 
 (5) 
 
Porém, quando a tensão é muito alta, a matriz tende a deformar, então 
poderemos calcular os módulos aproximados: 
 (6) 
 
Através da imagem abaixo podemos compreender melhor essa aplicação. 
 
 
Figura 5 - Curva tensão-deformação para um compósito reforçado com fibras (ASKELAND ET AL., 
2015). 
 
27 
 
Antes de fazermos um compósito reforçado com fibras devemos considerar 
alguns pontos, sendo eles o comprimento, orientação, diâmetro, quantidade e 
propriedades das fibras. 
 
5.4. Introdução à Fibra de Vidro 
 
Conforme Almeida et al. (2004) o vidro é o material de fibra de reforço mais 
usado por várias razões, dentre as principais: 
 É facilmente obtido em fibras de alta-resistência a partir do estado fundido; 
 É encontrado facilmente e pode ser fabricado utilizando uma grande 
variedade de técnicas industriais viáveis economicamente; 
 Como fibra, é relativamente resistente; e quando embutida em uma matriz 
de plástico, produz um compósito com uma resistência específica muito 
alta; 
 Quando associada a alguns tipos de plásticos, possui uma inércia química 
que produz um compósito resistente a vários ambientes corrosivos. 
Além destas características, este tipo de material possui baixo coeficiente de 
dilatação térmica, altas propriedades mecânicas, retenção de propriedades 
mecânicas em altas temperaturas e baixo custo de fabricação. Observa também 
que, quando necessitamos de altas propriedades mecânicas, principalmente 
resistência ao impacto, os tecidos de fibra de vidro são a melhor escolha, uma vez 
que, nos tecidos as fibras são dispostas orientadamente, tendo uma resistência 
mecânica maior no sentido destas fibras. Assim, as maiores resistências são obtidas 
quando as fibras estiverem direcionadas nas direções das principais tensões 
atuantes. 
 
5.5. Poliamida 6.6 com 30% de Fibra de Vidro 
 
Devido à necessidade das indústrias de conseguir um material com boas 
propriedades mecânicas, realizaram uma busca de compósitos que atendessem às 
necessidades exigidas pelo produto final. Após muitas pesquisas, encontraram o 
compósito de Poliamida 6.6 (PA 6.6) reforçada com fibra de vidro. A poliamida 
reforçada com adição de 10% a 50% de vidro aumenta a resistência mecânica, 
resistência à fadiga e aos impactos repetitivos. Para melhorar o acoplamento entre a 
28 
 
superfície da fibra de vidro e da poliamida é utilizado o silano como composto 
químico da mistura. 
A porcentagem dessa fibra a ser acrescentada no material será de acordo 
com o que se deseja obter no final. Para a aplicação em pedais, utilizamos PA 6.6 
com 30% de fibra de vidro, por apresentar excelentes propriedades mecânicas, 
estabilidade térmica para moldagem por injeção e resistência química a fluídos. 
A poliamida com reforço de fibra de vidro faz com que a estrutura cristalina do 
material seja alinhada ao longo do eixo, permitindo assim que essa estrutura fique 
perfeita. Com isso, garante a melhoria das propriedades mecânicas e reduz os 
defeitos internos. Por esse motivo, o reforço com fibra de vidro se torna mais usual 
em compósitos. 
Segundo Furtado et al. (2008), no processo de fabricação de fibras, os 
defeitos do material que o enfraquecemsão eliminados pelo estiramento do material, 
fazendo com que a resistência à ruptura e o módulo de elasticidade sejam altamente 
melhorados. 
As fibras se tornaram muito usuais a partir de 1940, sendo utilizadas como 
reforço, por trata-se de um material que tem baixo custo e pode ser utilizado em 
pequenas espessuras. Elas possuem uma pequena faixa de elasticidade x 
deformação, ou seja, quando essa faixa é ultrapassada ocorre uma ruptura súbita e 
não apresenta deformação permanente. A umidade interfere no compósito de forma 
considerável, atingindo o volume e peso das fibras, a temperatura e coeficiente de 
difusão da matriz polimérica. 
O compósito com fibra de vidro pode apresentar alterações indesejadas no 
material injetado, por exemplo, aumento de algumas características, tais como a 
estabilidade dimensional, rigidez, resistência térmica, resistência à tração, 
resistência ao desgaste, resistência ao impacto e a diminuição da higroscopia 
(propriedade de absorver água), além de deixar as peças injetadas opacas. 
 
29 
 
6. MÉTODOS E MATERIAIS 
 
6.1. Introdução ao Processo Produtivo 
 
Com a grande facilidade de ser moldado, soprado, injetado, ou seja, pela sua 
capacidade de se conformar nas mais variáveis formas facilmente, o plástico obteve 
um imenso sucesso mundial em aplicações. 
Os termoplásticos podem ser produzidos de diversas maneiras, fazendo com 
que possa ser escolhida a maneira pela qual o produto será feito, de acordo com a 
geometria, aplicação e investimento disponível para o produto. O processo acontece 
quando o material é inserido em um molde que contenha a forma do produto 
desejado. O processamento desse material é feito quando o material está próximo 
ou acima de sua temperatura de fusão, podendo ele ser processado em seu modo 
líquido ou mesmo ainda quando estiver em seu modo sólido, desde que seu 
comportamento esteja como borracha. 
O pedal de acelerador, conforme visto no capítulo 4, é um composto entre 
poliamida com 30% de fibra de vidro (PA 6.6), e por suas características físicas o 
processo mais adequado para sua fabricação é por meio da injeção plástica. Mas 
antes se deve conhecer esse processo de conformação plástica, para assim poder 
descrever o processo de fabricação do produto de estudo deste trabalho. 
 
6.2. Injeção Plástica 
 
Para realização deste processo usa-se uma máquina chamada injetora. 
O Processo consiste na fundição da resina plástica, onde esta pode estar com 
sua cor natural ou pigmentada. 
Ao se fundir, a resina é injetada em moldes que possuem a forma final do 
produto, este molde por sua vez tem que ser refrigerado para que a resina solidifique 
ao entrar em contato com suas paredes. Essa refrigeração pode ser feita através de 
água, óleo ou mesmo gás passando no interior do molde. 
Após a solidificação da resina como produto final, ela é extraída do molde de 
injeção por meio de pinos extratores. Assim se obtém o produto final, precisando 
somente realizar o acabamento do mesmo, como a remoção das rebarbas por 
exemplo. 
30 
 
Nos demais tópicos será melhor detalhado como funciona esse ciclo de 
injeção, como também os componentes que formam esse sistema. 
 
6.3. A Injetora 
 
A injetora é uma máquina responsável pelo processo de conformação plástica 
de um produto através da injeção de resina plástica fundida no interior de um molde. 
A injetora composta por a) um sistema capaz de homogeneizar e injetar o 
polímero fundido: rosca recíproca acionada por sistemas mecânicos, elétricos, 
pneumáticos e/ou hidráulicos; canhão, que contém em seu interior a rosca recíproca; 
mantas elétricas capazes de aquecer o canhão e por conseguinte, transmitir calor ao 
polímero; b) molde: capaz de dar a forma à massa polimérica, sendo essa injetada 
no interior do molde sob alta pressão e com velocidade controlada; o mesmo molde 
é capaz de gerar o resfriamento do produto de forma adequada através de fluidos 
que circulam no seu interior e, finalmente, este possui um mecanismo capaz de 
executar a ejeção da peça acabada ao se abrir (MANRICH, 2013). 
 
 
Figura 6 - Injetora Plástica (Foto tirada na empresa IBEPLAS em visita técnica em abril de 2013). 
 
 
 
 
31 
 
6.4. Molde de Injeção 
 
O molde como já visto anteriormente é responsável pela solidificação da 
massa plástica (maleável), a qual é preparada pela injetora e introduzida na 
cavidade do molde com o auxílio da rosca recíproca. Essa cavidade do molde possui 
o formato final da peça desejada e normalmente está a temperaturas baixas, 
solidificando de maneira rápida a massa quente que preenche seus vazios. 
Contudo, o molde possui um sistema de resfriamento responsável pela troca 
de temperatura entre o molde e a massa plástica, este resfriamento é feito por um 
fluído refrigerante que circula através de canais internos que envolvem a cavidade 
do molde. O fluído refrigerante é transportado através de finas mangueiras para 
dentro dos moldes. Cada molde possui duas mangueiras para a circulação desse 
fluído; uma mangueira de entrada, por onde entra o fluído gelado; uma mangueira 
de saída, onde o fluído sai quente por conta do aquecimento da resina e volta para o 
refrigerador de fluído. 
O molde possui também um sistema de extração (pinos extratores e placa 
extratora), para que o produto já solidificado possa ser extraído do molde. 
A figura abaixo apresenta um molde de injeção com seus respectivos 
componentes: 
 
 
Figura 7 - (a) Esquematização de um molde simples para injeção de termoplásticos / (b) Conjunto 
injetado em um ciclo de injeção (MANRICH, 2013). 
 
32 
 
Na figura acima é possível enxergar os elementos constituintes de um molde 
de injeção, cujos números representantes significam respectivamente: 
1. Largura da montagem das 
placas; 
2. Lado do sistema de 
extração; 
3. Lado do sistema de injeção; 
4. Linha de fechamento/divisa 
fixo-móvel; 
5. Placa base do lado móvel; 
6. Bucha do sistema de guia; 
7. Pino garra de retorno; 
8. Placas extratoras; 
9. Eixo extrator central; 
10. Pino extrator; 
11. Placa de apoio; 
12. Bucha pino/guia; 
13. Coluna guia; 
14. Porta macho; 
15. Anel de centragem; 
16. Bucha de injeção; 
17. Canal de refrigeração; 
18. Placa base fixa; 
19. Calços distanciadores; 
20. Gancho; 
21. Cavidade; 
22. Canal de injeção; 
23. Canal de distribuição; 
24. Ponto de injeção. 
 
6.4.1. Tipos de Moldes 
 
Os moldes de injeção possuem diferentes tipos, os quais são projetados em 
função da complexidade do produto final desejado e de variáveis como material, 
número de cavidades e do nível de qualidade. 
Segundo Manrich (2013), os moldes classificam-se basicamente em três 
tipos: 
a) Convencionais ou com canais frios, que podem ser de duas placas ou 
três placas; 
b) Com canais isolados, que podem ser divididos em convencionais ou 
aquecimento; 
c) Com canais quentes, sendo esses divididos em moldes com 
distribuidor frio e com distribuidor quente. 
 
 
 
 
33 
 
6.4.1.1. Moldes com Canais Frios ou Convencionais 
 
Esses moldes extraem o sistema de alimentação e distribuição ao mesmo 
tempo em que a peça é moldada, pois tudo é resfriado. Portanto, são produzidas 
durante o ciclo de injeção as peças mais os "galhos", que são rejeitos recicláveis 
constituídos pelos canais. Existem custos para reciclar (moagem), sendo que em 
alguns casos o material moído é misturado diretamente com material virgem, e ainda 
existem casos em que se torna necessário a aditivação suplementar desse material 
moído para recuperar as propriedades perdidas durante o ciclo de injeção ao qual foisubmetido. (MANRICH, 2013) 
Como já exposto estes moldes podem ser de duas ou três placas: 
a) Moldes de duas placas: possuem uma placa móvel, a qual 
normalmente realiza e ejeção da peça, e uma placa fixa. 
b) Moldes de três placas: contém uma placa intermediária entre a fixa e 
a móvel, também com movimentos intermediários, promovendo tanto a 
ejeção da peça acabada quanto a separação dos canais de injeção do 
moldado. 
 
6.4.1.2. Moldes de Canais Isolados 
 
São moldes que possuem canais de alimentação com diâmetros de 25 a 
30mm (MANRICH, 2013). Com esse diâmetro superdimensionado apenas a massa 
plástica em contato com as paredes dos canais do molde é resfriada, mantendo o 
miolo quente, fazendo assim com que o fluxo de massa plástica possa fluir no fluxo 
seguinte sem a necessidade de extração dos galhos. 
 
6.4.1.3. Moldes com Canais Quentes 
 
Diferentes dos outros tipos de moldes, os moldes com canais quentes 
estabilizam a temperatura ideal dentro dos canais de injeção, alimentação, e 
distribuição, mantendo-a constante durante todo processo. Com isso a extração 
desses canais não se faz mais necessária, já que a massa plástica se encontra 
pronta para início de uma nova injeção. 
34 
 
Moldes com canais quentes, também conhecidos como Câmara Quente, são 
constituídos por um bloco de aquecimento (metálico) com resistências elétricas 
alojadas estrategicamente em canais devidamente distribuídos para que haja o 
aquecimento por igual de toda a massa do bloco (esse bloco também é conhecido 
como manifold e bicos de injeção que podem, ou não, conter resistência elétrica). 
Termopares ficam em contato com os canais em vários pontos, mas principalmente 
perto do ponto de injeção. 
 
Figura 8 - Vista Esquemática de Molde com Canais Quentes (MANRICH, 2013). 
 
Os blocos distribuidores (manifold) desse molde podem ser frios ou quentes; 
os frios possuem resistências elétricas responsáveis pelo aquecimento da resina, e 
estão localizadas no centro dos canais. Dessa forma as resistências são envolvidas 
pela resina plástica, e o calor gerado não é transmitido para o resto do distribuidor, 
mantendo-o frio; os quentes por sua vez possuem suas resistências localizadas 
externamente dos canais. Com isso todo o distribuído fica quente e tem que ser 
isolado do resto do molde. 
 
35 
 
6.5. Ciclo de Injeção 
 
A injeção não é um processo contínuo, mas sim intermitente, seguindo um 
ciclo conhecido como "ciclo de injeção". Esse ciclo pode possuir eventos que se 
interceptam e eventos que só ocorrem após terminar o antecedente. Podemos dizer 
que existe um ciclo com ocorrências sequenciais da rosca recíproca e um ciclo com 
eventos sequenciais do molde. No entanto, os ciclos da rosca e do molde são 
interdependentes (MANRICH, 2013). 
Inicialmente no ciclo da rosca recíproca, o polímero é alimentado na injetora 
através de um funil. Essa alimentação pode ser feita automaticamente ou 
manualmente. Se o polímero conter coloração, também já recebe a pigmentação 
nessa fase e é misturado com o granulado (polímero) no funil. Essa matéria-prima 
junto ao seu pigmento vai descendo para os misturadores e aquecedores, onde são 
misturadas e fundidas. A rosca recíproca tem a finalidade de agir como um parafuso 
sem fim, girando e conduzindo por seus vãos a resina fundida até os moldes, porém 
nesse momento a matéria-prima não entra ainda no molde, pois o bico de injeção 
está normalmente fechado por uma válvula durante esse tempo. 
Após essa etapa do processo a rosca recíproca passa a agir como um pistão 
e a válvula do bico de injeção é aberta permitindo o completo preenchimento da 
cavidade do molde. Por outro lado, para não permitir que o polímero volte para trás 
pelos os vãos da rosca, outra válvula existente na ponta desta é fechada. Mesmo 
depois do molde preenchido a rosca continua exercendo pressão sobre o injetado 
por um determinado tempo (tempo de empacotamento/ pressurização/ recalque). 
Logo após este tempo a rosca volta ao ponto de início de operação, produzindo a 
próxima dosagem. 
O processo no molde se inicia com ele fechado e vazio, onde a resina fundida 
enviada pela a rosca recíproca deverá preencher a cavidade do molde. Assim que 
essa resina transpassa os canais do molde, ela já inicia um processo de 
resfriamento, e após o molde totalmente preenchido, atua sobre ele a pressão de 
recalque, oriunda da rosca recíproca, e que tem a finalidade de fazer a 
compensação da contração do polímero fundido no molde, e também impedir o 
retorno desse fluído para a rosca recíproca. Depois da pressão de recalque não ser 
fazer mais necessária, ela cessa, e é esperado o tempo de resfriamento total do 
polímero fundido no molde, o qual é a etapa de mais tempo dentro do ciclo do 
36 
 
produto. A seguir com a peça totalmente solidificada o molde se abre e a peça é 
injetada. Após isso o molde se fecha e dá início ao um novo ciclo. 
 
Figura 9 - Representação esquemática do processo de injeção (fonte: http://www.engeplas.com.br). 
 
6.6. Temperaturas nas zonas de aquecimento da Injetora 
 
A temperatura dentro da rosca recíproca precisa ser controlada, e a 
temperatura varia de acordo com o polímero utilizado. A tabela 1 mostra a 
temperatura recomendada pelo os fornecedores em cada zona da rosca recíproca. 
Tabela 4 - Temperaturas (ºC) nas diversas zonas do barril (MANRICH, 2013). 
 
Polímero Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 (Bico) 
ABS 
Ac. Celulose 
PVC 
210 - 240 
190 - 220 
170 - 200 
210 - 240 
210 - 300 
170 - 200 
200 - 230 
200 - 220 
160 - 160 
190 - 220 
190 - 210 
150 - 150 
Náilon 6 
Náilon 6.6 
Náilon 6.10 
230 - 250 
260 - 280 
230 - 250 
230 - 250 
260 - 280 
230 - 250 
220 - 240 
250 - 270 
220 - 240 
210 - 240 
240 - 260 
210 - 230 
Náilon 6/30 FV 
PC 
LDPE 
290 
290 - 310 
170 - 200 
290 
300 - 320 
180 - 210 
300 
290 - 310 
170 - 200 
310 
280 - 300 
150 - 180 
HDPE 
PET 
PMMA 
210 - 240 
270 - 290 
200 - 220 
220 - 250 
279 - 295 
190 - 210 
210 - 240 
270 - 290 
180 - 200 
190 - 220 
270 - 290 
170 - 196 
POM 
PP 
PS 
190 - 210 
240 - 270 
190 - 220 
180 - 200 
240 - 270 
180 - 210 
180 - 200 
230 - 260 
180 - 210 
170 - 190 
120 - 250 
170 - 200 
 
 
37 
 
6.7. Pressões exercidas no polímero na cavidade do molde 
 
Segundo Manrich (2013), o polímero necessita ser exposto a uma pressão de 
pressurização, e essa pressão depende da estrutura química, da viscosidade do 
polímero, e do tamanho do canal do molde. A tabela 2, apresenta as pressões 
máximas que o pistão pode exercer sobre a poliamida (nylon). 
Tabela 5 - Pressões de injeção máxima (MANRICH, 2013). 
 
Polímero 
Densidade 
(g/cm³) 
Pinj Máxima 
(Bar) 
Náilon 6 1,12 800/1 200 
Náilon 6.6 1,13 800/1 200 
Náilon 6.10 1,03 800/1 200 
Náilon 6.6/30% FV 1,56 800/1 200 
 
6.8. Resíduos e Reciclagem 
 
Em um processo produtivo e instalações industriais tudo o que sobra de uma 
peça é conhecido como resíduo. Também é considerado um resíduo todo material 
perigoso, que necessita de tratamento antes de ser descartado, por conta do seu 
impacto ao meio ambiente. 
Como já falamos anteriormente, os polímeros são resistentes à fadiga 
mecânica, a impactos repetitivos e a abrasão. Em contra partida, eles levam muito 
tempo para se decompuser. Essa resistência à decomposição preocupa muito, pois 
pode acarretar grandes impactos ambientais. 
A sociedade vem sentido cada vez mais a necessidade de desenvolver e 
implementar técnicas e tecnologias destinadas a reciclagem de todo e qualquer 
materialque ameace o meio ambiente. 
Hoje, já é comum a utilização de produtos reciclados, e a poliamida é um 
exemplo. Como afirma Brognoll (2006), as empresas devem direcionar os processos 
de forma a obter um produto final com melhor qualidade possível dentro do 
aceitável. Diversos fatores influenciam nos processos, muitos deles ligados ao 
conhecimento, experiência e tecnologia dos equipamentos empregados. O resultado 
desejável é o de obter produtos com qualidade o mais próximo possível do plástico 
virgem. 
38 
 
A reciclagem de polímeros por ser classificadas em: 
 Primária – É o aproveitamento das aparas, rebarbas e das peças 
defeituosas dentro do processo de fabricação; 
 Secundárias – É a reciclagem dos produtos rejeitados existentes no lixo. 
Neste caso o produto reciclado terá sua qualidade técnica inferior ao 
material virgem; 
 Terciária – É a transformação dos resíduos polímeros em manómeros e 
em outros produtos químicos. Nesse processo o produto deve ser 
novamente polimerizado, gerando novas resinas; 
 Quaternária – O produto é levado à queima em incineradoras especiais 
gerando energia elétrica ou térmica. Essas incineradoras devem conter 
filtros especiais, pois, este processo de reciclagem gera gases de grande 
toxidade, contaminando o meio ambiente. Esses filtros faz com que esse 
processo tenha elevados custos. 
Os processos de reciclagens primário e secundário são conhecidos como 
reciclagem mecânica ou física. A diferença entre elas é que na primária os resíduos 
são gerados pela indústria e na secundária são resíduos de consumo. Já o processo 
de reciclagem terciária é conhecido como químico e a quaternário como energética. 
 
6.8.1. Reciclagem Mecânica 
 
Esse é o método mais comum. Ele consiste em transformar os plásticos 
descartados pós-consumo ou sobras industriais em pequenos grânulos, que servem 
como matéria prima para a produção de novos materiais. Ex: Peças automotivas, 
embalagens não alimentícias, etc. 
Podemos realizar essa reciclagem por extrusão, injeção, termoformagem, 
moldagem por compressão, etc. 
As etapas irão depender da procedência do resíduo. Dessas etapas podemos 
citar: 
1) Triagem e separação dos tipos de plásticos; 
2) Moagem; 
3) Aglutinação; 
4) Lavagem; 
5) Secagem; 
39 
 
6) Reprocessamento por extrusão; 
7) Transformação do plástico em um produto acabado. 
 
6.8.2. Reciclagem Química 
 
Consiste no reprocessamento do plástico para transformá-los em materiais 
petroquímicos básicos, que irão servir como matéria prima para a fabricação de 
produtos com elevada qualidade. 
A diferença entre a reciclagem mecânica e a química é que a primeira não 
requer uma triagem tão minuciosa já que é mais tolerante a impurezas. Em contra 
partida, é mais cara, pois requer uma quantidade grande de plástico. 
 
6.8.3. Reciclagem Energética 
 
A reciclagem energética transforma o plástico em energia térmica ou elétrica 
através da incineração, aproveitando o calor armazenado neles. Nesse processo os 
plásticos podem também ser aproveitados como combustível. 
De acordo com a Oliani (2013), 35 países utilizam esse método, mas 
infelizmente esse tipo de tecnologia ainda não chegou ao Brasil. 
 
6.8.4. Resíduos Termoplásticos no Processo de Injeção Plástica e Sua 
Reciclagem 
 
No processo dito nos tópicos anteriores, existe a geração de resíduos 
provenientes dos refugos e rebarbas, as quais são retiradas pelos operadores dos 
produtos. Mas, como já se sabe, a poliamida é um material termoplástico e possui a 
característica de poder ser remoldada na medida em que a mesma for novamente 
aquecida. 
Pode-se caracterizar então sua reciclagem como primária. Para o processo 
de reciclagem da poliamida com fibra de vidro, foi adotado o meio mecânico por 
moagem. , os resíduos oriundos destas rebarbas, bem como os produtos refugados, 
são introduzidos em moinhos, onde serão triturados. Após, passam a possuir 
características físicas semelhantes a dos granulados de resina plástica, podendo ser 
40 
 
reintroduzido nos funis, voltando desta maneira a se tornarem matéria-prima para a 
conformação de novos produtos. 
 
 
Figura 10 - Moinho utilizado na trituração de resíduos plásticos (Foto tirada na empresa IBEPLAS em 
visita técnica em abril de 2013). 
 
 
41 
 
7. MATERIAIS E PARÂMETROS UTILIZADOS 
 
Agora que é conhecido o processo de injeção, o qual será utilizado na 
fabricação do objeto de estudo desse projeto, é chegada a hora de implementarmos 
o conhecimento aludido nos tópicos anteriores. 
Mas antes, vamos conhecer melhor as características do pedal em questão. 
 
7.1. O Pedal do Acelerador 
 
Conhecendo a funcionalidade do pedal e sua forma de acionamento, torna-se 
visível os esforços que serão empregados no mesmo ao longo da sua vida útil, que 
por sua vez deve perdurar todo o período de utilização do veículo. Sendo assim, o 
componente deve ser fabricado com o emprego de um material cuja as 
características suportem a aplicação de tais esforços para que o produto tenha 
durabilidade adequada. 
A partir da identificação das características do produto, notou-se que o 
material ideal para sua produção seria um metal. Entretanto percebeu-se que os 
materiais metálicos possuem alto custo e dificuldade de processamento. Com isso 
foi necessário pesquisar materiais alternativos para sua formulação. 
Na busca por novas matérias primas observou-se que os materiais 
poliméricos estão em crescente aplicação na indústria em geral, devido as suas 
boas propriedades mecânicas, baixo custo e facilidade de utilização. 
Ao aprofundar os estudos sobre os polímeros, identificou-se que os mesmos 
não apresentavam isoladamente as propriedades mecânicas necessárias para 
suportar os esforços exercidos no pedal acelerador. Por tanto, partiu-se para o 
estudo dos compósitos com matriz polimérica. 
O compósito de poliamida 6.6 (matriz) com concentração de 30% de fibra de 
vidro (componente estrutural) se mostrou adequado para aplicação na fabricação do 
pedal, uma vez que apresenta excelentes propriedades mecânicas como visto nos 
capítulos de revisão bibliográfica. 
 
 
 
 
42 
 
7.2. Processamento do Pedal de Acelerador 
 
Para o processamento deste tipo de material, a injetora requer um projeto 
especial: ela deve atender características que evitem “pontos mortos” dentro do fluxo 
de material fundido, pois a ocorrência de “pontos mortos” pode levar a oxidação do 
material. O compósito de estudo apresenta baixa viscosidade, por essa razão os 
bicos de injeção necessitam de um sistema de bloqueio que impeça seu vazamento. 
Todo material polimérico quando fundido e resfriado possui um grau de retração de 
seu volume. No caso do compósito, esse grau de retração no resfriamento é ainda 
maior, e por essa razão é necessário que pressões de empacotamento sejam 
exercidas e mantidas no processo a fim de minimizar esse efeito. 
A temperatura aplicada no molde de injeção, e o tempo de resfriamento com a 
Poliamida requer grande atenção, pois estes interferem na perfeita cristalinidade do 
produto final. Para redução do ciclo de resfriamento e garantia da perfeita 
cristalização do moldado, as resinas PA 6 e PA 6.6 são fornecidas com agentes de 
nucleação (sílica fina precipitada, poliamidas de alta massa molar ou com ligações 
cruzadas, outros polímeros com temperatura de fusão maiores e textura 
granulométrica mais fina) que precipitam rapidamente um maior número de 
esferolitos de dimensões menores e de características morfológicas superiores, 
resultando em melhores propriedades de resistência nos produtos acabados. 
Após a injeção, as peças originadasprecisam passar por um processo de 
hidratação para que possam adquirir todas as propriedades do nylon. Essa 
hidratação pode ser realizada com a imersão da peça em óleos lubrificantes, ceras e 
até mesmo em água quente, a uma temperatura entre Tf e TV. O tempo de imersão é 
determinado em razão das dimensões da peça em questão. (SILVA, 2014). 
O molde adotado na injeção do pedal é um molde com canais quentes, cuja 
sua temperatura é controlada por meio de termopares estabilizando-a dentro dos 
canais de injeção, alimentação e distribuição, mantendo assim uma temperatura 
constante durante todo o processo. A massa plástica aquecida é indiretamente 
proporcional a pressão necessária para a injeção do material, ou seja, quanto maior 
a temperatura do compósito fundido, menor será a pressão de trabalho. Trabalhando 
com temperaturas controladas é possível obter o pedal com uma superfície mais 
lisa, além de adiquirir menores marcas de emenda, e evitar a quebra da peça no 
43 
 
momento de extração, pois o resfriamento repentino da massa plástica gera tenções 
na mesma. 
Os resíduos oriundos do processo são termoplásticos, e estes podem ser 
reciclados dentro do ciclo de injeção, ou seja, quando aquecidos eles apresentam 
pouca perda de suas propriedades, sendo assim quando reaquecidos podem ser 
remoldados. O processo de reciclagem na injeção do pedal é o de reciclagem 
mecânica por moagem, o qual consiste na trituração dos resíduos por meio de um 
moinho, e a sua reintrodução no início do processo. 
 
7.3. Fluxograma do Processo de Injeção do Pedal do Acelerador 
 
O processo de injeção do pedal inicia-se com a preparação e instalação do 
molde na máquina injetora e o ajuste do ciclo de processo de acordo com as 
características do produto. 
Em seguida, a matéria-prima granulada é introduzida na máquina através do 
funil de alimentação e direcionada para ao cilindro de plastificação, onde o mesmo 
será fundido e homogeneizado. O material fundido será conduzido pela a rosca 
recíproca e injetado para dentro do molde que possui o formato do pedal. 
O pedal já formado será resfriado e solidificado. Logo na sequência o pedal 
será extraído com a abertura do molde. 
Se o pedal atender aos padrões de qualidade do produto, o mesmo será 
encaminhado para a hidratação para adquirir as propriedades do nylon. Caso 
contrário, será refugado e triturado junto aos demais resíduos (rebarbas) no moinho. 
Sequencialmente, este material triturado será reintroduzido no funil de alimentação. 
Vide fluxograma completo do processo no Apêndice A. 
 
44 
 
8. LAYOUT DA FÁBRICA DO PEDAL DE ACELERADOR 
 
Na figura é demonstrada hipoteticamente a disposição dos maquinários e 
equipamentos da fábrica. 
 
Figura 11 - Layout da Fábrica (Elaboração dos próprios autores) 
 
A fábrica segue o seguinte processo, de acordo com o mapafluxograma 
abaixo. 
 
 
Figura 12 - Mapofluxograma da Fábrica (Elaboração dos próprios autores) 
 
45 
 
9. CONCLUSÃO 
 
Este trabalho acadêmico usou-se de pesquisas bibliográficas para a análise e 
compreensão dos processos produtivos que envolvem o pedal do acelerador. 
As pesquisas proporcionaram um amplo entendimento desse processo, e 
também sobre as características do compósito formado por poliamida com 30% de 
fibra de vidro. 
Por meio dos estudos vimos que compósito é todo material formado por dois 
ou mais materiais; é uma classe de material multifásico, feito artificialmente. No caso 
da PA 6.6 com 30% de fibra de vidro, foi visto que a fusão destes proporciona um 
aumento nas propriedades mecânicas, como o aumento da resistência a fadiga, ao 
impacto repetido e a abrasão. 
Conhecendo-se o material do pedal foi tomada a pesquisa para o processo de 
fabricação ao qual o mesmo foi submetido. A injeção plástica, conforme o 
pesquisado, é um processo de conformação plástica que consiste na fusão da resina 
(PA 6.6 com 30% de fibra de vidro), e seu direcionamento para um molde de injeção, 
onde neste a resina ainda fundida preenche o molde por completo. Depois do molde 
preenchido a resina passa por um processo de resfriamento e solidifica-se dando a 
forma final do produto. Após esta etapa o produto é extraído, e acabado, dando 
origem a rebarbas que podem ser reintroduzidas no processo. 
De acordo com o esperado deste trabalho, concluímos que o pedal de 
acelerador cedido pelo o professor orientador é constituído de PA 6.6 com 30% de 
fibra de vidro pelo fato deste material ser leve, ter um processo de fabricação de 
baixo custo, e apresentar ótimas propriedades mecânicas. Além disso, constatou-se 
que o processo de injeção plástica é o mais adequado para a produção do pedal, 
visto que este é um método eficaz de fabricação, e que neste processo todos os 
resíduos são reaproveitados no processo por meio da reciclagem mecânica. 
 
 
46 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
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48 
 
APÊNDICE A - FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE INJEÇÃO DO PEDAL