PRENSAGEM PROCESSAMENTO CERÂMICO
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PRENSAGEM PROCESSAMENTO CERÂMICO


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INTRODUÇÃO 
A prensagem é a operação de conformação baseada na compactação de um pó granulado (massa) contido no interior de uma matriz rígida ou de um molde flexível, através da aplicação de pressão. A operação compreende três etapas ou fases: (1) preenchimento da cavidade do molde, (2) compactação da massa e (3) extração da peça. Este é o procedimento de conformação mais utilizado pela indústria cerâmica devido à sua elevada produtividade, facilidade de automação e capacidade de produzir peças de tamanhos e formas variadas, sem contração de secagem e com baixa tolerância dimensional. Podem se citar como variáveis que influenciam o processo de prensagem: a distribuição de tamanho de partículas e forma das partículas, ou seja, quanto menos esféricas as partículas, menor será a densidade de empacotamento e quanto menor o tamanho de partículas maior será o efeito devido à grande área superficial, melhorando assim o estado de aglomeração, densidade e resistência mecânica dos grânulos, concluindo se que o empacotamento das partículas varia com as características do pó.
Distinguem-se a seguir a prensagem isostática.
1.2 PRENSAGEM ISOSTÁTICA: A prensagem isostática é um processo de conformação de materiais no qual o pó, é colocado em um molde flexível que, por sua vez, é inserido em um vaso contendo líquido que é submetido a uma determinada pressão, após o fechamento do vaso. A pressão aplicada é transmitida ao molde flexível pelo líquido, de acordo com a lei de Pascal, a pressão aplicada em um fluído confinado é transmitida igualmente pelo fluído pressurizado, em todas as direções, e atua sobre todas as partes internas do vaso, por um ângulo reto, sendo o pó prensado uniformemente em todas as direções, conservando a forma do molde. Este processo permite a conformação de peças simples e simétricas, ou com detalhes complexos e uma alta razão comprimento - diâmetro. A grande vantagem deste processo sobre o de prensagem uniaxial é a redução significativa do atrito entre o pó e as paredes do molde. Assim, as peças obtidas apresentam uma maior uniformidade de densidade, ou seja, mínimos gradientes de densidade contribuindo para uma densificação homogênea na sinterização. Com isso, a presença de tensões internas é minimizada, promovendo a diminuição da presença de defeitos no interior das peças. A figura 1 mostra representativamente a prensagem isostática: 
Figura 1: Esquema de funcionamento da prensagem isostática
Fonte: PALLONE, 2013
CONFORMAÇÃO PLASTICA DE MASSA CERÂMICA
Processamento cerâmico onde o material, juntamente com aditivos (ligantes, plastificantes, lubrificantes e outros) é forçado a passar por uma matriz, como conformações plásticas pode se citar: extrusão e moldagem por injeção
Figura 2- Esquema de conformação plástica
Fonte: PALLONE, 2013
2.1 EXTRUSÃO: A extrusão é usada para o processamento de produtos cerâmicos há mais de 150 anos, tendo a tecnologia sofrido pequenas alterações a partir da década de 50 do século passado. No entanto este processo de conformação industrial tem se revelado essencial nas indústrias cerâmicas de barro vermelho (telhas e tijolos). É uma técnica de produção associada a uma elevada produtividade, principalmente para produtos de seção transversal constante (tijolo) e muito importante em termos de homogeneização e retirada do ar da massa. A plasticidade das massas interfere na qualidade final dos produtos extrudados. Para isso deve-se, sempre que possível extrudar as massas na zona de máxima plasticidade evitando situações desvantajosas em termos de extrusão. Nas massas com elevados teores de umidade, perto do limite líquido (LI), facilmente ocorre o deslizamento entre partículas, pelo que a massa argilosa tenderá a agarrar-se às hélices da extrusora e fluir pelo centro da fieira com maior velocidade. Algo semelhante ocorrerá se diminuirmos o teor de umidade e trabalharmos abaixo da zona de máxima plasticidade. 
Figura 3- conformação de cerâmica vermelha por extrusão
Fonte: PALLONE, 2013
O atrito nas paredes da extrusora aumenta e a massa argilosa tenderá também a fluir com maior velocidade no centro, enquanto que as forças de compressão desenvolvidas no interior da extrusora e o desgaste dos diversos componentes metálicos aumentam. Quanto menos plástica for a massa argilosa, maior sensibilidade terá a possíveis variações de umidade. Uma variação de 1,2 ou 3% de umidade numa massa plástica poderá não se notar em termos de extrusão, mas numa massa magra 
provocará uma alteração total da plasticidade a das condições de fluxo através da boquilha, devido à menor força de coesão entre as partículas .De um modo geral, pode-se afirmar que argilas gordas com elevada plasticidade, deslizam melhor sobre a superfície da hélice, traduzindo-se numa maior pressão e, 
consequentemente, numa melhor homogeneização e submeti compactação da massa argilosa na zona de saída (boquilha). Por outro lado, argilas magras, de baixa plasticidade, grão áspero e elevado atrito, devem ser utilizadas no fabrico baixa plasticidade, grão áspero e elevado atrito, devem ser utilizadas no fabrico de peças com grande seção de saída, o que pressupõe menor travamento no molde e menor pressão de extrusão. A figura 4, mostra esquematicamente uma extrusora cerâmica: 
Figura 4- Representação esquemática de uma extrusora cerâmica
Fonte: PALLONE, 2013
2.2 INJEÇÃO: Os processos de moldagem de pós cerâmicos por injeção envolvem a mistura de pós inorgânicos com ligantes orgânicos e agentes de superfície. O grau e a forma de interação físico-química entre os componentes da mistura influenciam o comportamento reológico da massa, e consequentemente o empacotamento das partículas formação de aglomerados, processabilidade, extração dos ligantes, precisão dimensional e também a origem dos defeitos nas peças finais sinterizadas. A metodologia de mistura para formar uma massa homogênea para injeção, bem como a natureza dos ligantes e agentes de superfície, varia dependendo do pó de partida e do processo de moldagem a serem empregados. Na moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP), quando comparada com a moldagem em alta pressão, a temperatura e a pressão de injeção são consideravelmente menores (até 150ºC e 0,6 MPa), os ligantes são usualmente ceras naturais e sintéticas os moldes podem ser fabricados com materiais alternativos, e.g. latão, resinas poliméricas e recobertos com filme antiaderente e a mistura dos componentes é produzida na própria injetora. Estes fatores tornam o processo economicamente atrativo para a fabricação de componentes de geometria complexa. O tempo de mistura para o feedstock preparado para MBIP geralmente compreende várias horas. 
As injetoras de baixa pressão possuem o inconveniente de ter uma única câmara compartilhada para mistura e armazenagem do feedstock de injeção, o que impossibilita a moldagem de componentes simultaneamente a realização de misturas. A câmara de mistura das injetoras de baixa pressão é composta basicamente por um reservatório aquecido com misturador integrado e conectada a uma bomba de vácuo. Essa construção integrada das injetoras de baixa pressão abre à oportunidade de se avaliar o emprego de outros tipos de misturador externo a injetora para preparar uma mistura à parte e acelerar o processo de fabricação. 
Figura 5- Representação esquemática de uma injetora de baixa pressão.
Fonte: PALLONE, 2013
 CONFORMAÇÃO LIQUIDA
3.1 COLAGEM DE BARBONITA: processo de colagem de barbonita é muito antigo e largamente empregado na produção de peças cerâmicas devido à sua relativa simplicidade e baixo custo de investimento. É normalmente descrito como a consolidação de partículas cerâmicas de uma suspensão coloidal, através da remoção da parte líquida, por um molde absorvente. Em outras palavras, na suspensão (barbotina) a parte líquida, geralmente água, é retirada por meio de um molde poroso, normalmente gesso. Quando a água é absorvida pelo molde, ocorre a aproximação das partículas de pó, em suspensão na água, na superfície