Apostila Soldagem de Termoplasticos

UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 1 de 1 Soldagem de termoplásticos: PVC, polietileno, polipropileno e outros O objetivo da solda manual é unir permanentemente duas ou mais peças, o usando a vareta como material de reforço. É recomendada em áreas difíceis, tais como cantos ou pequenas peças. Na sondagem de termoplásticos, a fusão da vareta com o material se dá a partir de uma combinação própria de calor e pressão. Procede se da seguinte forma: 1 . Utiliza - s e u m maçarico de bico curto, que produza calor de 230°C a 260°C, com uma pressão regulada de acordo com as instruções do fabricante. Temperaturas superiores a 260°C são recomendadas apenas para trabalhos especializados. Para determinar a quantidade de calor necessário, segure o maçarico a uma distância de 2,5 cm da peça e direcione o ar para a peça até aparecer uma leve cor castanha na mesma; 2 . Corte a tira de solda com ângulo de 60 ° na sua extremidade; 3 . Segure o maçarico com uma mão e a solda com a outra. Coloque a extremidade da vareta da solda pelo menos 1 cm antes do ponto em que a soldagem deve recomeçar. Dirija o ar quente para a área a ser soldada; 4 . Movimente para cima e para baixo a vareta de solda sobre a superfície pré- aquecida do material, até que comece a ficar pegajosa. Segure a vareta verticalmente e pressione. Continue a aquecer com const ante movimento de forma que 60% do ar sejam dirigidos ao material e 40% a vareta de solda. Tarugos de solda Para soldagem de polipropileno e polietileno de aulas cidade: fornecidos em roubos nas cores branco e preto de diâmetro de 3,5 mm. Para soldagem de PVC: fornecidos em rolos de cores branco ou preto com aproximadamente 100 m de comprimento, com diâmetros de 2,5 ou 4 mm e/ou varetas de 1 m de comprimento com diâmetros de 2,5 ou 4 mm. Maçarico e resistência Maçarico os de ar quente para soldos de PVC, polipropileno, polietileno são fornecidos pelos seguintes tamanhos. Pequeno - 400 watts Grande - 1000 watts, para trabalhos com chapas grossas. Plásticos tais como poliacetal, náilon, UHMW e policarbonato também admitem e relativamente à soldagem empregando o próprio material, porém, com condições de temperatura diferenciadas. Ao necessitar soltar esses plásticos, consulte o departamento técnico de seu fornecedor. UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 2 de 2 Técnicas de usinagem Usinagem dos plásticos industriais Ao usinagem dos plásticos que é uma o peração econômica e até mais simples do que se pensa, comparando- se com os metais. As diferenças, porém, existem e é necessário conhece- las para um melhor resultado. Todos os passos industriais podem ser os finados. A usinagem garante peças de precisão com tolerância as minas, substituindo ou completando uma moldagem. Além disso, é um processo econômico na produção de peças grandes, protótipos; pequenas e médias quantidades e, atualmente, mesmo para a produção de quantidades grandes, com dezenas de milhares d e peça. Recomendações gerais As ferramentas devem ser mantidas de recriadas e deve - se empregar um eficiente sistema de remoção de cavaco. Estes podem ser removidos por jato de ar, uma combinação de olho solúvel em água, submersão, e vácuo ou deflexão m ecânica. Deve - s e evitar o superaquecimento. Assim, embora a maioria dos plásticos possa ser trabalhada a seco, o resfriamento de através de jato de ar frio, o banho de solução que 10% a 20% de óleo solúvel em água, é recomendado para altas velocidades. O efeito da resiliência dos termoplásticos e termofixos pode ser facilmente compensado pelo operador, quando pequenas tolerâncias forem especificadas. De um modo geral, as ferramentas devem ser ajustadas com um ângulo de saída de zero ou levemente negativo, para garantir um bom acabamento. Muito cuidado deve ser tomado ao selecionar 100 velocidades e avanço para passos mais quebradiço como o acrílico. Técnicas corretas de usinagem e produzem um corte de alta qualidade, com uma força mínima. O tratamento térmic o, e mbora não necessário na maioria dos casos; ajuda a aliviar as tensões criadas durante a usinagem. Estas características dos plásticos não devem ser vistas como limitações para os materiais. Ao contrário, esses materiais têm sido usados num ilimitado nú mero de aplicações e em praticamente qualquer tipo de indústria. O operador deve, porém, se adaptar a essas condições. Recomendamos que se faça experiências com uma peça, inicialmente, a fim de procedem e aos ajustes que vão permitir um excelente trabalho em série. A seguir, apresentamos características específicas sobre usinagem de alguns plásticos. Usinagem de náilon A usinagem de nylon não difere, em sua essência, da realizada com metais e suas ligas, podendo ser utilizadas em máquinas e ferramentas d e uso comum, permitindo todos os tipos de operações. As ferramentas de usinagem e deve possuir ângulos de corte negativo ou nulos, ser bem afiadas e fabricados com a ação rápida. O cavaco na usinagem do náilon e do tipo fita contínuo; sua ausência é um sina l d e imperfeição nas operações. É interessante em certos casos (peças imersas, variações higrométricas importantes e de longa duração, o ambiente muito úmido e variações de temperatura), e quando se referem a peça de pouca espessura, levar- se a s p eças a t a x a s d e umidade que elas irão adquirir durante a sua utilização. UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 3 de 3 \u2022 desgaste com um sobre material de 0,5 a 1 mm; \u2022 umidificação controlada por imersão em água quente; \u2022 estocagem no meio ambiente, para a uniformização de absorção do minado (podendo se aguardar até duas semanas para as peças mais importantes); \u2022 acabamento nas medidas finais. Torno \u2022 Velocidade: e 50 a 500 m / minuto, segundo a natureza do trabalho. \u2022 Avanços: desbaste 0,5 mm / rotação- acabamento 0,5 mm / rotação. \u2022 Profundidade de corte: 0,5 a 10 mm, segundo a natureza da operação. Não tira a abaixo de 0,5 mm para compensar um corte com bom acabamento. Deve - s e notar que o cavaco saindo sob a forma de tiras contínuas é indício de que as condições de cortes são satisfatórias. Furação \u2022 Prender na placa a partir do fundo da peça, facear a parte da chupagem até obter o pouco superfície lisa (mesmo que fique defeitos). Depois, tirar a peça e de para parte do fundo (o mínimo possível), virar novamente e usinar até o comprimento desejado. \u2022 Para furar, entrar em primeiro com uma broca de ¼\u201d. \u2022 Peças com 100 mm poderão ser furadas de uma vez. \u2022 Peças com mais de 100 mm, furar até a metade, virar a peça e furar a outra metade. \u2022 Na broca deverá tirar se todo o corte de saída com ângulo de 45°. \u2022 Para brocas depois de ¼\u201d, o aumento do diâmetro que deverá ser de 10 mm no máximo. \u2022 Não é recomendado usar brocas acima de 1\u201d. Recomenda- se, depois do furo de 1\u201d, entrar com fresagem. \u2022 A ferramenta deverá ser afiada tirando o corte de saída ângulo 30 °. \u2022 O avanço do torno deverá ser no mínimo possível (manualmente). \u2022 A velocidade não deverá ultrapassar 300 RPM. \u2022 No corte deverá usasse olho solúvel para não haver aquecimento da peça. Usinagem de teflon Estampagem Possível até um quarto de polegada de espessura. Corte em serras Serra cir cular: lâminas com 2 a 6 dentes de por polegada. Serra de fita: lâminas de 18 a 22 com trava alternada. Largura de 1,25 polegada para corte em linha reta, 0,5 polegadas para as curvas. 8 a 16 dentes por polegada. Torno UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 4 de 4 Tolerâncias mínimas podem ser obtidas na usinagem do teflon. A velocidade de corte deve ser mantida entre 130 a 150 m/min; a velocidade corte em desbaste, entre 110 a 150 m/min. O avanço para a corte é de 0,08 a 0,1 mm/rotação, enquanto que o avanço na operação de desbaste é de 0,1 a 0,2 mm/ rotação. Especial atenção deve ser dada ao uso de ferramentas afiadas e a constante remoção de cavaco. Perfuração e mandrilagem Utiliza - s e brocas convencionais ou especiais para plástico, numa medida excedente em 0,05 ou 0,1 mm da medida final necessária, a fim de compensar a resiliência do teflon. A refrigeração facilita a remoção dos cavacos (deve ser fitas espiraladas) e compensa o efeito de resiliência. Deve - se, também, retirar várias vezes a broca do centro do furo para permitir a saída dos cavacos. O s avanços são de 0,125 a 0,23 mm/rotação. Fresagem A usar altas velocidades e retirar freqüentemente os cavalos. Corte em guilhotina Possível até ser 0,25 polegadas de espessura. Usinagem de acrílico Estampagem Possível até um oitavo de polegada de espessura, desde que o material seja aquecido uniformemente com lâmpada infravermelha, estufas, banho de óleo, e etc.. Corte em serras Serra circular: para a espessura de até 3/8 de polegada usar lâmina de 12 a 15 dentes por polegada. Espessuras acima de 3/8 de polegada usar lâmina com 10 dentes por polegada, no máximo. O resfriamento é indicado para espessura os maiores. Serra fica: a lâmina de 18 a 22 com trava alternada. Largura de 1,25 polegadas para cortes em linha reta e 0,5 polegada para corte em curva , com dois a doze doentes por polegada. Torno Altas velocidades, cortes com pequenas profundidade e avanços lentos. Perfuração e mandrilagem Cavacos em espiral contínuo indicam que a técnica está correta. Deve se usar brocas afiadas, do tipo utilizado p ara metais, colocar suporte de metal e madeira sob o material, para evitar trincas no final da perfuração. No caso de usar líquidos para resfriamento, deve - se remover o plástico protetor. Para trabalhos mais de delicados, obtém se excelentes resultados com a furação piloto, que é preenchida com cerca ou graxa. Em seguida, ao ser feita a furação final, a remoção de cavacos é facilitada pela graxa, deixando um acabamento esmerado. Tupia Topia e comumente usada para acabamento de bordas. Velocidade livre de 10.000 rpm ou mais (pequenos ou médios avanços). Corte em guilhotina UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 5 de 5 Necessário aquecimento prévio (80 ° e a 95°C). Possível para até 1/8\u201d de espessura. Usinagem de poliacetal Estampagem Possível até 1/6\u201d de espessura. Corte em serras O material pode s er cortado com serra circular ou de fita, desde que o formato dos dentes permita a fácil retirada dos cavacos, de forma a evitar o superaquecimento e conseguintemente amolecimento do material. Torno A usinagem do poliacetal é bastante similar à do latão. As ferramentas com ângulos de corte positivo de 5 ° apresentou um excelente resultado. Como em todos os plásticos, recomenda- se uma eficiente remoção dos cavacos. Perfuração e mandrilagem Pode- se us a r brocas convencionais ou para plásticos, excedentes em 0,05 ou 0,1 mm da medida final necessária, a fim de compensar o calor e o efeito da resiliência do poliacetal. Para um resultado excelente, pode - se fazer uma furação inicial, depositar graxa ou cera no orifício e então proceder ao furo de acabamento. Fres agem Usa se fresas comumente empregadas para trabalhos em alumínio ou aço. A velocidade máxima de corte para trabalho de engrenagens e de 120 a 150 m/min, com avanços de 0,025 a 0,1 mm/rotação. Um retalho de material colocado atrás da peça evita a formação de rebarbas. Corte em guilhotina É possível até a espessura1/16\u201d. Nota Os valores de usinagem máquinas convencionais assemelham - s e aos do náilon. Furação velocidade:1000 a 3000 rpm Avanço:1,3 mm/rotação O avanço pode ser manual. Recomenda- s e a utiliza ção de olho de corte. Deve - s e tomar precauções especiais na operação de abertura de furos para maximizar a qualidade da peça: Polimento das brocas (para se evitar o aumento do atrito com o material). Não utilização de brocas que já tenham sido utilizados p ara furar metais (tendência de encravamento). E redução, quando manual, e do avanço final do fura (para se evitar excesso de rebarbas). Retirada freqüência da broca do furo, para eliminar acúmulo de cavaco. UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 6 de 6 Escalonamento correto dos diâmetros das brocas a fim de evitar superaquecimento e tensões causando trincas no material: Iniciar a formação com broca de diâmetro e 6 mm; a seguir, com broca de 10 mm; em seguida, diâmetro de 20 mm e diâmetro de 25 mm; dimensão, a diferença descolamento não deve ser superio r a 10 mm. Usinagem fresas e plainas Fresas \u2013 ve l ocidade: 350 a 1.000 m/minuto Avanço: 0,1 a 0,5 mm por dente Plainas \u2013 velocidade: 350 m por Minuto avanço: 30 a 100 mm por minuto Pode- s e utilizar combinações mais altas no desbaste inicial. A cons ciência a utilização de misturas refrigerantes. Deve - se tomar o cuidado de não utilizar a faca se que já tenham sido utilizadas para metais. As mesmas deverão estar sempre bem afiadas. Corte em serras Serra de fita: é ideal para o corte de náilon, pois su a lâminas comprida facilita a dissipação do calor. Peças até 100 mm de espessura: Velocidade: 500 m/min. Passo dos dentes: 6 mm Peças de espessura acima de 100 mm: Velocidade: 200 m/min Passo dos dentes: 12 mm Os avanços são manuais e não há necessidade de utilização de olho de corte. Serra circular: Recomenda- se o uso de serras circulares providas de dentes de carbetos metálicos. Velocidade: 2000 a 3000 RPM A v a n ç o : 8 mm/min. Tamanho mínimo dos dentes: 5 mm Não é necessário o uso de olhos de corte. Sé Serra mecânica: deve - se dar preferência a serras de aço rápido, recomendando- se a utiliz ação de óleo de corte. A serra deve ter boa trava, para facilitar a passagem da lâmina e evitar o aquecimento do material número de dentes por centímetro é igual a 2. Usinagem de termorrígidos Estampagem A quente ou frio em inspeções de três ou 4 mm. O ma terial deve permanecer aquecido apenas o tempo necessário para a operação. Pode ser que ser também com a faca a ser usada. UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 7 de 7 Cortes em serras Serra circular: velocidade de 250 a 300 m por minuto, ângulo livre de 30 e 40° e ângulo de corte de 5 a 8°. Serra f ita: velocidade de 150 a 200 m/min; ângulo livre de 30 a 40° e ângulo de corte de 5 a 8°. Lâminas com 3 a 8 dentes por polegada. As de maior número de dentes são usados para trabalhos mais elaborados em menores espessuras. Torno Com ferramentas de aço rápido, velocidade de corte de 80 a 100 m/min. e avanços de 0,3 a 0,5 mm/rotação. Com ferramentas de metal duro, velocidade de 200 a 250 m/min e avanços de 0,1 a 0,3 mm/rotação. Quanto menor o avanço, mais fino é o acabamento. Evitar cortes de menor de 0,25 m m. Ângulo livre de 8° a 10° ângulo de corte de 15°. Perfuração e mandrilagem Para ferramentas de aço rápido, velocidade de 40 a 50 m/min e avanços de 0,2 a 0,4 mm por volta. Com ferramenta de metal duro, velocidade de 90 a 120 m/min e avanços de 0,2 a 0,4 por volta. Ângulo de ponta de 60° a 100°. Usar brocas de 0,1 a 0,2 mm maior do que a recomendada para metais, a fim de compensar a resiliência. A freqüente remoção da broca permite a saída dos cavacos. Cavacos são em forma de pó indicam avanço muito lento. Velocidades rápidas demais causam rasgamento. Na perfuração paralela à laminação, usar brocas com ângulos de ponta de 118°, avanços lentos e freqüente remoção dos cavacos. Para furação de material empilhado, deve se fixar firmemente o material e colocar um suporte do mesmo (ou de papelão) para a saída da broca. Fresagem Para ferramentas de aço rápido, a velocidade de 40 a 50 m/min e de metal \u201cWidia\u201d, entre 200 a 250 m/min. Avanços de 0,5 a 0,8 mm por volta, ângulo livre de 20° a 30° e ângulo de corte ent re 20° e 25°. Plaina Ferramenta de aço rápido: velocidade de 15 a 20 m/min e avanços de 0,2 a 0,8 mm por volta. Para metal duro, velocidade de 15 a 22 m/min e avanços de 0,2 a 0,8 mm por volta. Ângulo livre de 10°, ângulo de inclinação de 6° e ângulo de c orte de 15°. UCS - GTPol _ Beneficiamento e Acabamento de Polímeros _______ Prof. Gláucio A. Carvalho __ UCS/CCET/DENQ ___________________________ Soldagem & Usinagem - pág. 8 de 8 Usinagem verso moldagem Comumente, diz- s e que peças e perfis usinados só são viáveis economicamente para protótipos ou pequenas quantidades. Para grandes volumes, deve - se injetar ou extrudar. Não é bem assim. Atualmente, muitas peças de plá stico podem se us inadas em volumes elevados de forma mais econômica que se fossem injetadas o extrudadas. Alguns parâmetros devem ser levados em conta quando se confronta usinagem e moldagem: custo do molde, tamanho da peça e formato, tolerância, quantidade de perdas, característica do plástico empregado, etc.. Na moldagem, o custo inicial é alto, o preço da peça é baixo (resina e trabalho), e a perda por rebarbas é mínima. As alternativas para a moldagem são usinagem, estampagem e termoformagem. Em todos três processos, o custo inicial (para ferramentas e moldes) é baixo, mas os custos fixos são mais altos do que na moldagem. Estes custos incluem hora x máquina, semi- acabados e perdas por cavacos. Tarugos, tubos e chapas são usados na usinagem. Estampage m (cortes) é usada para peças planas de desenhos simples a partir de filmes e chapas finas. Por exemplo: arruelas, vedações, e etc.. Peças simples como: polias, roletes, cames, ou peças com pequenas mudanças no contorno e pouca retirada de material, podem, às vezes, ser mais baratas usinadas do que moldadas, mesmo em grandes quantidades. Termoformagem é usada com filmes rígidos ou chapas finas para peças de grande superfície, contornos arredondados e tolerância desprezíveis como: interno da porta dele geladeiras, luminosos, coberturas, etc. Como regra podemos dizer: Moldagem (injeção) é mais econômica em pequenas quantidades: \u2022 se a peça é pequena; \u2022 se os contornos são complexos; \u2022 se existem diversos planos; \u2022 se existem mudanças abruptas de contorno; \u2022 se diversas peças podem ser combinadas numa única moldagem. Por outro lado, o usinagem mais econômico para grandes quantidades: \u2022 se a peça é grande; \u2022 se as paredes são grossas; \u2022 se as tolerâncias forem rígidas; \u2022 se o desenho da peça é de difícil moldagem; \u2022 se as peças são próprias de usinagem automática. Albuquerque, J.C. \u2013 \u201c O plástico na prática\u201d, 1ª ed., Ed. Sagra, Porto Alegre, 1990

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