Artigo extrusão

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extrusão
Primeiro Autor Lorran Avila Rocha Alves.	
Segundo Autor Jânio Lourenço de Matos.
Instituição e endereço Universidade Pontifícia Católica de Minas Gerais, Rua Claudio Manoel, 1205 – Funcionários, Belo Horizonte
e-mails loran_avila@hotmail.com, janiolourenco8@gmail.com
	
Resumo. O objetivo deste artigo é apresentar de forma geral o processo de extrusão, abortando suas várias formas e aplicações na indústria. Nele é apresentado desde a concepção do processo até suas vantagens e desvantagens. 
Palavras chave: Extrusão, processo. 
INTRODUÇÃO 
A Extrusão é um processo conformação mecânica amplamente usado em vários setores da indústria por permitir a criação de objetos com baixa tolerância dimensional e com comprimentos e diâmetros variados. Seu uso comercial remete ao século XIX mas somente na segunda guerra mundial o processo ganhou força e notoriedade fazendo parte dos nosso dia a dia devido as suas várias aplicações. 
A produção utilizando materiais metálicos não ferrosos como o alumínio é a mais utilizada atualmente. O processo funciona de forma que a peça é empurrada por um pistão dentro uma matriz que lhe confere sua forma e dimensões finais.
A variedade de perfis que podem ser extrudados em alumínio é praticamente ilimitada. O processo reduz custos, pois elimina operações posteriores de usinagem, possibilitando a obtenção de seções mais resistentes pela adequada eliminação de juntas frágeis e uma melhor distribuição de metal. Entre os principais tipos de produtos extrudados estão perfis sólidos, tubulares e semi-tubulares. 
2. APLICAÇÕES
Os principais segmentos que usam a extrusão são a indústrias metalúrgicas, automobilísticas, construção civil e moveleira, a extrusão é um processo amplamente utilizado para a produção de perfis e tubos em materiais metálicos e também e comumente usados em processos alimentícios.
Inúmeras possibilidades de perfis podem ser confeccionadas pelo processo de extrusão, hoje se diz que esta possibilidade chegar a ser ilimitada. Um dado muito importante para o dimensionamento correto de uma linha de extrusão é a matriz(ferramenta). Os diferentes tipos de matrizes tem suas características similares, procurando simetria da secção transversal , evitar cantos vivos e mudanças extremas nas dimensões dentro da seção transversal
2.1. Extrusão direta
Na extrusão direta o pistão age sobre o tarugo forçando sua passagem pela ferramenta e o metal é movido na mesma direção do pistão, provocando atrito entre ele e a matriz. Este processo possui maior utilização, pois não precisa de equipamentos complexos, consegue elevado controle dimensional e pode trabalhar com perfis extrudados de grande diâmetro sem comprometer a fluidez do perfil.
2.1.1 Vantagens e desvantagens
 	 Suas principais características são:
Boa homogeneidade estrutural e dimensional
Baixo índice de oxidação superficial
Custo inicial elevado
Limitação de comprimento do produto
Baixas velocidades de trabalho
2.2. Extrusão indireta
No processo de extrusão indireta, também conhecida como extrusão reversa ou invertida, a matriz se desloca na direção do tarugo. Ocorre o deslocamento da ferramenta e não do tarugo. Como não há movimento relativo entre o tarugo e as paredes do container, as forças de atrito e pressões necessárias são menores comparados à extrusão direta. Entretanto como o êmbolo é furado, as cargas necessárias para a extrusão são limitadas e não é possível obter perfis com formatos complexos.	
2.2.1 Vantagens e desvantagens.
	Suas principais características são:
Aproveitamento de matéria prima, apenas 5% do tarugo inicial são desperdiçados 
Extrusão pode ocorrer em menores temperaturas evitando desgastes
Matriz com uma maior vida útil
Maior uniformidade de deformação e uma menor pressão de pico
Menor utilização pela indústria
Processo mais antigo
2.3 Extrusão Hidrostática.
Neste processo um tarugo é colocado sobre a matriz e envolvido por um fluido, ambos contidos no interior de um container. O fluido tem sua pressão aumentada por meio de um pistão, até o ponto em que o tarugo é forçado a escoar pela abertura da matriz, dando forma final ao produto. O apoio da matriz é obtido pelo fluido sob pressão, sendo a vedação do sistema feita através de selantes colocados em torno do pistão e da matriz. O fluido pressurizado facilita a deformação do material pelo estabelecimento de um estado de tensões favorável e pela redução do atrito entre o tarugo e a matriz. 
2.3.1 Vantagens e desvantagens
Não há fricção entre o tarugo e o recipiente
Devido ao baixo atrito entre a matriz e o tarugo pode-se usar baixos ângulos de extrusão
Resistência mais alta do produto devido a ausência de vazios e poros
O processo é versátil na troca das matrizes
A própria pressão assenta a matriz no recipiente
Menor restrição quanto a forma da seção transversal
Perda de energia e eficiência devido a compressão do fluido com o aumento considerável da pressão
A ponta do tarugo deve ser cônica e deve ser posicionada por pressão contra a matriz para promover a vedação inicial
É difícil controlar a velocidade de extrusão
Apresenta problemas associados à vedação do pistão carregamento cíclicos (fadiga dos componentes do equipamento).
2.4 Extrusão a frio
É o processo em que o material que será extrudado tem ductilidade suficiente à temperatura ambiente, não necessitando ser aquecido para diminuir as forças necessárias para a extrusão. 
2.4.1 Vantagens e desvantagens
Melhores propriedades mecânicas resultantes do encruamento
Controle das tolerâncias, requerendo pouca ou nenhuma operação posterior de acabamento
Melhor acabamento superficial, devido à não existência de camada de óxido
Eliminação do pré-aquecimento do tarugo
Taxas de produção e custos competitivos com outros métodos
Alto custo na aquisição de maquinário e ferramentas
2.5 Extrusão a quente
A extrusão a quente é feita para ligas que não tem ductilidade suficiente à temperatura ambiente ou quando o material exige grande esforço à deformação. Com a extrusão a quente não se tem ganhos tão substancias em relação ao acabamento superficial e aumento da resistência mecânica, mas consegue-se reduzir as forças necessárias para a realização do processo com grandes reduções de seção numa só etapa
2.5.1 Vantagens e desvantagens
Maioria dos metais são extrudados à quente devido a diminuição da tensão de escoamento
O material produzido por extrusão a quente é mais dúctil em comparação com o material produzido através de outros processos.
Durante o processo de deformação, os poros encontrados no metal são reduzidos em tamanho ou são completamente fechados.
Pelo fato de que este processo é feito a temperaturas muito elevadas, as homogeneidades não químicas são minimizadas ou são totalmente erradicadas.
Pode haver reações indesejáveis que podem resultar da exposição do metal à atmosfera do ambiente circundante
Pode ser necessário comprar máquinas dispendiosas, tais como um aquecedor de indução ou um forno de diesel.
2.6 Extrusão por impacto
É similar a extrusão indireta e freqüentemente incluída na categoria da extrusão a frio. O punção desce rapidamente sobre o tarugo que é extrudado para trás. 
A espessura da seção extrudada é função da folga entre o punção e a cavidade da matriz. A espessura da seção extrudada é função da folga entre o punção e a cavidade da matriz.
Os produtos de extrusão por impacto incluem os tubos de creme dental, pomadas e assemelhados que são peças descartáveis, a maioria dos metais não ferrosos podem ser extrudados por impacto , usando-se prensas verticais e taxas de produção de até duas peças por segundo
2.6.1 Vantanges e desvantagens
Trincas superficiais ocorre quando a temperatura ou a velocidade é muito alta. Estas causam um aumento significativo da temperatura da superfície, causando trincas e rasgos
Cachimbo: O tipo de padrão de fluxo do metal a arrastar óxidos e impurezas superficiais para o centro do tarugo, como num funil O defeito podese estender até um terço do comprimento da parte extrudada e deve ser eliminado por corte
Trincas internas o centro do tarugo pode desenvolver fissuras que são conhecidas como trincas centrais, fratura tipo ponta de flecha ou chevron
2.7 Extrusão de polímeros 
O processo de extrusão consiste na passagem forçada e controlada da resina plástica fundida por meio de uma ou duas roscas sem fim. Elas possuem a função de misturar, fundir/amolecer, homogeneizar plastificar, compactar e transportar através de um cilindro aquecido até encontrar a matriz. A matriz possui um perfil determinado por onde o material é expelido e conformado. Dessa forma, quando o polímero fundido passa através da matriz, produz-se um perfil continuo e de seção transversal constante, e em seguida, é resfriada até a sua solidificação. Pode-se produzir uma variedade grande de perfis, como tubos, mangueiras, filmes, chapas, fios, cabos, etc.
2.8 Extrusão por injeção
Já o processo de moldagem por injeção tem por objetivo moldar uma peça plástica com formatos variados e complexos com alta tolerância dimensional, forçando ao material sob pressão dentro de uma cavidade.
Analogamente ao processo de extrusão, o material é alimentado através de um funil, onde é direcionado para o interior da máquina que possui uma rosca sem fim (pistão). Esta tem a função de transportar, fundir/amolecer, misturar, homogeneizar e plastificar o material. Ao final deste percurso, o material passa pelo bico de injeção até encontrar-se com o molde. A pressão é mantida até que todo o molde seja preenchido e o material tenha se solidificado. Após essa etapa, o molde é aberto e a peça é ejetada. O molde se fecha, e o ciclo é rapidamente repetido.
Dessa forma, o fator chave para que esse processo seja largamente utilizado na indústria de transformação é a sua alta produtividade. As peças produzidas devem ser livres de rechupes, vazios, poros, bolhas, empenamento, e devem apresentar estabilidade dimensional, resistência e rigidez.
Carvalho, 2013. “Extrusão a Quente de Tubos: Análise experimental da Distribuição de Tensões residuais na parede do tubo. 2013 <https://www.ufsj.edu.br/portal2-repositorio/File/ppmec/Francianne_Carvalho.pdf>.
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5. RESPONSABILIDADE PELAS INFORMAÇÕES
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