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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA MECÂNICA
TECNOLOGIA MECÂNICA II
GRUPO: EMERSON VIANA
 FRANCISCO GONDIM
 	 TIAGO FARIAS
 		 TIAGO JÁCOME
 		 PATRÍCIA ANDRADE
PROCESSAMENTOS DE PLÁSTICOS
João Pessoa
Julho de 2009
Introdução
Em química e tecnologia, os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos, de constituição macrocelular, dotada de grande maleabilidade (que apresentam a propriedade de adaptar-se em distintas formas), facilmente transformável mediante o emprego de calor e pressão, e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos: vasos, toalhas, cortinas, bijuterias, carrocerias, roupas, sapatos.
A matéria-prima dos plásticos geralmente é o petróleo. Este é formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação
 Os plásticos são divididos em dois grupos, de acordo com as suas características de fusão ou derretimento: termoplásticos e termoendurecíveis.
Termoplásticos
Necessitam de calor para serem enformados;
Reversíveis;
Recicláveis;
De uma forma geral não possuem ligações cruzadas;
De maior utilização industrial (70% em peso da quantidade total de plásticos);
 
Para dar forma a um material termoplástico este deve ser aquecido de forma a ser amaciado, adquirindo a consistência de um líquido, sendo designado nesta forma por polímero ou plástico fundido.
Termoendurecíveis
A temperatura ou um catalizador provoca uma reação permanente;
Não podem ser refundidos e reenformados noutra forma;
Não são recicláveis;
Possuem ligações cruzadas.
Nos materiais termoendurecíveis utiliza-se um processo em que ocorre uma reação química que conduz à formação de ligações cruzadas entre as cadeias poliméricas. A limerização final pode ocorrer por aplicação de calor e pressão ou por ação de um catalizador.
Principais Processos
• Extrusão;
• Moldação por injeção;
• Moldação por sopro;
• Moldação por termoconformação;
• Moldação por compressão;
• Moldação por transferência,…
Processamento de plásticos: Extrusão
Processo idêntico ao dos metais, mas efetuado a temperaturas mais baixas. Os produtos obtidos pelo processo de extrusão incluem tubos, varões, filmes e folhas, entre outras formas.
A máquina de extrusão serve também para produzir misturas de materiais plásticos, para produção de formas primárias, tais como granulados, e na recuperação de desperdícios de materiais termoplásticos.
Depois de sair do molde, a peça extrudida deve ser arrefecida abaixo da temperatura de transição vítrea, de modo a assegurar a estabilidade dimensional. O arrefecimento é geralmente feito com jacto de ar ou com um sistema de arrefecimento a água.
A energia calorífica absorvida pelo material é devida às permutas térmicas entre a matéria e o cilindro aquecido, acrescida pela energia devida ao atrito, assim como da libertada pela compressão do material entre o parafuso e a cabeça de extrusão.
Exemplos de peças extrudidas
Maquina de Extrusão.
Peças extrudidas.
Moldagem por injeção
É um dos métodos de processamento mais importantes, utilizado para dar forma aos materiais termoplásticos. O processo é fácil de automatizar e reveste-se de grande importância econômica, tem como vantagem, relativamente a outros processos, o fato das peças poderem ser produzidas de modo mais econômico, em grandes volumes e com poucas operações de acabamento.
É um método de produção em massa, a tecnologia e equipamento da moldação por injeção continuam em desenvolvimento, em particular nas áreas de controlo do processo.
São produzidas por este processo peças com massas de 5g a 85 kg. Os avanços aumentam a reprodutibilidade e a qualidade das peças. Este processo é capaz de produzir peças com diferentes tamanhos e de complexidade variável.
Máquina de injeção.
O equipamento é constituído por dois componentes principais:
Unidade de injeção – funde e “entrega” o polímero fundido (funciona como uma extrusora).
Unidade de fixação – abre e fecha o molde em cada ciclo de injeção.
 
Componentes da injetora
Molde
 É constituído por barras de fixação, placas de moldação – onde se encontra a cavidade, sistemas de alimentação, pinos ejetores, bucha e canais de arrefecimento. O molde é basicamente um meio de extração de calor, no qual o fundido solidifica na forma desejada e com os detalhes definidos pela cavidade e pela bucha. A parte da cavidade define a forma exterior da peça, enquanto a parte da bucha define o seu interior. A placa da cavidade é geralmente montada no lado da placa estacionária, que se encontra ligada ao bico de injeção.
MOLDES
 (b)
DEFEITOS
CHUPADOS e VAZIOS
Os chupados são depressões localizadas na superfície que ocorrem geralmente quando se injetam secções de elevada espessura. Um vazio é uma bolha em vácuo no interior.
 Causas: São provocados por uma contração localizada do material em
secções de elevada espessura, sem que haja compensação do material quando este arrefece. Os fatores que levam a este tipo de defeitos são:
Pressão de injeção e de compactação baixas;
Tempos de compactação e de arrefecimento pequenos;
Secções de elevada espessura, ou com variações bruscas de espessura;
Depois de o material da pele ter arrefecido e solidificado, o interior começa a arrefecer, e a sua contração puxa a pele para dentro;
Se a pele for suficientemente rígida, os chupados irão ser substituídos por vazios no interior;
Como evitar:
Alterar a geometria da peça;
Alterar a geometria da peça de forma a minimizar as variações de espessura.
Linhas de soldadura
As linhas de soldadura são formadas quando fluxos de plástico vindos de diferentes direções se encontram dentro da cavidade do molde. As duas frentes não se unem, e misturam de forma perfeita e homogênea, pois a película externa do termoplástico, de temperatura ligeiramente inferior à do núcleo da massa plastificada, impede esta mistura. Estas linhas são visíveis na peça como se fossem fendas, afetando a sua aparência e enfraquecendo-a.
Ocorrem normalmente em duas situações:
Quando o polímero fundido é dividido por um obstáculo, contornando-o, e se voltar a juntar. O obstáculo existente no molde rouba calor ao polímero fundido.
Quando o polímero fundido é injetado numa cavidade com mais que um ataque.
Se as linhas de soldadura não puderem ser evitadas, devem ser colocadas em áreas sujeitas a menores tensões, ou em locais de reduzida visibilidade, através de um ajuste da posição e dimensão do ataque.
 	Aumentar a resistência das linhas de soldadura através de um aumento
local da temperatura e de pressão nesses locais.
Variação dimensional
Defeito caracterizado pela variação das dimensões da peça. A contração é a diferença entre as dimensões do molde e da peça arrefecida, sendo a principal causa à alteração de volume à medida que o fundido solidifica. O processo de injeção introduz um estado de orientação molecular com importantes efeitos na contração.
Causas:
Condições de processamento inapropriadas.
Os polímeros têm coeficientes de expansão térmica elevados, de forma que durante o arrefecimento ocorrem contrações elevadas no molde.
Como evitar:
Preparar adequadamente o material
Secar o material corretamente antes do seu processamento, de acordo com as instruções do fabricante.
Alterar o projeto do molde/componentes
Projetar corretamente os canais de alimentação.
Ajustar o sistema de ejeção, caso a peça fique distorcida durante a ejeção.
Ajustar as condições de processamento
Aumentar o tempo de injeção e de compactação,de forma a assegurar que material suficiente, entra na cavidade durante as fases de enchimento e de compactação.
Assegurar uma distribuição uniforme de temperaturas no molde.
Aumentar a pressão de injeção e de compactação.
As dimensões da cavidade do molde deverão superiores às da peça.
Enchimento incompleto da cavidade
Resultado de não ter sido injetado material suficiente na cavidade do molde. Causas: Todos os fatores que aumentam a resistência ao escoamento do polímero fundido, ou impeçam introdução de material suficiente na cavidade. Estes fatores incluem: Áreas de escoamento constrangidas, ou de pequeno tamanho, tais como ataques, canais e paredes finas. Falta de ventilação. Máquina com pressão de injeção baixa. Solidificação prematura do polímero fundido devido à hesitação, prolongado tempo de injeção ou um perfil de enchimento inadequado.
Processamento de plásticos: Moldagem por Sopro
É um processo que utiliza pressão de ar para expandir um plástico macio na cavidade do molde.
Um cilindro ou um tubo de plástico aquecido, designado por “pré-forma”, é colocado entre as mandíbulas de um molde. O molde é fechado prendendo as extremidades do cilindro e injeta-se ar comprimido que força o plástico contra as paredes do molde. Muito utilizado no fabrico de garrafas, tanques de gasolina entre outros produtos.
É limitado a termoplásticos: polietileno de elevada densidade, polipropileno, PVC, PET.
Pode ser realizado:
Numa só etapa – extrusão+moldagem por sopro, injeção+moldagem por sopro;
(1) Obtenção da pré-forma (extrusão).
(2) Fecha-se o molde, e a parte superior da pré-forma (tubo) é fechada pelo molde.
(3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde.
(4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é removida.
Em duas etapas - fabrico da pré-forma e moldagem por sopro.
1) A pré-forma é obtida por moldagem por injeção à volta de um tubo de sopro. 
2) O molde de injeção é aberto e a pré-forma é transferida para um molde de sopro. 
3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde. 
4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é removida.
Exemplo de Processamento de plásticos: Injeção-Moldagem por Sopro:
Maquina de injeção por sopro
Referências Bibliográficas
PROCESSAMENTO DE POLIMEROS. Disponível em: <http://www.demet.ufmg.br/docentes/rodrigo/processamento.htm#Moldagem%20Por%20Injeção>. Acesso em: 12 jul. 2009.
POLIMEROS. Disponível em: <http://www.sorocaba.unesp.br/professor/mancini/arquivos/polimeros-I.PDF> . Acesso em: 12 jul. 2009.
MOLDAGEM DE PLASTICOS. Disponível em: 
< http://in3.dem.ist.utl.pt/mscdesign/02ed/01tecmec/file6.pdf>. Acesso em: 12 jul. 2009.
PLÁSTICOS. Disponível em: 
<http://sbrtv1.ibict.br/upload/sbrt6237s.html>. Acesso em: 12 jul. 2009.
INJEÇÃO DE PLÁSTICOS. Disponível em: 
< http://in3.dem.ist.utl.pt/mscdesign/01tecmec/notas6.pdf>. Acesso em: 12 jul. 2009.