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Prévia do material em texto

Processos de 
Fabricação II
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Lincoln Nascimento Ribeiro
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Natalia Conti
Processamento de Polímeros
• Introdução;
• Extrusão em Polímeros;
• Injeção de Plásticos;
• Termoformagem.
• Apresentar ao aluno os principais processos de fabricação que são utilizados para o pro-
cessamento de materiais poliméricos.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Processamento de Polímeros
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Processamento de Polímeros
Introdução
Os materiais plásticos ou polímeros constituem uma das grandes inovações do 
século XX. São materiais extremamente versáteis e que possuem boa resistência 
à corrosão, baixa densidade e razoável resistência mecânica, quando comparados 
aos materiais metálicos.
Como exemplo bem atual é possível citar a indústria automobilística, onde o 
automóvel é cada vez mais composto por partes de plástico. Isso permite que esses 
automóveis sejam cada vez mais leves e economizem combustível.
Na Figura 1 é possível visualizar um exemplo de para-choque de um automóvel 
fabricado em material plástico. Além da redução do peso do veículo, em relação 
à utilização de um para-choque de material metálico, ainda é possível aumentar a 
absorção do impacto durante uma colisão.
Figura 1 – Exemplo de para-choque automotivo fabricado em material plástico
Fonte: Getty Images
Os principais processos de fabricação utilizados para o processamento de polí-
meros são:
• Extrusão
• Injeção Plástica
• Termoformagem
A seguir, esses processos serão apresentados. 
Extrusão em Polímeros
Qual é o processo de conformação de polímeros mais comum?
Ex
pl
or
O processo de extrusão é o processo de conformação de polímeros mais co-
mum. Normalmente é utilizado para a obtenção de produtos, como tubos, perfis de 
matérias poliméricos, entre outros.
8
9
Na Figura 2 é possível visualizar exemplos de produtos fabricados através do 
processo de extrusão em polímeros.
Figura 2 – Exemplo de produtos plásticos fabricados através do processo de extrusão
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 143 
No processo de extrusão de polímeros a resina plástica é aquecida através de 
resistências elétricas e, após a sua fusão, é transportada através de um parafuso até 
uma matriz que possui o formato da seção transversal do produto desejado.
Todo esse processo ocorre em uma máquina conhecida como Máquina Extrusora.
Na Figura 3 é possível visualizar uma ilustração que contém as partes de uma 
máquina extrusora.
Figura 3 – Componentes de uma máquina extrusora de polímeros
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 145
9
UNIDADE Processamento de Polímeros
O funil da extrusora é utilizado para o abastecimento contínuo de material 
na extrusora.
A rosca do parafuso da extrusora tem a função de fundir a resina plástica e 
transportar essa resina fundida até a matriz de extrusão. Normalmente essa rosca 
é composta por três estágios, conforme ilustrado na Figura 4.
Figura 4 – Estágios da rosca do parafuso de uma máquina extrusora de polímeros
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 144
Ao redor do parafuso de extrusão existem resistências elétricas que são respon-
sáveis pelo aquecimento e fusão do material plástico, para que esse material chegue 
fundido na matriz de extrusão.
A matriz de extrusão possui o formato da área da seção transversal do produto 
a ser fabricado. Na Figura 5 é possível visualizar os componentes de uma matriz 
utilizada para a extrusão de perfis plásticos.
Figura 5 – Componentes de uma Matriz de Extrusão
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 146
Coextrusão
Para que serve o processo extrusão conhecido como coextrusão?
Ex
pl
or
10
11
O processo de coextrusão é um processo de extrusão de polímeros utilizado 
para a fabricação de produtos com camadas de materiais diferentes sobrepostas.
Como exemplo de aplicação do processo de coextrusão é possível citar as várias 
camadas de revestimentos utilizadas no isolamento de cabos elétricos. Outro exem-
plo de aplicação são as embalagens de alimentos que possuem várias camadas, 
sendo que o material em contato com o ambiente externo é diferente do material 
em contato com o alimento.
A principal característica do processo de extrusão é a fabricação de um produto 
composto por vários materiais. Nesse caso, cada material é plastificado em uma extru-
sora de forma separada. Na Figura 6 é possível visualizar a ilustração de um equipa-
mento composto por 2 extrusoras 
que é utilizado para a fabricação 
de um filme com 2 camadas.
Nesse processo de coextru-
são, o cabeçote de extrusão é 
utilizado para realizar a união en-
tre as camadas de cada polímero 
que entra por cada extrusora. Na 
Figura 7 é possível visualizar de-
talhes do cabeçote de extrusão 
de um equipamento que utiliza 
duas extrusoras para coextrusão.
No desenho da esquerda é possí-
vel visualizar o cabeçote de extru-
são em corte e, dessa forma, ver 
com detalhes os locais por onde 
entram os materiais fundidos 
oriundos das extrusoras 1 e 2.
Na parte direita da Figura 7 é possível visualizar uma vista em perspectiva do 
cabeçote de extrusão.
Figura 7 – Detalhe do cabeçote de Coextrusão para duas camadas
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 147
Figura 6 – Coextrusão em 2 camadas
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 147
11
UNIDADE Processamento de Polímeros
Caso se utilize a coextrusão para a fabricação de filmes, chapas e frascos, po-
dem existir produtos com três até doze ou mais camadas, de acordo com as funções 
de cada camada.
No exemplo da Figura 8 é apresentada a ilustração de um recipiente com cinco 
camadas de polímeros.
Figura 8 – Detalhe de um recipiente com cinco camadas de polímeros
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 149
Extrusão por sopro
Para que serve o processo extrusão conhecido como extrusão por sopro?
Ex
pl
or
O processo de extrusão por sopro é um processo de extrusão de polímeros uti-
lizado para a fabricação de produtos com corpos ocos e fechados.
Como exemplo de aplicação desseprocesso é possível citar garrafas, frascos, 
e reservatórios de plástico.
Na Figura 9 é possível visualizar exemplos de produtos fabricados através do 
processo de extrusão por sopro.
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13
Figura 9 – Exemplos de produtos fabricados através do processo de extrusão por sopro
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 150
No fluxograma da Figura 10 é possível visualiza as etapas do processo de extrusão.
I – Extrusão da
pré-forma
II – Posicionamento da
ferramenta de sopro
III – Agarramento e
separação da pré-forma
IV – Moldagem
e resfriamento
V – Desmoldagem
e extração
Figura 10 – Fluxograma das Etapas do processo de extrusão por sopro
As etapas descritas na Figura 10 estão ilustradas na Figura 11.
Figura 11 – Ilustração das Etapas do processo de extrusão por sopro
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 152
13
UNIDADE Processamento de Polímeros
Os itens 1 a 9 correspondem às partes da máquina extrusora:
1. Extrusora
2. Cabeçote móvel
3. Bico/Torpedo
4. Pré-forma/núcleo
5. Faca
6. Canais de resfriamento
7. Ferramenta de sopro
8. Mandril de sopro
9. Produto
De uma forma resumida, têm-se as seguintes etapas:
• Na etapa I é produzida por extrusão a pré-forma que consiste em um tubo 
(também chamado de parison), representada pelo tem 4 na Figura 11. 
• Na etapa II, o molde que possui o formato do produto se fecha e a faca corta 
a pré-forma.
• Na etapa III o ar é injetado dentro da préforma, que se expande adquirindo o 
formato das paredes internas (cavidade) do molde.
• Na etapa IV é aguardado o resfriamento do produto.
• Na etapa V o produto é extraído do molde.
Injeção de Plásticos
Para que serve o processo de injeção plástica?
Ex
pl
or
O processo de injeção plástica é um processo de transformação de polímeros 
utilizado para a fabricação de produtos com geometrias mais complexas do que o 
processo de extrusão.
No processo de injeção plástica também ocorre a fusão do material plástico e 
o transporte do material também ocorre em uma rosca. Porém, esse material fun-
dido é injetado diretamente dentro de um molde que possui a geometria interna e 
externa do produto final. 
14
15
Na Figura 12 é possível visualizar os componentes de uma máquina injetora de plásticos.
Figura 12 – Componentes de uma máquina injetora de plásticos
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 156
O processo de injeção de plásticos é composto pelas seguintes etapas:
1. Fechamento do Molde que possui o formato do produto.
2. Avanço da unidade de injeção até encostar o bico de injeção da entrada do 
molde, conhecida como bucha de injeção.
3. Injeção do plástico fundido dentro do molde.
4. Recalque, ou seja, acrescenta-se uma pressão extra de injeção.
5. Realiza-se o recuo do bico de injeção.
6. Extração da peça após o resfriamento através da abertura do molde.
Na Figura 13 é possível visualizar um exemplo de produto fabricado através do 
processo de injeção plástica.
Figura 13 – Balde fabricado através do processo de injeção plástica
Fonte: Getty Images 
15
UNIDADE Processamento de Polímeros
Termoformagem
Para que serve o processo de termoformagem?
Ex
pl
or
O processo de termoformagem é um processo de transformação de polímeros utili-
zado para a fabricação de produtos, a partir de placas planas e filmes de termoplásticos.
Os produtos fabricados através do processo de termoformagem apresentam es-
pessuras finas e são abertos.
Na Figura 14 é possível visualizar as etapas do processo de termoformagem de 
materiais plásticos.
Figura 14 – Etapas do processo de termoformagem de plásticos
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 166
Os moldes utilizados para a termoformagem são fabricados, normalmente, em 
alumínio ou em resinas epóxi.
O processo consiste em aquecer a placa ou o filme de plástico e pressioná-lo 
sobre o molde, de tal forma que essa placa adquira o formato desse molde.
Essa pressão pode ser exercida por vácuo através de furos no molde, ou então 
por pressão propriamente dita aplicada sobre a placa contra o molde.
Na Figura 15 é possível visualizar etapas do processo de termoformagem utili-
zando-se vácuo.
Figura 15 – Etapas do processo de termoformagem de plásticos utilizando-se vácuo
Fonte: LIRA, 2018, Pág. 168
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Na Figura 16 é possível visualizar exemplos de produtos fabricados através
da termoformagem.
Figura 16 – Exemplos de produtos fabricados através de termoformagem de plásticos
Fonte: LIRA, 20 18 – Pág. 167
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UNIDADE Processamento de Polímeros
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e Polímeros
LIRA, V. M. Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e Polímeros. 
1ª Edição digital - Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2018.
Leia o capítulo 5 (p 142-187) da obra, nesse texto serão apresentados com mais 
detalhes os processos de transformação de polímeros.
Ciência dos Materiais
SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. Pearson Prentice Hall, 2008.
Leia também o capítulo 13 (p 292-314) da obra, nesse texto será apresentado detalhes 
sobre o processamento de polímeros.
 Vídeos
Processo de Termoformagem
https://youtu.be/oJhBICDo9Gc
Extrusão e Sopro
https://youtu.be/jVg9S82Q0hQ
18
19
Referências
ASKELAND, D. R. & WRIGHT, W. J. Ciência e Engenharia dos materiais.
3ª Edição – Ed. Cengage Learning, São Paulo, 2014.
CALLISTER Jr., W. D. & RETHVISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiais 
– Uma Introdução. 9ª Edição – Ed. LTC, Rio de Janeiro, 2018.
LESKO, J. Design Industrial: Materiais e Processos de Fabricação. 1ª Edição – 
Ed. Blucher, São Paulo, 2004.
LIRA, V. M. Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e 
Polímeros. 1ª Edição digital - Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2018.
SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. 6ª Edição – Ed. Pearson Prentice 
Hall, São Paulo, 2008.
SMITH, W. F. & HASHEMI, J. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos 
Materiais. 5ª Edição – Ed. AMGH, Porto Alegre, 2012.
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