Visita tecnica materias mecanicos II

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Área de Tecnologia e Inovação – Experimentação
 	 Área de Tecnologia e Inovação – Experimentação
Relatório de Visitas Técnicas
Luciano Sogari 	mat: 0248626
Marcio de Azevedo	mat: 0248107
Luciane Calabria
05 de dezembro de 2019
1. INTRODUÇÃO
Neste relatório será abordado assuntos visualizados durante as visitas técnicas realizadas nas empresas Cemar Legrand, Construrohr e Madelustre. Durante a visita na empresa Cemar Legrand, empresa multinacional com unidade localizada em Caxias do Sul, foi possível conhecer e aprender assuntos referentes aos processos de extrusão e injeção de polímeros. Na empresa Construrohr foi abordado e conhecido o processo de fabricação de tijolos cerâmicos desde a primeira etapa do processo até a ultima em sua cadeia produtiva. Na empresa Madelustre foi abordado o assunto referente ao processamento artesanal do vidro, método muito usado nos tempos antigos.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
Os materiais são classificados em três categorias gerais: metais (elementos metálicos), cerâmicas (compostos entre elementos metálicos e não metálicos) e polímeros (compostos cuja composição inclui carbono, hidrogênio e outros elementos não metálicos). Além disso, os compósitos são formados por pelo menos dois tipos de materiais diferentes [1].
Como referencial teórico será abordado as fundamentações teóricas de cada processo visualizado durante as visitas técnicas realizadas.
2.1. Processo de extrusão
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].
Devido a forma geométrica da rosca, no movimento rotacional e ao pouco espaço entre as paredes internas do cilindro, ocorre o cisalhamento sobre o material. A rosca proporciona cerca de 80% da energia térmica e mecânica necessária para transformação do polímero. A máquina extrusora é composta pelos seguintes componentes [3].
Funil: Sua função é alimentar continuamente a extrusora, podendo ter um misturador para auxiliar o escoamento do material [3].
Rosca: Sua função é puxar, transportar, fundir, amolecer, plastificar e homogeneizar o material [3]. 
Entre os processamentos por extrusão, os mais utilizados na indústria de transformação são:
Perfis (32%): na saída do cilindro, o material fundido encontra uma matriz que possui o desenho desejado, dando formato ao produto e em seguida, é calibrado, resfriado, cortado/enrolado. Utilizado na fabricação de canudos, mangueiras, etc [2].
Sopro (12%): utilizado na produção de peças ocas, como garrafas e bombonas, onde um parison (pré-forma) é introduzido ao molde, injetando-se gás e forçando-o em direção às paredes do molde, conferindo o seu formato final [2].
Filmes (34%): utilizado na fabricação de produtos flexíveis e de espessuras finas, como sacolas plásticas e embalagens [2].
Figura 01: Processo de extrusão
Fonte: https://afinkopolimeros.com.br/processamento-de-polimeros
2.2. Processo de 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 [2].
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 [2].
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 para sua. O processo de moldagem por injeção é capaz de conferir detalhes muito importantes para a peça final, como roscas, furos, travas e dimensões perfeitas para o melhor encaixe, sendo muito utilizadas na indústria automotiva (painéis de carros), em utilidades domésticas (peças de máquinas de lavar roupas, por exemplo), entre outras [2].
Uma das vantagens deste processo é a velocidade em que as peças são produzidas, pois no caso dos termoplásticos, a solidificação é quase que imediata [3].
Figura 02: Processo de injeção
Fonte: Callister, Ciência e engenharia de materiais. 7º edição.
2.3. Materiais Cerâmicos
Os materiais cerâmicos podem ser definidos como materiais inorgânicos, não metálicos processados ou consolidados a altas temperaturas. Outra definição utilizada é que cerâmicas ou materiais cerâmicos compreendem todos os materiais de emprego em engenharia ou produtos químicos inorgânicos, excetuando-se os metais e suas ligas e que se tornam utilizáveis pelo tratamento em altas temperaturas [4].
As cerâmicas convencionais como louça de mesa, louça sanitária, refratários, vidros, cimentos, etc., são produzidas pela calcinação, a altas temperaturas, de silicatos e outros materiais primas naturais. Embora sejam resistentes a altas temperaturas e a corrosão, elas são frágeis e difíceis de se trabalhar quando comparado aos metais e aos materiais poliméricos [4].
Cerâmica avançada, ou cerâmica de alta tecnologia, cerâmica de alta performance, cerâmica técnica ou cerâmica fina, são denominações utilizadas para uma determinada classe de novos materiais que se encaixa dentro da definição geral dada aos materiais cerâmicos. O termo avançado foi utilizado para diferenciar esta nova geração de materiais cerâmicos daquelas chamadas de cerâmicas tradicionais, cuja caracterização é feita pela utilização de matérias primas naturais com pouco ou nenhum beneficiamento, principalmente silicatos [4].
Os materiais cerâmicos podem ser classificados de acordo com a sua estrutura, propriedades e aplicações. Uma classificação conveniente é mostrada no diagrama da Figura 03 
De acordo com essa figura os Materiais Cerâmicos se classificam em: Vidros: Vidros e Vitros-Cerâmicos; Produtos de Argilosos: Produtos argilosos estruturais e Louças Brancas; Refratários: Argila refratária, Sílica, Básico e Especial; Abrasivos; Cimentos; Cerâmicas Avançadas.
Figura 03: Classificação dos materiais
Fonte: Callister, Ciência e engenharia de materiais. 7º edição.
Os materiais cerâmicos são compostos formados por elementos metálicos e não metálicos, na qual as ligações interatômicas são totalmente ou predominantemente iônicas, mas com alguma natureza covalente. Na categoria de cerâmicas denominadas “cerâmicas tradicionais”, a matéria prima principal é a argila. Produtos considerados cerâmicas tradicionais são louças, porcelanas em geral, tijolos, telhas, e além desses, vidros e as cerâmicas de alta temperatura. Recentemente houve um progresso significativo em relação a compreensão da natureza desses materiais e uma nova geração foi desenvolvida, com utilização em indústrias de componentes eletrônicos, computadores, comunicação, aeroespacial e uma gama de outras indústrias [1].
Há duas características que influenciam na estrutura do cristal em materiais cerâmicos cristalinos: a magnitude da carga elétrica em cada um dos íons componentes e o tamanho relativo dos cátions e dos ânions. Muitas estruturas cristalinas mais simples são descritas em termos de célulasunitárias: cloreto de sódio, cloreto de césio, blenda de zinco, fluorita e perovskita [1].
Os materiais cerâmicos apresentam alto ponto de fusão, são geralmente isolantes elétricos, embora possam existir materiais cerâmicos semicondutores, condutores e até mesmo supercondutores (estes dois últimos em faixas específicas de temperatura). São comumente estáveis sob condições ambientais severas e geralmente duros e frágeis [5].
2.4. Vidros
Os vidros pertencem ao grupo familiar das cerâmicas, são em silicatos não-cristalinos que também contém outros óxidos, como CaO, Na2O, K2O e Al2O3, os quais influenciam as suas propriedades [3].
Os materiais não-cristalinos não se modificam no mesmo sentido que os materiais cristalinos. No resfriamento, devido a diminuição da temperatura, o vidro se torna continuamente mais e mais viscoso [3].
Uma das distinções entre os materiais cristalinos e não-cristalinos, está na dependência do volume específico em relação a temperatura, como ilustra a figura 04.
Figura 04: Volume específico x temperatura
Fonte: Callister, Ciência e engenharia de materiais. 7º edição.
O vidro é produzido pelo aquecimento das matérias primas em uma temperatura elevada, acima do seu ponto de fusão. A maioria dos vidros comerciais é do tipo sílica-soda-cal, a sílica é suprida geralmente como areia de quartzo comum, enquanto o Na2O e o CaO são adicionados como soda barrilha e calcário. Para a maioria das aplicações, e em especial quando se deseja uma boa transparência optica, é essencial que o vidro seja homogêneo e isento de poros. Quatro métodos de conformação são empregados na fabricação de produtos à base de vidro, prensagem, sopro, estiramento e conformação de fibras [3].
A prensagem é usada para peças com paredes relativamente grossas, a mesma é conformada pela aplicação de pressão sobre um molde de ferro fundido com grafita [3].
No processo de sopro, a peça é inserida no molde de sopro, e sua conformação é forçada pela pressão criada pela injeção de ar [3].
O estiramento é usado para conformação de peças longas, seu grau de planificação e acabamento podem ser melhorados pela flutuação da chapa em um banho de estanho fundido em uma temperatura elevada [3].
Para as fibras de vidro, o vidro é inserido em uma câmara de aquecimento de platina, as fibras são conformadas pelo estiramento do vidro fundido através de orifícios pequenos no fundo da câmara. Sua viscosidade, que é crítica, é controlada pelas temperaturas da câmara e dos orifícios [3].
3. VISITA EMPRESA LEGRAND
3.1. História da empresa
A Legrand é uma empresa mundial, presente em 180 países, especialista em sistemas elétricos e digitais para infraestruturas prediais, atualmente possui cerca de 36000 colaboradores no mundo é detentora de 4000 patentes.
No Brasil o Grupo Legrand está consolidado por marcas de referência mundial e regional como Legrand, Bticino, HDL, Lorenzetti Materiais Elétricos, SMS e Daneva, além das linhas de produtos Pial, Cemar e Cablofil.
Figura 05: Vista aérea da planta da Cemar Legrand, unidade Caxias do Sul
Fonte: www.legrand.com.br
3.2. Visita aos processos de extrusão e injeção
Em visita realizada pelo curso de Engenharia Mecânica da FSG, durante a cadeira de Materiais Mecânicos II, foi possível visualizar e conhecer as etapas do processo de extrusão e injeção dos componentes elétricos produzidos pela empresa Legrand, unidade de Caxias do Sul.
 Durante a visita foi possível obter conhecimentos práticos nos processos de extrusão e injeção, onde foram informados alguns dados da empresa, processo produtivo, divisão da produção, algumas dicas e regras de segurança, entre outros. 
Com o acompanhamento do especialista da área de extrusão e técnico de segurança do trabalho, foram explicados os processos como ocorrem na prática. Estes processos exigem operações manuais e automatizados.
Nos processos automatizados, os equipamentos são modernos, o que facilita o processo e melhora a qualidade do produto. 
Na sequência o especialista da área de injeção, apresentou o pavilhão e processo correspondente a sua parte, aonde também foi possível observar as maquinas que fazem injeção dos
4. CONSTRUROHR
4.1. História da empresa
Com empresa situada no munícipio de Bom Princípio, Rio grande do Sul, com área fabril de mais de 120000 metros quadrados e com mais de 25 anos de experiência na atuação no ramo de pré-moldados de concreto e artefatos de cerâmica. 
Figura 06: Vista aérea da empresa Construrohr
Fonte: www.construrohr.com.br
4.2. Visita a fabricação de tijolos
Durante a visita na fabrica de tijolos da Construrohr, foi possível verificar todas as etapas do processo produtivo dos blocos cerâmicos “tijolos”.
Primeira parte da visita foi visto como funciona o sistema de abastecimento dos fornos, aonde foi possível acessar o pavilhão de estocagem de serragem, que possui caixas de alimentação automática por esteiras das serragens aos fornos de cozimento e secagem dos tijolos. Esse abastecimento é feito de forma automática por esteira conforme diminui a temperatura dos mesmos.
Figura 07: Estoque e abastecimento da serragem dos fornos
Fonte: Autores
Figura 08: Alimentador automático dos fornos
Fonte: Autores
Na próxima etapa, foi visitado o estoque de argila, que após ser extraída da jazida, fica em descanso e analise por um tempo mínimo de 1 ano, para somente despois desse tempo ser posta na fabricação de tijolos.
Figura 09: Estoque de Argila
Fonte: Autores
	O processo de abastecimento da Argila e suas misturas também é realizado através de esteiras que realizam o abastecimento automático.
Figura 10: Abastecimento automático das misturas
Fonte: Autores
Na etapa de extrusão dos blocos cerâmicos, foi possível observar alguns dos moldes utilizados para a fabricação dos tijolos da empresa.
Figura 11: Matrizes de extrusão dos tijolos
Fonte: Autores
Também foi possível observar o processo de extrusão e corte dos tijolos ainda em estado verde.
Figura 12: Maquina de extrusão e corte dos tijolos
Fonte: Autores
 	O processo de extrusão é todo controlado por um sistema com interface IHM, aonde o operador acompanha a situação do equipamento e da linha de produção dos tijolos.
Figura 13: Painel de controle
Fonte: Autores
	Após esse processo, os tijolos ainda verdes, passam por uma esteira que os coloca em uma prateleira movel, que será colocada em estufa com umidade e temperatura controlada antes da entrada nos fornos, evitando assim que os tijolos sofram trincas.
Após os tijolos saírem da estufa, eles passam por um processo de avaliação visual da qualidade dos blocos e só a partir desse processo eles entram nos fornos de secagem e finalizar a etapa de fabricação do tijolo.
Figura 14: Forno de secagem
Fonte: Autores
 Ultima etapa do processo é o da embalagem para expedição ao cliente e carregamento em frota própria.
5. MADELUSTRE
5.1. Historia da empresa
Situada em Garibaldi na próspera região da Serra Gaúcha, a Madelustre desenvolveu-se a partir de uma vocação dos imigrantes italianos: trabalhar a madeira. Hoje conta com uma moderna fábrica e atende ao mercado brasileiro e de exportação [6].
 A Madelustre foi criada em 1984. Hoje possui hoje três unidades industriais, além da vidraria própria implantada em 2018, com capacidade para 40 toneladas/ mês, que produz peças exclusivas com tecnologia importada da Itália. Especialistas italianos e mestres na produção de vidro de Murano vieram para desenvolver o processo de fabricação de vidro artesanal, por meio dos sistemas piastra (vidro moldado), vidro soprado e vidro centrifugado [7]. 
A visita na Madelustre não se restringe apenas em técnicas de vidraria artesanal italiana. Ainda tem um mini memorial do vidro, com a história do vidro ao logo da história da humanidade em painéis, falando da presença de vidro por causa de raios, como era na Idade Média, a produção nos séculos XVIII e XIX. Mas a principal atração é mesmo a Supertaça de 219cm de altura, que entrou para o Livro dos Recordes como a maior taça de espumante do mundo [7].
Figura 15: Maiortaça do mundo fabricada pela Madelustre
Fonte: Autores
5.2. Visita a fabricação dos vidros
Na área fabricação dos vidros da Madelustre, foi possível observar a técnica do sopro utilizada para a fabricação de lustre.
O fabrica possui 2 fornos para fabricação de vidro que ficam ligados 24 horas todos os dias.
Figura 16: Fornos de fabricação de vidro
Fonte: Autores
 O processo de sopro no qual é utilizado pela empresa se utilização de uma ferramenta chamada de “cana”. O mesmo serve para manusear o vidro que esta em altas temperaturas, O material da “cana” é feita em aço inox e possui um orifício interligando uma ponta a outra, que possibilita o operador soprar e inflar o vidro quase liquido que esta grudado na outra extremidade.
Figura 17: Processo de sopro
Fonte: Autores
O processo do sopro do vidro utilizado pela empresa consiste em ir colocando camadas do material na cana, soprando e alisando o material para que ele fique em formato de uma esfera,
Figura 18: Processo de modelagem do vidro
Fonte: Autores
A cada camada de vidro agregada no processo a cana é resfriada para que não queime operador até que possa ser soprado dentro de um molde que gerara o forma da peça desejada.
Figura 19: Processo de conformação do vidro com molde
.
Fonte: Autores
Após a sopragem do vidro dentro do molde, começa o processo de resfriamento da peça, que consiste em colocar a mesma em uma mesa para gerar o choque térmico na base da peça que esta ligada a cana e assim poder ser realizado o destacamento da mesma da cana.
Figura 20: Processo de choque térmico para desconectar a peça da cana
Fonte: Autores
Após o choque térmico, a peça é destacada dentro de um forno de resfriamento que possui varias temperaturas nas quais começa em 500°C na entrada e vai diminuindo progressivamente até temperatura ambiente na saída do mesmo.
Figura 21: Entrada e saída das peças na estufa
Fonte: Autores
Após as peças deixarem o forno, elas passam por etapas de acabamento e estocagem.
Figura 22: Acabamento e estocagem
Fonte: Autores
Caso as peças apresentem algum problema, se forem transparente os mesmo serão reaproveitado como matéria prima na própria Madelustre, caso forem coloridos a empresa vende para outras empresas que utilizam como matéria prima em seus processo. 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[5]	Apostila materiais cerâmicos. Disponível em: http://sites.poli.usp.br/d/pmt2100/aula10_2005%201p.pdf . Acesso em 20 nov.2019.
[3]	CALLISTER, William D. Jr. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7ªedição. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
[1]	CALLISTER JR., William D., RETHWISCH, David G. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. 9ª edição.
[2]	https://afinkopolimeros.com.br/processamento-de-polimeros/. Acessos diversos no decorrer da pesquisa
[4]	MÁXIMO ALVES, Lucas. Materiais Cerâmicos Uma Abordagem Moderna. Paraná: 2013. 
[7]	https://www.eduardo-monica.com/new-blog/madelustre-serra-gaucha. Acessos diversos no decorrer da pesquisa
[8]	https://www.legrand.com.br/a-legrand/legrand-no-mundo. Acessos diversos no decorrer da pesquisa
[6]	http://www.madelustre.com.br/empresa. Acessos diversos no decorrer da pesquisa
[5]	LIRA, Valdemir Martins. Princípios dos processos de fabricação utilizando metais e polímeros. São Paulo: Blucher, 2017.