TMEC118_Trabalho_Matheus_Henrique_Dias

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
 
 
 
 
MATHEUS HENRIQUE DIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS PLÁSTICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2020
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
 
 
 
 
MATHEUS HENRIQUE DIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS PLÁSTICOS 
 
 
Relatório acadêmico direcionado a 
disciplina TMEC 118 – Materiais Não-
Metálicos, ministrada pela Me. Giovana de 
Fátima Menegotto durante o período de 
ensino remoto emergencial (ERE). 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2020
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 3 
2. MOLDAGEM POR COMPRESSÃO ...................................................................... 4 
3. MOLDAGEM POR TRANSFERÊNCIA ................................................................. 4 
4. MOLDAGEM POR INJEÇÃO ................................................................................ 5 
5. MOLDAGEM POR EXTRUSÃO ............................................................................ 5 
6. MOLDAGEM POR SOPRO .................................................................................. 6 
7. ROTOMOLDAGEM ............................................................................................... 7 
8. TERMOFORMAGEM À VÁCUO ........................................................................... 7 
9. FUNDIÇÃO ........................................................................................................... 9 
10. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 10 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 11 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
O uso de plásticos está se torna cada vez maior conforme o tempo, sendo 
utilizados em praticamente todos os segmentos industriais existentes. Sendo assim, 
diversos processos de fabricação foram desenvolvimento, com cada um atendendo a 
uma necessidade estipulada. 
Com o decorrer deste trabalho, será revisado os principais processos 
utilizados na indústria atualmente, avaliando as principais características de cada um, 
os moldes empregados e ilustrando alguns exemplos onde é aplicado e quais 
materiais são empregados. 
 
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2. MOLDAGEM POR COMPRESSÃO 
 
No processo de moldagem por compressão, ocorre a inserção de o material 
plástico (sendo na forma de pó ou em pastilhas) dentro das cavidades do molde 
aquecido, o qual é constituído pelas partes superior e inferior, ou macho e fêmea, 
respectivamente. Após o material estar contido dentro do molde, uma pressão é 
aplicada sob o mesmo a fim de fazer com que o polímero inserido possa fluir ao longo 
da cavidade, dando lugar a cura da resina. 
Usualmente é aplicado para moldagem de polímeros termorrígidos. Para o 
molde, no entanto, é normalmente utilizado aços de alta dureza. No caso de moldes 
com grandes dimensões, é comum o uso de um material pré-endurecido com insertos 
de alta dureza nos locais em que a resistência mais alta ao desgaste é necessária. 
Este procedimento é aplicado em diversos segmentos, tais como: alimentício, 
farmacêutico, cosmético e entre outros. Alguns dos polímeros processados são o 
polipropileno (PP) e polietileno (PE) para fabricação de, por exemplo, tampas de 
garrafas. 
 
3. MOLDAGEM POR TRANSFERÊNCIA 
 
O processo de moldagem por transferência envolve amolecer o polímero por 
calor e pressão dentro de uma câmara de transferência. O material amolecido é, 
então, forçado ao longo de canais, por alta pressão, para um molde fechado para que 
seja curado. Também é aplicado para polímeros termorrígidos, contudo as tolerâncias 
dimensionais estreitas que se obtém por este processo lhe garantem uma vantagem 
sobre o anterior. 
O material utilizado para fabricar o molde deve ter algum tratamento 
superficial, devido adesão do plástico nele ou o ataque na superfície dele. Além disso, 
o molde deve possuir uma alta resistência a compressão, a fim de evitar deformações 
superficiais. Para garantir que as tolerâncias sejam estreitas, os insertos do molde 
devem possuir uma ótima estabilidade dimensional durante a produção. 
O processo de RTM (variação denominada de Modelagem por Transferência 
de Resina) vem ganhando bastante destaque atualmente por ser capaz de produzir 
estruturas resistentes e com geometrias complexas, tais como: carenagens, 
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componentes automotivos e fuselagens de aviões. Neste processo, é empregado 
materiais compósitos de matriz polimérica a base de resina com reforço de alta 
resistência; como fibra de vidro, ligas metálicas e entre outros. 
 
4. MOLDAGEM POR INJEÇÃO 
 
Essa técnica consiste em forçar, através de uma rosca, a entrada de material 
fundido para o interior da cavidade de um molde. Esse material fundido pelo calor 
dentro do cilindro de injeção e sob uma pressão determinada, é injetado através de 
canais de injeção do molde para o interior das cavidades, que possuem o formato do 
produto a ser fabricado. Após isso o produto extraído é resfriado o suficiente para 
manter as dimensões adequadas. 
Algumas características principais desse processo: 
• A velocidade de injeção interfere na orientação das moléculas; 
• Possibilidade de criar geometrias complexas sem rebarbas ou pós-usinagem; 
• Em geral as peças têm até 3 kg; 
• Baixo custo para produção elevada; 
 
O ciclo do processo de injeção pode ser dividido em 6 etapas basicamente, 
alimentação, homogeneização, enchimento do molde; Resfriamento do molde; 
abertura do molde e extração da peça. 
Os equipamentos convencionais de moldagem por injeção são compostos 
basicamente por um funil de alimentação, um cilindro de plastificação, uma rosca sem 
fim (alojada dentro do cilindro) e um molde. A máquina utilizada neste processo, 
denomina-se injetora e os polímeros mais utilizados nesse processo são os 
termoplásticos em geral. 
Alguma das peças moldadas por injeção são: interior dos automóveis, cestos 
e baldes, canecas promocionais, tampas para garrafas de leite, assim como tampas 
em geral. 
 
5. MOLDAGEM POR EXTRUSÃO 
 
Sendo considerado o mais importante processo de transformação de 
plásticos, consiste fundamentalmente em forçar a passagem controlada do material 
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polimérico por dentro de um cilindro aquecido. Isso feito por meio de uma ou duas 
roscas “sem fim”, cujo propósito não só envolve o transporte do material, mas como 
também a mistura e compactação do plástico, além de realizar a retirada dos gases 
liberados no processo. Na saída do cilindro, ocorre a compressão do material contra 
uma matriz com o perfil desejado, dando o formato do produto. 
Os moldes envolvidos na moldagem por extrusão dependem do formato do 
produto, sendo possível dividi-los nos seguintes tipos: perfil, sopro, filmes e chapas. 
Muitos dos produtos plásticos da atualidade são fabricados utilizando este processo 
como recipientes de polipropileno (PP), polietileno (PE), polietileno (PET), poliestireno 
(PS) e policarbonato (PC); para os mais diversos usos. 
 
6. MOLDAGEM POR SOPRO 
 
A moldagem por sopro é um processo para produzir objetos ocos, com 
materiais termoplásticos. Os frascos, garrafas e embalagens são as principais 
aplicações das peças sopradas. Adicionalmente, a moldagem por sopro é usada para 
produzir muitos outros objetos, tais como os componentes usados no interior e exterior 
de automóveis. 
A indústria de sopro tornou-se conhecida em torno do polietileno de baixa 
densidade (PEBD). Atualmente, o polietileno de alta densidade (PEAD), domina a 
indústria do sopro. O Polipropileno (PP) igualmente está se tornando mais 
amplamente utilizado. Outros materiais que são importantes para a indústria do sopro 
são o policloreto de vinila rígido (UPVC) e o polietilenoPg. 8 de 93 tereftalato (PET). 
Um molde de sopro consiste em diversas peças, mas é feito geralmente de 
duas metades. Quando o molde é fechado, estas metades dão forma a uma ou várias 
cavidades, que encerram um ou vários parisons para soprar. As matérias-primas 
predominantes para moldes de sopro são o cobre berílio, ligas de alumínio fundido, 
ligas de zinco, e ocasionalmente, bronze. O berílio é um metal leve que oferece 
excelente condutibilidade térmica. 
Há muitas maneiras de produzir as peças plásticas sopradas, mas todas têm 
os seguintes estágios em comum: 
1) Plastificação (fusão) da resina 
2) Produção do parison (extrusão) ou da pré-forma (injeção) 
3) O sopro do parison ou da pré-forma seguido de resfriamento no molde 
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4) Ejeção da peça moldada 
5) Desbaste ou acabamento da peça (a etapa de desbaste é executada 
frequentemente enquanto as outras quatro etapas continuam o ciclo). 
 
Isto é, o processo consiste na produção de um parison (pré-forma) o qual é 
introduzido em um molde, injeta-se gás dentro deste parison forçando-o em direção 
às paredes do molde. Com a solidificação da peça, o molde é aberto e a peça é 
removida. 
Algumas características desse processo são: 
• Processo de produção natural para recipientes e peças ocas 
• Não há nenhuma sucata ou flash para aparar e recuperar 
• O revestimento e os detalhes do gargalo são exatos e da alta qualidade. 
• Não há nenhuma variação de peso no processo. 
• O molde oferece tipicamente o menor custo para os frascos de grande volume 
que pesam 12 oz (37 g) ou menos. 
• Os tipos de moldagem por sopro incluem a extrusão, a injeção, e o estiramento 
 
7. ROTOMOLDAGEM 
 
Com o material plástico no estado fluído, uma máquina rotativa permite que 
este se modele a fim dar forma ao produto. Este processo permite a produção tanto 
de peças simples como também de alto nível de complexidade, dos mais diversos 
tamanhos. 
Alguns dos polímeros utilizados são: polietileno, poliamida e policloreto de 
vinila (PVC), além de outros termoplásticos e termofixos. O processo possui um baixo 
custo de produção, contudo apresenta um ciclo de produção elevado. É utilizado para 
produzir, por exemplo, cabeças de bonecas, tambores para caixa d’água e câmaras 
de bola. 
 
8. TERMOFORMAGEM À VÁCUO 
 
Moldagem de produtos a partir do aquecimento de uma chapa de resina 
termoplástica, que introduzida no molde fixado em uma prensa e acionado molda o 
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produto. Por amolecimento da chapa com calor, e então forçando-a a conformar-se 
ao contorno de um molde com auxílio de vácuo ou baixa pressão, formas simples são 
fabricadas economicamente. As vantagens básicas são o baixo custo do ferramental, 
o baixo tempo de resposta nos testes com os protótipos, os baixos custos de partida, 
e baixos custos de equipamentos para lotes pequenos. 
Algumas características desse processo são: 
• Os moldes podem ser positivos (côncavo) ou negativo (convexo). 
• Não exige grandes instalações industriais e possui facilidade na criação dos 
moldes. 
• Pode ser feita para uma maior diversidade de cores e apresenta um bom 
acabamento do produto. 
• Produção de protótipos e produções imediatas em pequena escala. 
• Peças que exijam paredes finas 
 
Existem numerosas técnicas de termoformagem, e muitas formas de arranjo 
de fornos, moldes e equipamentos auxiliares de linha. Numa máquina de simples 
estágio, um pedaço de chapa é fixado numa estrutura e amolecido por radiação (infra-
vermelha) de aquecedores. A chapa quente é repuxada (préestirada) sobre um molde 
macho frio enquanto fica fortemente presa a estrutura. 
Os moldes devem ser sobre-dimensionados prevendo a contração térmica 
final de aproximadamente 0,5% para moldes machos, e 1% para moldes fêmeas. 
Como média a desmoldagem necessita de aproximadamente 5% de contração para 
moldes machos e 2% de contração para moldes fêmeas. O vácuo deve ser aplicado 
através de pequenos furos ou fendas. Se os furos forem muito grandes a chapa 
amolecida tende a extrudar através deles e adquire indesejáveis bicos na peça. 
São os seguintes os plásticos facilmente termoformados: 
• Estirenos ou co-polímeros de estireno, como o ABS 
• Acrílicos como o PMMA 
• Celuloses como o CAB 
 • PC e seus co-polímeros 
• PVC plastificado e algumas de suas blendas 
Este processo é utilizado na maioria dos produtos de vasilhames 
descartáveis, como copos, pratos etc. Para grandes volumes, produtos de chapas 
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muito finas para embalagens e recipientes descartáveis (bandejas, sacos bolha, 
pequenos recipientes), e pequenos volumes ou produtos pesados (placas de 
sinalização, portas de refrigeradores, tampas de reboques, poltronas, pias e 
banheiras). Grandes peças de pequeno volume geralmente são feitas em cavidades 
simples utilizando chapas espessas pré-cortadas. 
 
9. FUNDIÇÃO 
 
É utilizado para baixa produção, sempre majoritariamente aplicado para 
produzir protótipos. Este processo consiste em verter a resina líquida, com aditivos 
que permitem um enrijecimento mais rápido, dentro de um molde. Para esse processo 
pode ser usado tanto resinas termoplásticas quanto termorrígidas. A facilitar o 
descolamento do produto na etapa final, um agente desmoldante é aplicado dentro do 
molde, revestindo-o. 
Alguns polímeros típicos utilizados na fundição são poliuretano, epóxi, silicone 
e acrílico. Usualmente se aplica este processo para prototipagem, mas também é 
empregado em certas aplicações dentárias e de joias. O processo em si não custoso 
para ser realizado, contudo os materiais termofixos utilizados apresentam um elevado 
custo. 
 
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10. CONCLUSÃO 
 
Após estudar diversos processos de fabricação que utilizam polímeros, 
percebe-se a grande importância de conhecer o funcionamento de um cada um deles. 
Com isso, pode-se escolher de maneira mais criteriosa qual técnica empregar para 
fabricar um produto, verificando as vantagens e desvantagens relacionadas. 
Contudo processos cada vez mais tecnológicos e eficientes vêm sendo 
desenvolvidos conforme as pesquisas acadêmicas avançam. Assim muitas das 
técnicas utilizadas atualmente poderão cair em desuso no futuro, necessitando que o 
engenheiro esteja preparado para se adaptar a novas tecnologias. 
 
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REFERÊNCIAS 
 
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