Extrusão Continua

30
EXTRUSÃO CONTINUA (SOPRO)

Transcript of Extrusão Continua

Page 1: Extrusão Continua

EXTRUSÃO CONTINUA (SOPRO)

Page 2: Extrusão Continua

Integrantes Marcel Felicio

Agnaldo SolanoGabriela Bazani

Page 3: Extrusão Continua

Introdução (Sopro)• Embora haja uma forte similaridade entre a fabricação de frascos de vidro

e plástico, o termo moldagem por sopro pertence ao segmento dos

plásticos. Na área de industrialização de vidro usa-se o termo “sopro de

vidro”. O nitrato de celulose foi originalmente usado na modelagem por

sopro.

• O processo de sopro é um processo muito utilizado no mundo. Por

transformadores que produzem peças ocas, frascos, brinquedos e outros.

• O material mais utilizado nesse processo é o polietileno de alta densidade

(PEAD), por ser uma commodity, com preço relativamente baixo, por se

adequar com facilidade ao processo com poucas perdas e por poder ser

reprocessado e voltar ao processo, sendo que o grande desenvolvimento

comercial do sopro iniciou com a disponibilidade desse commodity

durante a segunda guerra mundial.

Page 4: Extrusão Continua

Extrusão Continua

No processo contínuo, a extrusora plastifica e empurra o

material plástico fundido através da matriz formando um

parison contínuo. Como a extrusão é contínua, o parison

deve ser transferido para o molde através do movimento

dos carros da sopradora, enquanto outro parison esta se

formando. Existe a possibilidade de movimento vertical,

horizontal e diagonal, como também o movimento

chamado angular ou lateral descendente, para sopro,

resfriamento e ejeção da peça.

Page 5: Extrusão Continua

PROCESSO DE SOPRO

• O processo de sopro permite a obtenção de peças

ocas das mais diversas formas possíveis tais como

garrafas e frascos de embalagem em geral. • O princípio geral de moldagem por extrusão-sopro

consiste em extrudar verticalmente os compostos fundidos na forma de tubo ou mangueira chamada parison, expandindo-o no interior de um molde e forçando-o a assumir o formato interior do molde. Uma vez resfriado, o produto é extraído do molde e tem início a um novo ciclo de moldagem.

Page 6: Extrusão Continua

Moldagem por sopro

maquina sopradora.flv

Page 7: Extrusão Continua

Parison

• O parison é formado pela atuação de um pistão hidráulico que

força a extrusão do composto através da matriz somente no

momento da tomada do mesmo pelo molde. Com este

processo, podemos obter peças mais volumosas, nas quais a

extremidade inferior do parison poderia sofrer excessivo

resfriamento devido ao tempo de permanência em contato com

o ar ambiente, ou ainda em peças nas quais o peso do parison

poderia promover afinamento excessivo da parede do parison

devido à elasticidade do composto fundido.

Page 8: Extrusão Continua

Processo continuo

• Para este tipo de aplicação, normalmente os equipamentos

são equipados com rosca simples.Para as matrizes, podemos

ter com uma cavidade ou com múltiplas, dependendo do

volume a ser processado.• Nos processos mais comuns do parison, o processo é

contínuo, ou seja, a extrusora opera constantemente plastificando e homogeneizando o composto, que é continuamente extrudado através da matriz. Entretanto há equipamentos dotados de acumulador no final da extrusora e antes da matriz, sendo esse continuamente alimentado com composto fundido.

Page 9: Extrusão Continua

Componentes de extrusão-sopro

• A moldagem por extrusão e sopro é composta por uma máquina, uma extrusora para produzir o plástico fundido; um sistema para formar o parison, cabeçote, conjunto macho e bucha, resistências e outros; é necessário também, um molde ou moldes, com uma ou várias cavidades com formatos diversos, utilizados para o processo de sopro.

Page 10: Extrusão Continua

A mangueira ou parison é extrudada para baixo, numa temperatura

que pode estar acima de 200ºC, quando o comprimento pré-

determinado na regulagem é atingido, o carro sobe, apanha o

parison, o molde fecha e aperta o parison contra a parede do molde.

O fechamento solda o parison em uma das extremidades (no caso

de sopro por agulhas o parison é soldado em ambos os lados). O

parison, quente, é soprado e refrigerado antes de ser ejetado.

Extrusion Blow Molding Machine.flv

Page 11: Extrusão Continua

Sopro superior

• Nas máquinas de sopro superior o molde se desloca, conduzindo o

parison para uma estação de sopro separada, isso permite que enquanto

uma peça esteja sendo soprada, outro parison esta se formando para

produzir outra peça, num processo de extrusão contínua, normalmente

com mais de um carro. Um pino de sopro é introduzido no gargalo

(superior) do parison quando o mesmo se encontra na estação de sopro,

o fluxo de ar passa através do pino de sopro, causando a expansão do

parison contra as paredes do molde, o parison adquire a forma do molde.

Essas peças são apoiadas na base. Após esse processo a peça passa

por um processo de rebarbação, impressão e outros.

Page 12: Extrusão Continua

Sopro inferior

• A maioria das peças é produzida por sopro superior, pois grande parte dessas

peças são frascos produzidos com gargalo calibrado, com certa precisão. Neste

caso, o pino de sopro é pressionado contra o gargalo e assim forma-se a rosca

externa se esta existir no molde.

• As peças produzidas pelo processo de sopro inferior são apoiadas no gargalo. O

parison cai sobre o pino quando o comprimento programado é alcançado, o molde

fecha-se e esse fechamento pode formar, quando for o caso, a seção do gargalo e

solda a outra extremidade do parison, ao introduzir-se o sopro através do pino, o

parison é inflado. Em alguns casos ao invés de pino de sopro, utilizam-se agulhas

de sopro. Essa agulha é introduzida no parison após seu fechamento, através de

canal apropriado no molde, em seguida o ar de sopro é introduzido para inflar a

peça.

Page 13: Extrusão Continua

Sopro lateral

O processo de sopro que utiliza agulha lateral é um

processo específico para algumas peças. Após a extrusão

do parison, o molde fecha, e as agulhas são introduzidas

lateralmente através de canais apropriados, introduzindo o

ar de sopro na peça e inflando a mesma. Este processo é

bastante utilizado para a produção de brinquedos e outros

artigos cujo não haja problemas com o furo da agulha de

sopro na lateral da peça.

Page 14: Extrusão Continua

Componentes do processo

• Há vários tipos de equipamentos para moldagem por

sopro disponíveis no mercado. Todos eles, porém,

seguem no seu projeto e construção os mesmos

princípios.• Os estágios do processo de moldagem por sopro são:• - Fusão e plastificação do termoplástico;• - Formação da parison ou pré-forma;• - Posicionamento do parison dentro do molde;• - Insuflamento do parison;• - Resfriamento e ejeção da peça moldada.

Page 15: Extrusão Continua

Cilindro de plastificação e rosca

O conjunto cilindro/rosca extrusora normalmente é denominado

pelo diâmetro da rosca (D) e pela relação entre o comprimento

da rosca (L) rolo diâmetro (L/D). Cada tipo de material requer

um desenho especifico de rosca e uma taxa de compressão

adequada. A taxa de compressão é a relação entre o volume do

primeiro e do último passo da rosca.

Uma rosca normalmente é dividida em três zonas e a maioria

ainda possui uma ponta misturadora.

Page 16: Extrusão Continua

Cabeçote • O cabeçote é uma continuação da extrusora. Uma de suas funções é mudar

em 90° a direção do fluxo da resina fundida. A extrusora está na posição

horizontal e a pré-forma é extrudada verticalmente, para baixo.

• Quando o polímero fundido entra no cabeçote ele se divide no mandril, porém

ao sair do corpo da matriz o fluxo já deve ter sido unido e sem nenhuma área

fraca para que um parison bastante uniforme possa formar uma peça soprada

bem acabada e sem nenhuma imperfeição.

• O projeto do cabeçote exige sempre aerodinâmica nas passagens, por isso

são necessárias usinagens e polimento superficial para impedir “pontos

mortos”, o que provocaria estagnação do polímero e consequentemente sua

degradação térmica.

Page 17: Extrusão Continua

Matriz

• A matriz ou fieira é constituída de um

macho, pino, pinola ou mandril e uma

bucha ou anel externo. O espaço entre o

pino e a bucha denomina-se anel e é ai

que o parison se origina.• Tipos de matriz:• - Matriz convergente ou tulipa;• - Matriz divergente ou cogumelo;• - Matriz paralela;• - Matriz convergente com saída

convergente.

Page 18: Extrusão Continua

Programador de parison • Alguns cabeçotes, independente de serem por acumulação ou

contínuo, possuem um equipamento muito importante e que facilita enormemente a produção, chamado programador de Parison. Funciona movimentando a bucha ou o macho da trefila, fazendo com que a espessura do material que está saindo varie no ponto da peça onde haja urna mudança grande de geometria e consequente afinamento da peça caso não houvesse este equipamento para fazer a compensação. Em resumo, serve para manter a espessura da parede do produto final constante, independente do formato. Estes programadores são compostos por urna parte mecânica que são as válvulas, cilindro, bomba, tanque, etc e por urna parte eletrônica que faz o controle de todas as funções e interage com o painel da sopradora

Page 19: Extrusão Continua

Trefila

• Outra regulagem importante feita na Trefila, e a de manter as distâncias entre

macho e bucha iguais, para evitar que a mangueira ao sair tenda a entortar

ou possuir espessura diferente ao longo do diâmetro do Parison. As trefilas

podem ser convergentes ou divergentes quanto ao ângulo de saída do

Parison.

• A Trefila ou trafila pode ainda ser chamada de ferramenta, é composta por

duas peças que são o macho e a bucha, e mais o sistema de centralização

que normalmente é feito de quatro parafusos dispostos 90° um do outro. Um

bom dimensionamento de trefila é o principal responsável por uma boa

produtividade de máquina, caso contrário teremos um alto índice de peças

refugadas e uma enorme dificuldade em manter o processo estável.

Page 20: Extrusão Continua

Mesa• Outro componente da máquina é a mesa que serve para fixar o molde e tem

ainda à função de mantê-lo fechado durante o sopro, além de possuir

estrutura mecânica suficiente para suportar o peso do molde. A força

hidráulica que o fecha deve ser bem maior do que a pressão interna do

molde gerada pelo ar comprimido contra as paredes da peça.

• A força de fechamento exerce também um papel fundamental na qualidade

da linha de solda, pois deve promover um amortecimento no fechamento do

molde e logo após entrar com pressão suficiente para mantê-lo fechado e

esmagar as paredes do Parison.

• A entrada de ar no molde se da através de um orifício pré-determinado neste

mesmo molde e com o auxílio de um pino do sopro ou agulha. A agulha é

mais utilizada, já o pino de sopro se usa quando precisamos de um orifício já

calibrado numa determinada medida.

Page 21: Extrusão Continua

Molde• O molde pode ser feito em aço, ligas de alumínio, zinco, cobre-

berílio ou Zamak, sendo este último mais comum para peças de maior volume, esse materiais são usados geralmente devido à sua boa condutividade térmica. Sua principal característica deve ser a linha de corte para conferir além de uma boa linha de solda, um bom acabamento no produto final, com relativa facilidade de extrair as rebarbas. O molde é composto de duas placas móveis que quando são fechadas formam no seu interior uma ou mais cavidades com o formato da(s) peça(s) que se pretende obter. Não menos importante é a refrigeração que pode possuir um grande reservatório de água conhecido como piscina, juntamente com serpentinas colocadas no momento da fundição da parede do molde.

Page 22: Extrusão Continua
Page 23: Extrusão Continua

PERIFÉRICOS

• Outros equipamentos periféricos que normalmente estão presentes

no processo de sopro são:- Moinho granulador.- Alimentador pneumático.- Geladeira.

Page 24: Extrusão Continua

Materiais usados no processo de sopro

• Inicialmente a industria de transformação que utiliza o processo de

extrusão sopro utilizava-se o polietileno de baixa densidade (PEBD).

• Posteriormente passou a utilizar o cloreto de vinila (PVC), o

polietileno de alta densidade (PEAD), atualmente utiliza-se o

polipropileno (PP), o polietileno tereftalato (PET) e outros.

• Pode-se ressaltar que 56% de todos os materiais utilizados para o

processo de sopro é o PEAD, por ser uma commodity, ter um custo

relativamente baixo e com boas propriedades para várias aplicações.

Page 25: Extrusão Continua

ANÁLISE DAS DIFERENÇAS DOS PROCESSOS VIA INJEÇÃO EXTRUSÃO E INJEÇÃO.

Vantagens Desvantagens

Moldagem por sopro via extrusão

Moldados com rebarbas. 

Deforma lentamente. 

Altas velocidades de produção. 

Maior versatilidade com respeito à produção.

Mais difícil de controlar  a espessura da parede.

 

Necessária a operação de corte.

Moldagem por sopro via injeção (e injeção com

estiramento)

Moldados sem rebarba. 

Bom controle de espessura do gargalo e da parede.

 

Mais fácil de produzir objetos não-simétricos.

 

Não há necessidade de acabamento.

Processo lento. 

Mais restrito no que concerne à escolha dos moldados.

 

São necessários dois moldes para cada objeto.

Algumas das vantagens e desvantagens dos processos de injeção a sopro e do processo de extrusão a sopro aparecem na tabela abaixo:

Page 26: Extrusão Continua

Variáveis que intervêm na operação

• Temperatura da massa • Temperatura do molde • Velocidade de fechamento do molde• Pressão de ar.

Page 27: Extrusão Continua

ProblemasGuia de resolução de problemas

Defeito Causa provável

Peça com baixo peso

Espessura de parede do parison muito finaIndice de fluidez da resina muito altoTemperatura do parison muito altaVelocidade de extrusão muito alta

Ciclo de resfriamento excessivo

Parede da peça muito espessaPressão de ar de insuflação baixaResina com baixa densidadeTemperatura da preforma muito altaTemperatura do molde muito alta

Molde sem brilhoÍndice de fluidez muito baixoTemperatura da matriz muito baixaTemperatura do parison muito baixa

Parison com marcas de matrizCavidade do molde não polida ou sujaDensidade da resina muito altaSujeira no lábio da matriz

Plastificação insatisfatória

Contra pressão baixaMistura de resina imprópriaPerfil de temperatura inadequadoRosca imprópria

Page 28: Extrusão Continua

Rugas no parison

Velocidade de extrusão muito rápidaBaixa temperatura do fundidoResina com baixo índice de fluidezCoroa da matriz muito curtaPressão de insuflação muito baixa

Contração dimensional

Curto ciclo de resfriamentoDensidade da resina muito baixaEspessura de parede muito finaPressão de ar de insuflação muito baixaResina com densidade muito baixaSopro de ar precoceTemperatura do parison muito altaTemperatura do molde muito baixa

Afinamento ou estiramento da linha de solda do moldado

Alinhamento do molde incorretoInsuficiente força de fechamentoPressão de ar muito altaResfriamento do molde inadequado

Velocidade de insuflação de ar muito baixa

Área de soldagem fraca

Alta pressão do ar de insuflaçãoCoroa da lâmina estreitaLamina da área de corte inadequada

Pressão de fechamento do molde muito altaTemperatura do parison muito baixaTemperatura do molde muito alta

Velocidade de fechamento do molde muito alta

Page 29: Extrusão Continua

Conclusão

• O processo de sopro deve ter perfeito sincronismo entre a formação da pré-

forma e o fechamento do molde para garantir a qualidade e a repetibilidade

do precesso, a máquina deve estar bem dimensionada ao produto à ser

soprado, o molde deve possuir encaixe bem preciso para não permitir

vazamentos durante o sopro, a refrigeração deve ser eficiente à fim de se

obter produtividade e qualidade no processo.

• O processo de sopro é muito simples, mas exige certo conhecimento para

fazer o ajuste fino. É um processo bastante flexível, haja vista que permite

a utilização de vários tipos de matéria-prima. E também em relação à

infinidade de produtos que podem ser produzidos com esse processo.

Page 30: Extrusão Continua

Boa Noite

Muito Obrigado