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Processamento de Processamento de Materiais Cerâmicos Materiais Cerâmicos Processo de Colagem 1 Professor Anselmo André Pinto Machado RA: 280275 Léo Rodrigo Bossonario RA: 279560 Mauricio Vasconcellos Massucato RA: 279463 Pedro de Pádua Paula RA: 279439

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Processamento de Processamento de Materiais Cerâmicos Materiais Cerâmicos

Processo de Colagem

1

Professor Anselmo

André Pinto Machado RA: 280275Léo Rodrigo Bossonario RA: 279560Mauricio Vasconcellos Massucato RA: 279463Pedro de Pádua Paula RA: 279439

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Índice Índice Definição

◦O que é colagem?◦O que é Barbotina?◦2 tipos: Colagem de barbotina em molde ou

Colagem de Fita;Processo

◦Fluxograma;◦Definição das etapas e descrição dos agentes;◦Barbotina: Reologia, Estabilização,

Componentes;Comparação com os demais processos Produtos

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Definição – Colagem Definição – Colagem É um processo conformação de pó-

cerâmico;Com a preparação de uma mistura

coloidal: Barbotina, esta dita as características do produto final;

Resume-se em um processo onde retira-se a parte líquida da matéria Barbotina, restando então o particulado aglomerado que é a peça a verde;

Antigo, simples e de baixo custo;3

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Definição – BarbotinaDefinição – BarbotinaEstá é a matéria principal do

processo ;Composta de:

◦Solvente (Água, orgânico) ;◦Pó-cerâmico;◦Dispersantes;◦Ligantes;◦Plastificantes;

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Definição – 2 TiposDefinição – 2 TiposColagem de

Barbotina em Molde◦ Processo de peças

diversas e de formato complexo;

◦ Uso de moldes normalmente de gesso para a drenagem da parte líquida;

◦ Destaca-se pela grande diversidade de moldes.

Colagem de Fita◦ Processo para

formação de fitas ou filmes cerâmicos;

◦ Neste processo a parte líquida é eliminada por evaporação.

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ProcessoProcesso

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Preparação da Barbotina

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Processo – EtapasProcesso – EtapasMoagem

◦ Etapa onde: Pó-cerâmico + Solvente + Dispersante, são moídos para diminuir os aglomerados, distribuir o dispersante e reduzir a viscosidade.

◦ Utiliza-se moinho de bola ou vibratório. Mistura

◦ Neste ponto destaca-se a relevancia da ordem em que as partes são acrescentadas a Barbotina. Dispersante para evitar a competição pela superficie do

pó, barbotina mais uniforme; Logo depois, plastificante para auxiliar a dispersão dos

ligantes; Por ultimo o ligante.

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Processo – EtapasProcesso – EtapasDeaeração

◦Processo para a retirada das bolhas, “espuma” da barbotina, formada na mistura;

◦Pode ser por câmara de deaeração a vácuo, rolagem lenta ou centrifugação;

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Mistura de água com solvente;Usada para a colagem de peças e é

chamada também de cola da argila;Esta determina as características da

peça final;Assim são relevantes as seguintes

características da Barbotina:◦Estabilização◦Reologia◦Formação/ Componentes

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Estabilização

◦ Esta é importante para evitar a floculação que ocorre devido a atração das cargas, nesta caso o dispersante é agente principal;

◦ Estabilização Eletrostática: Formação de uma camada iônica para o isolamento das partículas.

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Estabilização

◦ Estabilização Estérica Isolamento das partículas pela interação das mesmas

com cadeias poliméricas. ◦ Estabilização Eletroestérica

União das duas anteriores para partículas com forte atração.

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Reologia

◦Baixa viscosidade para facilitar o processo de colagem, mas não tão baixa a ponto de haver sedimentação;

◦Para se obter maior densidade a verde após a colagem, a carga de sólidos deve ser relativamente alta, de modo a se reduzir a retração final;

◦Relação com os aditivos: Ligantes: aumentam a viscosidade e mudam o

comportamento de escoamento de newtoniano para pseudoplástico.

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesPós Cerâmicos

◦Matriz da barbotina;◦A quantidade de pó cerâmico na

barbotina varia em geral de 40 a 50% em massa;

◦Detalhes importantes sobre as partículas são: o tamanho médio e sua distribuição, a área superficial e o nível de impurezas;

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesSolvente

◦Pode ser água ou líquido orgânico;◦Deve ser inerte aos outros

componentes;◦Ter baixo ponto de ebulição; ◦Baixa viscosidade;

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesDispersante (defloculante)

◦Cobre as partículas cerâmicas e as mantêm numa suspensão estável na barbotina; Estabilização da Barbotina.

◦É eliminado na termólise; ◦Dispersante em excesso pode se

comportar como aglutinante;

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesLigantes

◦É utilizado para se obter uma peça cerâmica com resistência mecânica a verde suficiente para permitir sua manipulação e armazenagem;

◦Forma pontes orgânicas entre as partículas;

◦Este devem ser compatíveis, auxiliar na estabilização, atuar como lubrificantes, se decompor a baixas temperaturas.

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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesPlastificantes

◦Estes dissolvem os ligantes e melhoram a distribuição destes na barbotina, o que causa a flexibilidade da folha cerâmica a verde;

◦São comumente glicóis (polímeros);

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Processo – Colagem de Processo – Colagem de FitaFitaEm máquina apropriada, pode ser

continua (superfície desliza, normalmente superfície de vidro) ou em batelada (máquina desliza, normalmente de aço inox);

Movimento relativo de uma lamina niveladora;

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Processo – Colagem de Processo – Colagem de FitaFitaVariação da lamina niveladora para

melhorar a precisão da espessura, normalmente utilizado para filmes muito finos.

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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMoldeIntrodução da barbotina num molde

de gesso, onde permanece por um certo tempo até que o solvente contido na composição seja absorvido pelo gesso e as partículas sólidas sejam acomodadas na superfície do molde;

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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMoldeO que acontece na parede do molde:

Obtêm-se corpos verdes de alta densidade, devido as forças capilares envolvidas que atuam de modo a formar uma parede compacta de partículas sobrepostas.

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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMolde A taxa de crescimento da espessura da camada depositada na

parede do molde de gesso:

◦ t é o tempo necessário para a formação de uma camada depositada de espessura L1

◦ ΔP é a queda de pressão através da parede◦ constante C inclui a viscosidade do líquido, a quantidade de líquido

na suspensão, o fator de empacotamento das partículas e o coeficiente de permeabilidade

Quanto mais água, mais vagaroso o processo, pois a água deve ser filtrada através do depósito formado. Altos valores de viscosidade são marcados por altas velocidades de deposição. Velocidades de deposição mais lentas produzem melhor empacotamento das partículas e melhor densidade a verde.

Assim: barbotina deve ter baixa viscosidade e boa dispersão é necessária para assegurar a máxima fluidez .

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Processo – Colagem em Processo – Colagem em moldemoldeMoldes

◦Geralmente são de gesso de alta permeabilidade e pequeno tamanho de poro de modo a absorver o solvente da barbotina sem escoamento das partículas em suspensão para dentro da parede

do molde;◦custo relativamente baixo, simplicidade no manuseio, porosidade controlada e boa exatidão dimensional.

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Processo – SecagemProcesso – SecagemRemoção completa do solvente da peça;Esta não pode ser rápida pois pode

provocar o fechamento dos poros superficiais;

Secagem lenta: uso de câmaras de secagem de umidade controlada, onde a remoção da umidade se dá pela variação da umidade da câmara.

Na colagem por folha a secagem pode reduzir em até 50% a espessura da folha. Há a utilização de uma corrente de ar quente contra o sentido da folha.

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Processo – TermóliseProcesso – TermóliseEtapas de remoção dos aditivos;Tratamento termico feito pelo aquecimento

lento do ar a baixas temperaturas (< 500ºC);Diferentes mecanismos, como difusão, no

caso, por exemplo, de resinas acrílicas, ou por meio de forças capilares;

Velocidade de aquecimento precisa ser controlada, de modo que a taxa de evaporação dos componentes orgânicos não ultrapasse a taxa de difusão (ou de transporte capilar), para que não se formem bolhas de ar.

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Processo – Sinterização Processo – Sinterização Processo básico da industria de

matérias cerâmicos.Processo termicamente ativado

através do qual um conjunto de partículas apenas em contato mútuo liga-se umas às outras, formando uma superestrutura rígida, total ou parcialmente densa.

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Comparação com outros Comparação com outros processosprocessos

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Comparação com outros Comparação com outros processosprocessos

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Comparação com outros Comparação com outros processosprocessos

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ProdutosProdutosColagem de Fita

◦Industria eletrônica◦Capacitores comuns e multicamadas◦Circuitos eletrônicos

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ProdutosProdutosColagem em Molde

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Peças Artísticas

Panelas

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ProdutosProdutosColagem em Molde

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Louças Sanitárias

Formas Diversas

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ConclusãoConclusãoImportância do processo;

Presença na industria;

Atuação no Engenheiro de Produção.

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Dúvidas ?Dúvidas ?

Obrigado... São Carlos, 18 de Maio de 2009

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