A Termo Formação
Por: Débora Sampaio • 12/12/2017 • Trabalho acadêmico • 4.784 Palavras (20 Páginas) • 260 Visualizações
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA QUÍMICA
CIÊNCIA DOS POLÍMEROS
DÉBORA DE OLIVEIRA SAMPAIO
JAIME WILLIAN OKUSE
JOELMA CORREA
PABLO CAGNINI
VINÍCIUS S. SCHENKNECHT
TERMOFORMAÇÃO
PONTA GROSSA
2017
DÉBORA DE OLIVEIRA SAMPAIO
JAIME WILLIAN OKUSE
JOELMA CORREA
PABLO CAGNINI
VINÍCIUS S. SCHENKNECHT
TERMOFORMAÇÃO
Trabalho da disciplina de Ciência do Polímeros, do curso de Engenharia Química, do Departamento Acadêmico de Engenharia Química, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Supervisionado pela professora Pós-Dra. Juliana de Paula Martins.
PONTA GROSSA
2017
Sumário
1. INTRODUÇÃO 4
2. MÉTODOS DE FORMAÇÃO 5
2.1. FORMAÇÃO A VÁCUO 6
2.2. FORMAÇÃO POR PRESSÃO 7
3. PROCESSO DA TERMOFORMAGEM 9
4. CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO 13
5. VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA TERMOFORMAÇÃO 15
6. APLICAÇÕES 16
7. CONCLUSÃO 16
8. REFERENCIAS 17
- INTRODUÇÃO
Uma grande variedade de técnicas de processamento é empregada na obtenção de produtos poliméricos. O método usado de conformação para um determinado polímero depende de vários fatores, tais como a característica de o polímero ser termoplástico ou termofixo, a geometria e tamanho da peça que ser quer formar e etc. Para polímeros termoplásticos ainda pode-se observar outros fatores importantes em seu processamento, como: temperatura em que amolece, propriedades reológicas (curvas de fluxo) quando amolecido, temperatura, e tempo de resfriamento após a moldagem. Já para polímeros termofixos, observa-se que os fatores que mais afetam em seu processamento são a temperatura e o tempo de cura.
O processamento de polímeros termoplásticos ocorre normalmente em temperaturas elevadas (200 até 500ºC) e, com frequência, com a aplicação de pressão. Os termoplásticos amorfos são conformados acima das suas temperaturas de transição vítrea, enquanto que os semicristalinos são processados acima de suas temperaturas de fusão. Um fator importante que deve ser destacado no processamento de polímeros é que estes materiais, geralmente, apresentam uma capacidade calorífica (Cp) e calor latente maiores do que os materiais convencionais, tais como metais e cerâmicas. Por exemplo, a capacidade calorífica do cobre (Cpcu=0,09 KJ/KgoC) é bem inferior a capacidade calorífica do Poliestireno (PS) (CpPS=1,34 KJ/KgoC). Portanto, os equipamentos de processamento de polímeros devem ser projetados de forma a atender aos requisitos necessários para que o material seja conformado adequadamente, isto é, deve-se levar em consideração a capacidade calorífica, calor latente, propriedades reológicas do polímero, entre outros fatores.
Dentre os diversos tipos de técnicas para o processamento de polímeros, existe a termoformação, a qual é o objetivo de abordagem deste trabalho. A termoformação ou termoformagem como também é chamada, é um modo de moldar lâminas dando forma ao contorno através da utilização de calor e pressão tanto positivas como a vácuo. Basicamente, as etapas que envolvem o processo são a fixação da lâmina, o aquecimento, a moldagem, o esfriamento e a extração. Na termoformagem, uma lâmina seca é aquecida a uma temperatura pré-determinada na qual o material plástico amolece, mas de forma menor a sua temperatura de fusão. A mesma é esticada para cobrir o contorno do molde e logo é refrigerada na temperatura na qual o termoplástico passa a ser rígido, retendo assim a forma do molde. A peça termoformada pode ser cortada para eliminar bordas desnecessárias, decorada e/ou convertida em artigos para diferentes aplicações. Cada etapa do processo de termoformagem é vital na determinação da qualidade do produto final. Devem ser monitorados tanto a qualidade da lâmina utilizada, quanto os parâmetros de aquecimento, moldagem e esfriamento, para obtenção de peças de alta qualidade. A qualidade das peças estará dada pela uniformidade na espessura da parede, a aparência superficial, cor e aceitáveis propriedades físicas na aplicação final. A termoformagem pode atingir uma ampla gama de espessuras desde as medidas finas utilizadas em contêineres de alimentos até lâminas mais grossas utilizadas na fabricação de interiores de geladeiras. O tamanho, desenho, e o tipo de peça, determinam a técnica de termoformagem e o equipamento a ser utilizado.
Ao planejar um processo de termoformação, é necessário avaliar alguns fatores que são cruciais para a qualidade do produto final. Deve-se considerar na correta eleição de uma equipe de termoformagem:
- Capacidade
- Custo (inicial e manutenção)
- Tamanho (tamanho da peça e a capacidade da máquina)
- Versatilidade
- Tipo de aquecimento e esfriamento
- Facilidade de mudanças de moldes
- Construção de moldes
- Fácil de reparar
Neste trabalho se tratarão temas gerais referentes ao processo de termoformagem, suas vantagens e desvantagens, assim como suas aplicações.
- MÉTODOS DE FORMAÇÃO
A formação, basicamente consiste na moldagem da peça. A moldagem é a etapa na qual a lâmina amolecida é forçada a cobrir o contorno de um molde. Existem basicamente três formas de operar: Primeiro, utilizando o vácuo para fazer com que a lâmina copie a forma do molde. Segundo, mediante a utilização da pressão de ar positiva, que empurra a lâmina até o molde. Terceiro, pode utilizar-se uma força mecânica. Também se pode realizar uma combinação de alguma destas, dependendo, claro, do desenho da peça No primeiro caso, a lâmina já amolecida é transferida para o molde e o ar deixa tensa a lâmina sobre a superfície do molde. O vácuo pode logo ser utilizado para evacuar o ar que se encontra entre a lâmina e o molde. Isso faz com que a lâmina seja atraída e se mantenha firme contra a cavidade do molde. A pressão de formagem empurra a lâmina e a segura contra o molde mediante ar e pressão. O que fica entre a lâmina e o molde se deixa escapar. A utilização de forças mecânicas implica na utilização de sistemas com moldes gêmeos, que empurram e espaçam os bastidores. Os que empurram são componentes mecânicos utilizados para ajudar à lâmina a chegar as zonas mais profundas do molde. Outro mecanismo que pode ser utilizado para otimizar a distribuição do material é mediante um pré-alongamento da lâmina numa bolha com ar a pressão, antes da moldagem final, utilizando pressão e/ou vácuo. Isso é utilizado nos casos em que a peça é muito profunda e sempre utilizando o pistão
...