Injeção Plasticos

Tecnologia Mecânica 1

INTRODUÇÃO

Processamento de plásticos

Exemplos de aplicação de plásticos na indústria automóvel

Processamento de plásticos reforçados com fibras

Exemplos de aplicação de plásticos reforçados com fibra na indústria automóvel

Tecnologia de ligação por adesivos


Plásticos

Um material polimérico é constituído por “muitas partes”, ou unidades (monómeros), ligadas quimicamente entre si de modo a criar um sólido.

Quando na formação da molécula participam mais do que um tipo demonómero, obtém-se plásticos copolímeros.

Designa-se por polimerização o processo químico através do qual os monómeros se combinam quimicamente formando:

- Polímeros com cadeias longos

- Polímeros com ligações cruzadas


Os plásticos são em geral caracterizados por apresentarem:

Baixa densidade

Baixa rigidez

Boa resistência química

Elevado coeficiente de expansão térmica

Baixa condutibilidade térmica e eléctrica

Baixa resistência mecânica

Vantagens:

• Possibilidade de obter um produto final s/operações de acabamento

• Elevada relação resistência/peso

• Facilidade de processamento• Possibilidade de escolha em

termos de cor

Desvantagens:

• Temperatura de serviço baixa• Elevada contracção


Razões pelas quais a utilização de plásticos é importante

O plástico é um material higiénico e asséptico: sendo utilizado em embalagens de produtos alimentares. Actua como barreira protectora entre os alimentos e os possíveis contaminantes. É um material asséptico, por não permitir que nele se desenvolvam quaisquer microrganismos.

O plástico é um isolante térmico: diminui substancialmente as perdas energéticas, sendo utilizado como isolante térmico, contribuindo para a redução de gastos de energia.

O plástico é durável e fiável: não corrói, não enferruja e requer menor manutenção do que qualquer outro material tradicional. É praticamente inquebrável. Podem, ainda, ser concebidos para ter uma durabilidade limitada (plásticos biodegradáveis).

O plástico é um material leve: reduzindo o volume dos resíduos; nos veículos, menor consumo de combustíveis, que significa menos emissão de poluentes.


Tipos de plásticos

Termoplásticos

Necessitam de calor para serem enformados.

Reversíveis

Recicláveis

De uma forma geral não possuem ligações cruzadas

De maior utilização industrial (70% em peso da quantidade total de plásticos)

Termoendurecíveis

A temperatura ou um catalizador provoca uma reacção permanente

Não podem ser refundidos e reenformados noutra forma

Não são recicláveis

Possuem ligações cruzadas



Para dar forma a um material termoplástico este deve ser aquecido de forma a ser amaciado, adquirindo a consistência de um líquido, sendo designado nesta forma por polímero ou plástico fundido.

Propriedades importantes:

• Viscosidade

• Viscoelasticidade

Nos materiais termoendurecíveis, que não polimerizam completamente antes do processamento na forma final, utiliza-se um processo em que ocorre uma reacção química que conduz à formação de ligações cruzadas entre as cadeias poliméricas. A polimerização final pode ocorrer por aplicação de calor e pressão ou por acção de um catalizador.



Para conferir determinadas propriedades aos plásticos incorporam-se aditivos, tais como:

• Plastificantes – aumentam a processabilidade do plástico e garantem uma maior enformabilidade e menor fragilidade do produto acabado.

• Estabilizadores – evitam a degradação dos plásticos por agentes físicos e químicos (calor, radiação UV,…)

• Corantes e pigmentos

• Agentes anti-estáticos e anti-choque

• Retardantes de chama, entre outros

Os materiais poliméricos são também utilizados como ingrediente principal, noutros materiais:

• Tintas e vernizes• Adesivos• Compósitos de matriz polimérica


Produtos de plástico

Os granulados e peletes de plástico podem ser transformados em produtos de várias formas, tais como:

Folha fina

Varão

Chapas

Revestimentos isolantes em fios eléctricos

Tubos

Peças acabadas• Extrusão• Moldagem por injecção• Moldagem por sopro• Moldagem por termoeformação• Moldagem por compressão• Moldagem por transferência,…

Principais Processos


Processamento de plásticos: Extrusão

Processo Idêntico ao dos metais, mas efectuado com temperaturas mais baixas.

Os produtos obtidos pelo processo de extrusão incluem tubos, varões, filmes e folhas, entre outras formas.

A máquina de extrusão serve também para produzir misturas de materiais plásticos, para produção de formas primárias, tais como peletes, e na recuperação de desperdícios de materiais termoplásticos.

Pode ser aplicado a termoplásticos e termoendurecíveis.



A resina termoplástica é introduzida num cilindro aquecido, e o material plástico amolecido é forçado, por um veio roscado ou parafuso rotativo, a entrar através de uma abertura (ou aberturas) numa matriz cuidadosamente maquinada, obtendo-se formas continuas.

Depois de sair do molde, a peça extrudida deve ser arrefecida abaixo da temperatura de transição vítrea, de modo a assegurar a estabilidade dimensional.

O arrefecimento é geralmente feito com jacto de ar ou com um sistema de arrefecimento a água.

Alimentador

Grânulos de plástico

Bandas de aquecimento

Plástico fundido Parafuso

Cilindro Fieira

Extrudido

Zona de medição

Zona de compressão

Zona de alimentação

Crivo




Processamento de plásticos: Moldagem por injecção

Um dos métodos de processamento mais importantes usados para dar forma aos materiais termoplásticos.

Os equipamentos mais recentes de moldagem por injecção utilizam um mecanismo de parafuso móvel para fundir o plástico e injectá-lo num molde.

Os equipamentos mais antigos utilizam um êmbolo para injectar o plástico “fundido”.

Uma das vantagens do método do parafuso móvel, em relação ao de êmbolo, é que no primeiro se obtém um fundido mais homogéneo.



O equipamento é constituído por dois componentes principais:

Unidade de injecção – funde e “entrega” o polímero fundido (funciona como uma extrusora).

Unidade de fixação – abre e fecha o molde em cada ciclo de injecção.

Tremonha

Motor e engrenagens

Bandas de aquecimento

Parafuso

Bico

Placa estacionária Placa móvel

Cilindro

Molde

Cilindro de fixação

Cilindro hidráulico

Válvula de paragem

Barra de fixação (4)

Cilindro para parafuso

Unidade de injecção Unidade de fixação



Fundido injectado na cavidade

Polímero fundido

Válvula de paragem

O molde é aberto e a peça é ejectada

Peça

Polímero fundido “fresco” à espera da próxima injecção

Solidificação

Parafuso recolhido

Cavidade Placa móvel

Molde fechado





Placa estacionária

Canais de água

Placa de suporte Placa móvel

Placa ejectora Cavidade

Canais de distribuição

Bocal Gito

Porta

Linha de partição Pinos de ejecção

Estrutura de ejecção

Ejectores

Pinos ejectores

Bucha do gito

Puxador do gito



Poço frioAtaque

Gito

Cavidade

Alimentador

Características dos moldes de duas placas:

Cavidade – Tem a geometria da peça mas ligeiramente sobredimensionado, de forma a permitir contracções.

Sistema de distribuição -• Gito - conduz o fundido do bocal para o molde

• Canais de distribuição – conduzem o fundido para a cavidade (ou cavidades)

• Ataques– constringem o escoamento do plástico na cavidade

Sistema de ejecção – Cuja função é ejectar as peças obtidas da cavidade, no fim do ciclo de moldagem

• Pinos de ejecção – construídos na parte móvel do molde

Sistema de arrefecimento – consiste numa bomba externa ligada a zonas de passagem do fundido, no molde, através dos quais circula água para remover calor do plástico aquecido

Saídas de ar – permitem a evacuação de ar da cavidade



Problemas/defeitos:

Linhas de soldadura – ocorrem normalmente em duas situações:

1. Quando o polímero fundido é dividido por um obstáculo, contornando-o, e se voltar a juntar. O obstáculo existente no molde rouba calor ao polímero fundido.

fundido

Região de soldadura

insertos Frente do fundido



• Quando o polímero fundido é injectado numa cavidade com mais que um ponto de injecção

soldaduras

Frentes do fundido



Problemas/defeitos:

Chupados e chochos – Ocorrem quando a secção da peça é demasiado espessa. As partes mais espessas retêm calor que é libertado pelas forças “de contracção” –especialmente devido à cristalização que envolve uma grande mudança de densidade. Se a pele exterior solidificar, e por isso resistir a posteriores afundamentos, formam-se vazios internos à medida que a resistência à do “fundido” solidificado é excedida. É sobretudo um problema de concepção, devendo evitar-se secções espessas.

Concentração de tensões nos “cantos” - que dão origem à rotura do produto em serviço

“Queimaduras” – Causadas por um aumento local da temperatura do fundido, provocando a sua degradação. As queimaduras podem ser originadas pelo rápido escape do ar do sistema de ventilação.

chupagem vazios

t1 t1

t2 t2

t1≈t2 t1≤0.6t2



Linha de soldadura

1 ponto de injecção central

2 pontos de injecção

1 ponto de injecção na extremidade

Distorções

Contracções

A contracção é a diferença entre as dimensões do molde e da peça arrefecida,sendo a principal causa a alteração da densidade à medida que o fundido solidifica.

Os polímeros cristalinos dão origem aos piores problemas (Nylon, PET e polipropileno ≈1-4 %. Para os polímeros amorfos (poliestireno, acrilico e policarbonato) esses valores rondam os 0.3 – 0.7%.

Os polímeros têm coeficientes de expansão térmica elevados, de forma que durante o arrefecimento ocorrem contracções elevadas no molde.



Valores típicos de contracção para alguns polímeros:

Nylon-6,6 0.020 mm/mm

Polietileno 0.025 mm/mm

Poliestireno 0.004 mm/mm

PVC 0.005 mm/mm

Parâmetros de contracção:

A adição de reforços/aditivos ao plástico tende a diminuir a contracção.

Pressão de injecção – à medida que a pressão aumenta, forçando mais material na cavidade do molde, a contracção é reduzida.

Tempo de compactação – efeitos semelhantes - força mais material na cavidade do molde durante a contracção

Temperatura do molde – temperaturas elevadas baixam a viscosidade do polímero fundido, permitindo que mais material seja “empacotado” no molde e reduzindo a contracção


Simulação: Moldagem por injecção


Processamento de plásticos: Moldagem por injecção de termoendurecíveis

Processo idêntico à moldagem por injecção de termoplásticos, no entanto:

As temperaturas no cilindro devem ser relativamente baixas

O plástico fundido é injectado num molde aquecido, onde se dá o processo de cura

No caso de certas resinas termoendurecíveis, é necessária uma boa ventilação das cavidades do molde, de modo a evacuar os produtos de reacção originados durante a cura.

A cura é a etapa que consome mais tempo em todo o ciclo.


SCORIM (Moldagem por injecção com controlo da morfologia)

Este processo divide o material fundido por dois canais de injecção, melhorando a orientação e características das linhas de soldadura

Os dois canais de material são aquecidos num bloco comum.

Em cada canal do fundido encontra-se instalado um pistão.

A - Enquanto um dos pistões empurra o fundido, o outro retraí-se, criando um volume para o fundido se mover.

B - Os dois pistões deslocam-se na mesma direcção, fazendo o empacotamento da cavidade

C – os 2 pistões deslocam-se de uma só vez para a frente, e aí permanecem até o ataque solidificar

‘Shear controlled orientation in injection moulding’


CO-INJECÇÃO

É um processo sequencial no qual dois materiais, da pele e do interior são injectados sequencialmente num molde através de bicos especiais.

Quando o primeiro material é injectado, dá origem a uma pele contínua e o fundido remanescente forma o núcleo da peça. O 2º material injectado procura o centro quente, e na sua maioria fundido, da peça onde está colocado o 1º material, que oferece uma menor resistência. Para terminar pode injectar-se outra vez o material da pele

Os 2 materiais têm de ser compatíveis


Co-Injecção (Multicomponentes)

Produz um produto com multi-camadas

Consiste em injectar/re-injectaralternadamente dois polímeros diferentes no molde.

O material fundido do núcleo vai sendo deslocado com a injecção do fundido “fresco”


Injecção assistida com gás

O molde é parcialmente preenchido com o fundido.

Com a ajuda de um gás, a massa de fundido é pressionada contra as paredes do molde.

Etapas:

Fecho do molde

Injecção do plástico

Injecção de gás no fundido de plástico

Manutenção da pressão de gás durante a solidificação

Redução da pressão de gás

Abertura do molde


Injecção assistida com gás

Um dos requisitos básicos para se obter peças de qualidade através deste método é a selecção correcta da quantidade de fundido

No caso de um pré-enchimento insuficiente o gás pode romper o fundido

No caso de um pré-enchimento excessivo, poderá verificar-se uma acumulação de material, que além de influenciar o ciclo de fabrico, pode por em causa o destino final da peça.



Vantagens:Podem produzir-se peças de elevada qualidade com velocidades de produção altas.

O processo tem custos de fabrico relativamente baixos.

Pode produzir-se um bom acabamento superficial na peça moldada.

O processo pode ser automatizado.

Podem produzir-se formas complicadas.

Desvantagens:

O elevado custo do equipamento faz com que seja necessário produzir um grande volume de peças, de modo a compensar o custo da máquina.

O processo tem de ser rigorosamente controlado, para que se obtenham produtos de qualidade.


Processamento de plásticos: RIM (Reaction Injection Molding)

Dois reagentes líquidos, extremamente reactivos, são misturados e imediatamente injectados numa cavidade do molde, onde ocorrem asreacções que levam a que a solidificação ocorra.

Este processo foi desenvolvido com o poliuretano de forma a produzir peças grandes para automóveis

Os polímeros epoxies e ureia-formaldeído são também aplicados a este processo.

Vantagens:• Todas aquelas obtidas com a fundição de metais, mais as

relacionadas com operações realizadas à temperatura ambiente ou temperaturas moderadas

Desvantagens:• Nem todos os plásticos estão disponíveis na forma líquida.


Processamento de plásticos: Moldagem por sopro

É um processo no qual se utiliza pressão de ar para expandir um plástico macio na cavidade do molde.

Um cilindro ou um tubo de plástico aquecido, designado por ´pré-forma´, é colocado entre as mandíbulas de um molde.

O molde é fechado prendendo as extremidades do cilindro e injecta-se ar comprimido que força o plástico contra as paredes do molde.

Muito utilizado no fabrico de garrafas, tanques de gasolina,..

É limitado a termoplásticos: polietileno de elevada densidade, polipropileno, PVC, PET.

Pode ser realizado:

numa só etapa – extrusão+moldagem por sopro, injecção+moldagem por sopro, ou alongamento+moldagem por sopro

em duas etapas - fabrico da pré-forma e moldagem por sopro


Processamento de plásticos: Extrusão-Moldagem por sopro

Molde (aberto)

Pré-forma

Cilindro da Extrusora

Matriz de tubo

Linha de ar

Molde (fechado)

Peça moldada

1) Obtenção da pré-forma (extrusão).

2) Fecha-se o molde, e a parte superior da pré-forma (tubo) é fechada pelo molde.

3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde.

4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é removida.


Processamento de plásticos: Extrusão-Moldagem por sopro


Processamento de plásticos: Injecção-Moldagem por sopro

Molde de injecção

Molde de sopro

Unidade de injecção

Tubo de sopro

Moldagem por injecção antes dese efectuar a sopragem

Linha de ar

Peça obtida por moldagem

por sopro

1) A pré-forma é obtida por moldagem por injecção à volta de um tubo de sopro.

2) O molde de injecção é aberto e a pré-forma é transferida para um molde de sopro.

3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde.

4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é removida



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Processamento de plásticos: Alongamento-Moldagem por sopro

Molde de injecção

Unidade de injecção

Tubo de sopro

Válvula de ar de um só

sentido

Peça obtida por

moldagem por sopro

Linha de ar

(1) Obtenção da pré-forma por moldagem por injecção

(2)Alongamento (3) Sopro

O alongamento do plástico macio dá origem a um polímero com um estado de tensão mais favorável do que o processo convencional.

A estrutura resultante é mais rígida, com uma maior resistência ao impacto e mais transparente.

O material mais utilizado é o PET, o qual tem baixa permeabilidade e é alongado por este processo.


Processamento de plásticos:Moldagem por termoenformação – molde negativo

Aquecedor

Sistema de fixação

Folha de plástico

Molde

Cavidade do molde

Orifícios de vácuo

Uma folha de plástico é amaciada por aquecimento

A folha amaciada é colocada sobre uma cavidade do molde côncava

O sistema de vácuo empurra a folha para a cavidade do molde

Sistema de fixação (aberto)

AbaPeça obtida por

moldagem

O plástico endurece em contacto com a superfície fria do molde

A peça é removida e as abas são

cortadas


Processamento de plásticos: Moldagem por termoformação


Processamento de plásticos:Moldagem por termoenformação – molde positivo

Folha de plástico aquecida Molde positivo

(1) A folha de plástico aquecida é colocada em cima do molde convexo

(2) O sistema de fixação é colocado em posição e a folha de plástico envolve o molde, à medida que se aplica pressão.

Molde negativo vs. Molde positivo

Molde negativo – cavidade côncava

Molde positivo – cavidade convexa

Ambos são utilizados em termoenformação.


Processamento de plásticos: Moldagem por compressão

Metade superior do molde Punção

CavidadeMetade inferior do molde

Pino de ejecção


Muitas resinas termoendurecíveis, como as resinas fenol-formaldeído, ureia-formaldeído, melanina-formaldeído, epoxies e fenólicas são enformadas por este processo.

A resina termoendurecível, que pode ser pré-aquecida, é introduzida num molde quente contendo uma ou mais cavidades.

A parte superior do molde desce e comprime a resina plástica; a pressão aplicada e o calor amolecem a resina e o plástico liquefeito é forçado a encher a cavidade ou cavidades do molde.

A continuação do processo é necessária para completar a formação de ligações cruzadas na resina termoendurecível, e finalmente a peça é injectada.

O material em excesso é posteriormente cortado da peça.


Processamento de plásticos: Moldagem por compressão

Vantagens:• Devido à sua relativa simplicidade, os custos de fabrico dos moldes são

baixos.

• O fluxo relativamente baixo do material reduz o desgaste e a abrasão dos moldes.

• A produção de peças de grandes dimensões é mais exequível.

• São possíveis moldes mais compactos devido à sua simplicidade.

Desvantagens:

• São difíceis de produzir por este processo peças com formas complicadas.

• É difícil que os componentes de uma peça mantenham tolerâncias apertadas.

• É necessário retirar as rebarbas das peças moldadas.


Processamento de plásticos: Moldagem por transferência

Câmara de transferência

Punção

Carga (pré-forma)

Cavidades

Pino de ejecção


Desperdício

A resina não é introduzida directamente na cavidade do molde, mas sim numa câmara exterior à cavidade do molde.

Na moldagem por transferência, depois do molde estar fechado, o êmbolo força a resina (normalmente pré-aquecida) a passar da câmara exterior, através de um sistema de gitagem, para as cavidades do molde.

Depois do material moldado ter tido tempo para que ocorra a cura, de modo a formar-se um material polimérico rígido, reticulado, a peça moldada é ejectada do molde.


Processamento de plásticos: Moldagem por transferência

Vantagens:

• Em relação à moldagem por compressão, a moldagem por transferência tem a vantagem de não se formarem rebarbas durante a moldagem, pelo que as peças necessitam de menos operações de acabamento.

• Podem produzir-se muitas peças ao mesmo tempo, usando um sistema de gitagem.

• É especialmente útil para fazer peças pequenas com formas complicadas, que seriam difíceis de produzir por moldagem por compressão.

• Podem ser utilizados insertos de metal ou cerâmico, na cavidade, antes da injecção.


Selecção de plásticos para aplicações em engenharia

Capacidade de redução do número de peças num projecto;

Resistência química em diferentes meios;

Propriedades de isolamento eléctrico;

Peso;

Facilidade de processamento;

Resistência mecânica, rigidez e tenacidade;

Transparência;

Baixo coeficiente de atrito;

Capacidade de coloração e revestimento;

Estabilidade dimensional.


Plásticos de maior importância

Plásticos ditos de engenharia, ou estruturais:

• Policarbonatos

• Poliamidas (nylons)

• Poliacetais (POM)

• Polissulfona

• Resinas à base de óxidos de fenileno (PPO)

• PET(Politereftalato de etileno)

Como plásticos ditos de uso geral, os com maior aplicação são:

• Polietileno

• PVC (Policloreto de vinilo)

• Polipropileno

• Poliestireno

• ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno)


Materiais não poliméricos substituídos pelos termoplásticos(novas aplicações no mercado americano – 1994 a 1999)

Madeira 20%

Outros Pol.13%

Vidro 13%

Papel 2%

Cimento 2%

Borracha 2% Metal

50%

A substituição dos metais é feita principalmente pelos plásticos de engenharia, que se valem neste caso das suas melhores características técnicas. Destacar-se o papel do PVC na substituição dos materiais tradicionais, como a madeira.


Árvore das aplicações técnicas dos termoplásticos (2000)

Peças técnicas

Ind. automóvel

Electrodomésticos

Ind. electrónica

Peças p/ interior

Peças p/ exterior

Revest. de cabos

Luminárias e discos para óptica

Peças

painel

Acabamento interno

motor

tanque

faróis

Pára-choques

PP, ABS, PPO/PS

PA, ABS, ABS/PC

PP, PA, POM

PEAD

PC

PP, ABS

PP, ABS, PS, PA, SAN

PC, ABS

PS, PC, PMMA

PP, PC, PA-6, PS, PET


Polietileno

Propriedades:

Tem baixo custo, apresentando muitas propriedades importantes do ponto de vista industrial, tais como a tenacidade à temperatura ambiente e a baixas temperaturas, com resistência mecânica suficiente para muitas aplicações, a boa flexibilidade numa vasta gama de temperaturas, mesmo até –73ºC, a excelente resistência à corrosão, as óptimas propriedades de isolamento, a ausência de cheiro e sabor e a baixa transmissão de vapor de água.

Aplicações:

Filmes, tubos, chapas; moldagem por sopro; isolamento de fio e de cabos


Polietileno

Os tipos de polietileno mais conhecidos são:

• De baixa densidade (LDPE) – apresenta uma estrutura ramificada, o que lhe diminui o grau de cristalinidade e a densidade. A estrutura ramificada também faz baixar a resistência mecânica, porque reduz as forças de ligação intermemoleculares

Material flexível, facilmente processável, atóxico e inerte, muito utilizado pelo processo de sopro.

• De alta densidade (HDPE) – apresenta uma estrutura em cadeia linear. Por possuir poucas ramificações da cadeia principal, as cadeias principais podem empilhar-se de forma mais compacta, o que lhe aumenta a cristalinidade e a resistência mecânica.

Elevada rigidez, resistência ao impacto, resistência química, resistência ao impacto.

• Linear de baixa densidade (LLDPE) – tem uma estrutura em cadeia linear com pequenas ramificações laterais oblíquas. Comparado com o LDPE apresenta um maior brilho, maior rigidez, menor permeabilidade a gases e um menor custo.


Policloreto de vinilo (PVC)

Propriedades:

A larga utilização do PVC é atribuída essencialmente à sua elevada resistência química e à sua capacidade para se misturar com aditivos, o que permite produzir um grandes número de compostos com uma vasta gama de propriedades físicas e químicas.

O PVC origina um material que é essencialmente amorfo e não rescristaliza.

As fortes forças de coesão entre as cadeias poliméricas do PVC devem-se principalmente aos elevados momentos dipolares causados pelos átomos de cloro. Os átomos de cloro, de grandes dimensões, provocam, no entanto, um bloqueio espacial e repulsão electroestática, o que reduz a flexibilidade das cadeias poliméricas.

Esta imobilidade molecular traduz-se numa grande dificuldade em processar o homopolímero e apenas em algumas aplicações se pode usar o PVC sem que seja combinado com um certo número de aditivos que permitem o seu processamento e conversão em produtos finais.

Tem uma resistência mecânica relativamente elevada (52 a 62 MPa), combinada com uma certa fragilidade. Bom isolamento térmico e eléctrico e uma elevada resistência a solventes. O elevado teor em cloro do PVC é responsável pela resistência química à chama.


Policloreto de vinilo (PVC)

São poucas as aplicações em que o PVC é utilizado sem que haja necessidade de utilizar um certo número de composto ao material base, tais como plastificantes, estabilizadores de temperatura, lubrificantes, materiais de enchimento e corantes.

PVC rígido

É aplicado na construção de edifícios: tubagens, ramais, molduras de janelas, algeroses e moldagens e guarnições interiores. O PVC é também usado para tubos eléctricos

PVC plastificado

É utilizado em muitas aplicações em que compete com a borracha, têxteis e papel. Nos transportes, é utilizado nas coberturas dos tectos dos automóveis, estofos, isolamento de fios eléctricos, revestimento para pavimentos, tapetes e guarnições interiores e exteriores.

PVC plastificado reforçado com fibra textilEspuma de PVC expandido

É utilizado no fabrico do Casco e convés do barco


Polipropileno (PP)

Propriedades:

É um dos polímeros mais baratos, uma vez que pode ser sintetizado a partir de matérias-primas petroquímicas baratas.

Mais resistente mecanicamente e menos flexível que o polietileno. Este material pode ser submetido a temperaturas de 120ºC sem se deformar.

Possui boa resistência química, à humidade e ao calor. Apresenta uma baixa densidade, boa dureza superficial e estabilidade dimensional. Têm boa resistência à flexão, podendo ser utilizado em produtos como rótulas.


Polipropileno (PP)

Aplicações:

• Na área dos transportes, os copolímeros de PP com elevada resistência ao impacto substituíram a borracha rígida nas caixas de baterias, pára-choques, reservatório de óleo do freio, porta luvas, tubagens de ar e coberturas de protecção.

• O PP com materiais de enchimento aplica-se no revestimento de ventiladores de automóveis e tubagens de aquecimento, em que é necessária uma elevada resistência à deflexão pelo calor.

• O homopolímero de PP é ainda utilizado extensivamente na parte inferior de carpetes

• Na forma de fibra pode ser utilizado para reforçar o cimento. Evita as fissuras resultantes da contracção.


Poliestireno (PS)

É um plástico claro, sem odor e sem sabor, sendo relativamente frágil se não for modificado, tem brilho elevado.

Para além do PS transparente (cristalino), existem outros dois tipos importantes, tais como o PS do tipo resistente ao impacto e do tipo expansível.

O homopolímero caracteriza-se pela sua rigidez, claridade cintilante e facilidade de processamento, mas tem tendência para ser frágil.

De um modo geral os PSs têm boa estabilidade dimensional, baixa retracção na moldagem, sendo fáceis de processar a um baixo custo. No entanto, têm baixa resistência às condições atmosféricas e são atacados quimicamente por óleos e solventes orgânicos. Têm boas propriedades de isolamento eléctrico e propriedades mecânicas adequadas dentro dos limites de temperatura aplicáveis.


Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS)

Propriedades:Os materiais do tipo ABS são conhecidos pelas suas propriedades de engenharia, tais como a boa resistência mecânica e ao impacto, combinadas com a facilidade de processamento. É um dos plásticos mais caros.

A vasta gama de características importantes em engenharia exibida pelo ABS deve-se às propriedades com que cada um contribui. O acrilonitrilo contribui com a resistência química e ao calor e a tenacidade; o butadieno melhora a resistência ao impacto e a retenção das propriedades a baixa temperatura; e o estireno contribui com o brilho superficial, rigidez e facilidade de processamento.

A resistência ao impacto do ABS aumenta à medida que aumenta o teor em borracha (butadieno), mas as propriedades, tais como a resistência à tracção e a temperatura de deflexão diminuem.

Plásticos substitutos: polipropileno, poliestireno e polietileno de alta densidade

Aplicações:Painéis de instrumentos e consolas de automóveis; grelhas de radiadores; caixas de faróis, portas extrudidas e termoenformadas de electrodomésticos, pequenos aparelhos domésticos e caixas de computadores.


Poliamidas ou nylons

Propriedades:

Possuem uma boa capacidade para suportar cargas a temperaturas elevadas, boa tenacidade, baixo coeficiente de atrito e boa resistência química. A flexibilidade das cadeias principais de carbono origina elevada flexibilidade molecular, que é responsável pela baixa viscosidade do fundido e pela facilidade de processamento. Esta flexibilidade contribui ainda para a elevada lubrificação, baixo atrito e boa resistência à abrasão. No entanto, absorvem água, o que causa variações dimensionais com o aumento do teor em humidade.

São muitas vezes reforçados com fibra de vidro ( exemplo: tipo 6,6 – reforço mineral + 30% de fibra de vidro)

Aplicações:

Os nylons têm aplicações em quase todos os sectores industriais. Utilizações típicas deste material são: engrenagens, chumaceiras e peças anti-atrito não lubrificadas, componentes mecânicos para funcionar a temperaturas elevadas e resistir aos hidrocarbonetos e solventes, componentes eléctricos submetidos a temperaturas elevadas e componentes resistentes ao impacto……


Poliamidas ou nylons


Acetais

Propriedades:

São dos termoplásticos mais resistentes (resistência à tracção de 69 MPa) e mais tenazes. Têm uma excelente resistência à fadiga e estabilidade dimensional. Outras das características importantes são o baixo coeficiente de atrito, baixa absorção de água, a facilidade de processamento, a boa resistência aos solventes e ao calor até cerca de 90ºC, sem carga aplicada.

Aplicações:

Encontram aplicações que não têm contacto directo com alimentos ou cosméticos.

Os acetais substituíram diversas peças vazadas de zinco, latão e alumínio e peças estampadas de aço, devido ao seu mais baixo custo. Quando não são exigidas as elevadas resistências dos metais, podem, em muitas aplicações, reduzir–se ou eliminar-se os custos inerentes às operações de acabamento e de união, usando acetais.

Nos automóveis, são utilizados em componentes dos sistemas de combustível, cintos de segurança e manípulos das janelas.


Policarbonato

Propriedades:

Apresentam uma elevada resistência mecânica, tenacidade, são resistentes a uma grande variedade de produtos químicos e estabilidade dimensional, que permite que sejam utilizados em componentes de engenharia de elevada precisão, em que se exigem tolerâncias apertadas.

Têm uma elevada energia de impacto, a resistência à tracção é elevada (cerca de 60 MPa). Boas propriedades de isolamento eléctrico e transparência. Boa resistência à fluência

Aplicações:

Incluem excêntricos e engrenagens, capacetes, componentes de aviões, hélices para barcos, caixas e lentes de luzes de tráfico, substituição de vidros em janelas, e ainda ferramentas para aplicações eléctricas, pequenos electrodomésticos.


Polissulfonas

Propriedades:

São termoplásticos estruturais com elevado desempenho, transparentes, podem ser metalizados, são tenazes e resistentes mecanicamente.

Podem ser utilizados durante tempos longos a temperaturas entre os 150 e os 175ºC, sem perda de propriedades.

Têm uma resistência à tracção elevada (entre os termoplásticos) de 70 MPa e uma tendência relativamente baixa para fluir. Resistem à hidrólise em meios aquosos ácidos e básicos.

Liberdade de concepção proporcionada pelo processo de injecção.

Aplicações:

Utilizado no fabrico de componentes resistentes à corrosão, como tubagens, bombas, componentes de faróis, instrumentos médicos.

Reflectores internos dos faróis


Poliésteres termoplásticos

Os mais importantes são o PET (politereftalato de etileno) e o PBT (politereftalatode butileno)

PET

Possui alta transparência, excelentes propriedades mecânicas e químicas.

Muito utilizado em filmes para embalagem de alimentos, já que não provoca alteração ou contaminação do produto, tem baixa permeabilidade a gases, preservando o sabor e o aroma, e em fibras para vestuário, carpetes e “tecido” para pneus. Desde 1977 que o PET é utilizado como resina base.

PBT

substitui alguns plásticos termoendurecíveis e os metais , em algumas aplicações.

Aplicações em automóveis incluem grandes componentes da carroçaria, tampas e rotores da ignição, tampas da bobinas de ignição, bobinas, controladores da injecção do combustível, aros e engrenagens dosvelocímetros.


Resinas à base de óxido de fenileno

Propriedades:

As resinas de PPO (óxido de polifenileno) são produzidas na General Electriccom a designação comercial de resinas Noryl.

São geralmente reforçadas com fibra de vidro (20 a 30%)

Excelentes propriedades mecânicas no intervalo de temperaturas de –40 a 150ºC, excelente estabilidade dimensional com baixa fluência, elevado módulo de elasticidade, baixa absorção de água, boas propriedades dieléctricas, excelentes propriedades de impacto e excelente resistência a meios aquosos.

Aplicações:

guarda-lamas, grelhas e peças da carroçaria de automóveis.


Plásticos Termoendurecíveis

São formados por uma estrutura molecular reticulada de ligações primárias covalentes.

Alguns formam ligações cruzadas por aquecimento ou através de uma combinação de calor e pressão. Outros podem formar ligações cruzadas através de uma reacção química, que ocorre à temperatura ambiente.

Não podem ser reaquecidos e refundidos, ao contrário do que acontece com os termoplásticos. Este facto constitui uma desvantagem dos termoendurecíveis, porque os desperdícios produzidos durante o processamento não podem ser reciclados nem reutilizados.

Vantagens:• Estabilidade térmica elevada

• Rigidez elevada

• Estabilidade dimensional elevada

• Resistência à fluência e à deformação sob carga

• Baixo peso

• Boas propriedades de isolamento térmico e eléctrico


Plásticos Termoendurecíveis

São normalmente processados por moldagem por compressão ou por transferência. No entanto, em alguns casos desenvolveram-se técnicas de moldagem por injecção para termoendurecíveis, que permitem baixar o custo do processo.

Muitos termoendurecíveis são utilizados na forma de misturas para moldagem constituídas por dois componentes principais:

1) uma resina contendo agentes de cura, endurecedores e plastificantes

2) materiais de enchimento e/ou de reforço, que podem ser materiaisorgânicos ou inorgânicos.

Exemplos:

Fenólicos

Resinas epoxídicas

Poliésteres insaturados

Resinas do tipo amina (ureias e melaninas)


Fenólicos

Têm um baixo custo e boas propriedades de isolamento eléctrico e térmico, bem como boas propriedades mecânicas.

São facilmente moldados, mas as suas cores são normalmente limitadas (normalmente são pretos ou castanhos).

Os componentes moldados são feitos combinando a resina com vários materiais de enchimento que, por vezes, correspondem até 50 a 80% do peso total dos componentes moldados. Os materiais de enchimento reduzem a retracção durante a moldagem, diminuem o custo e aumentam a resistência mecânica. Também podem ser utilizados para melhorar as propriedades de isolamento térmico e eléctrico.

Aplicações:

• Os engenheiros de automóveis utilizam os compostos fenólicos para moldagem no fabrico de componentes de travões e peças de transmissão.

• Adesivos resistentes a temperaturas elevadas e a humidade

• Alguns tipos de laminados e contraplacados de madeira


Resinas epoxídicas

Têm uma pequena retracção durante a cura, têm boa adesão a outros materiais, boa resistência química e ao meio ambiente, boas propriedades mecânicas e boas propriedades de isolamento eléctrico.

Aplicações:

• Como revestimentos de protecção e decorativos, devido à sua boa adesão e boas resistências mecânica e química. Exemplos típicos:revestimentos de câmaras e tambores, primários para automóveis eelectrodomésticos, e revestimentos de fios.

• Fabrico de laminados e como matriz nos materiais reforçados com fibras.

• São o material predominante para a matriz da maior parte dos componentes de elevado desempenho, como os reforçados com fibras de elevado módulo de elasticidade.


Poliésteres insaturados

São materiais com baixa viscosidade, susceptíveis de serem misturados com grandes quantidades de materiais de enchimento e de reforço. Por exemplo, podem ser reforçados com fibra de vidro.

Os poliésteres reforçados com fibra de vidro, depois de curados, têm resistências mecânicas excelentes, boa resistência ao impacto e boa resistência química

Aplicações:

• Os poliésteres insaturados reforçados com fibra de vidro são utilizados em painéis e peças da carroçaria de automóveis,

• em cascos de pequenos barcos

Banho de água

Extrusora fieira

peletes

Peletes de termoplásticos

Troços de fibras


Aplicações: indústria automóvel

Pára-choques

(polipropileno)

Inicialmente eram pretos e pouco resistentes ao sol, desbotavam facilmente.

Os compostos de PP obtiveram melhorias técnicas que os impulsionaram no mercado dos plásticos de engenharia.

A tecnologia de produção da resina melhorou: melhor balanço da relação rigidez/impacto; desenvolveram-se novas cargas minerais para estes compostos.

Maior resistência à temperatura (até 110ºC), melhor estabilidade dimensional, associada a um alto índice de fluidez, permitindo produzir peças de paredes mais finas.

Aumento da resistência ao ‘risco’, conseguindo entrar nos carros ditos topo de gama.

Actualmente este material tem melhores características, melhor fixação, tanto da cor natural, como da pintura.

Pode ser fabricado por injecção ou termoenformação.



Revestimentos internos

O couro sintético à base de polipropileno tem vindo a substituir o PVC, como não tem plastificantes, não possui odor e não ‘racha’ com o tempo.

Na área do motor

O PP celebra novas conquistas, como a ventoinha e o suporte do sistema de refrigeração, todo o sistema de circulação de ar, caixa de filtro de ar e ainda cobertura do motor.

Os nylons (poliamidas) disputam aplicações como a caixa do motor, incorporando os sistemas de filtros.

Os compostos de polipropileno necessitam de maior resistência térmica, com elevada resistência ao impacto. Enquanto os plásticos ditos de ‘engenharia’ necessitam de uma maior resistência à radiação UV



Guarda-Lamas (Renault)

Até 1997, 90% das peças de plástico eram pintadas fora da linha de montagem, geralmente pelos próprios fornecedores.

Os pontos críticos sempre foram as acentuadas dilatações do material, rigidez da peça e a sua incompatibilidade com os processos de pintura e montagem em série.

A GE Plastiques desenvolveu um termoplástico condutor produzido a partir de poliamida e poliproplileno, impregnado de carbono (resistência mecânica e térmica semelhante à dos materiais compósitos).

Liga de 2 polímeros de estruturas diferentes (cristalina e amorfa, combinação necessária para obter estabilidade a 170 ºC), um elastómero resistente a pequenos choques e um carga de cor preta que lhe confere propriedades condutoras muito próximas das do aço, permitindo a pintura por deposição electroestática.

Plástico condutor cuja resistência térmica permite suportar as condições de pintura da linha de montagem.



Guarda-Lamas (Renault)

Em 1997, a Renault desenvolveu uma nova técnica de fixação, designada por fixação deslizante, que permite completar a montagem total da carroçaria antes da pintura, integrando todos os materiais diferentes que a compõe. A linha é assim mantida na sua sequência e ritmo normais, permitindo a produção em grandes quantidades.

Foi necessário considerar: o papel do guarda-lamas na segurança no veículo, a interface com as restantes partes da carroçaria, o processo de fabrico, as técnicas de tratamento e montagem, as normas ambientais, os requisitos de “desmontabilidade” – em caso de reparações e choques.

Quanto à segurança, a resistência a pequenos choques é fundamental, uma vez que 50% dos acidentes ocorrem a menos de 8 Km/h, sendo frequentemente o guarda-lamas a parte mais afectada.



Reflectores internos dos faróis

Novo policarbonato copolímero de ultra –alta resistência térmica (Bayer).

Compete com a polissulfona

Os reflectores são peças que requerem resistência térmica. O material tem de resistir a temperaturas superiores a 150ºC

Policarbonato convencional – 144ºC

Novo policarbonatos 160ºC<T<220ºC

Os novos policarbonatos podem avançar em outras peças, actualmente fabricadas em vidro, por exemplo protectores de lâmpadas, oferecendo como vantagens:

• Transparência

• Processabilidade

• Custo inferior



Painel de instrumentos

Noryl (óxido de polifenileno/poliestrireno) expansível (Pegueot 206)

Constitui uma melhor alternativa às espumas de poliuretano e poliestireno

Menor custo

Maior estabilidade dimensional

Estabilidade térmica entre os –20ºC a 100ºC

Para peças internas e externas sem pintura

A Bayer desenvolveu:

Uma mistura de policarbonato que se caracteriza por conferir à peça uma elevada resistência aos raios UV, mantendo a elevada resistência ao impacto e resistência térmica. Utilizada na fabricação de peças em que se pretende eliminar a pintura: grelhas frontais, retrovisores e peças do painel.

Uma mistura de ABS/poliamida (a mesma mistura reforçada com cargas minerais é destinada à pintura na linha de produção).

Tem uma elevada resistência às intempéries, sendo indicada na moldagem de peças que requerem uma menor resistência ao impacto, brilho superficial reduzido e alta resistência à radiação UV.



Módulo de Ar/combustível para o Mazda Demio

Este módulo engloba 11 componentes numa unidade, incluindo sistemas de limpeza de ar, sistemas de controlo e medição de entrada de ar, corpo de regulação de pressão, colectores de admissão de ar, injectores e unidade de gestão electrónica, entre outros.

A combinação de vários componentes numa só unidade permite a concepção de um sistema integrado de entradas de ar, que cobre todo o processo – desde os canais de entrada de ar até à cabeça do cilindro. Esta nova concepção leva a um menor nível de ruído, e melhor desempenho do motor.

O módulo é feito em plástico.

Colector de admissão de

Válvulas de controlo da

rotação

Regulador da pressão de admissão

Canal de ar

Medidor de fluxo de ar

Unidade de gestão electrónica Filtro de ar

Sistema de admissão decombustível

ar


Estruturas híbridas

Módulo de cockpit para a Fiat

Este módulo integra 15 componentes numa só unidade, que inclui: painel de instrumentos e seu reforço, unidade de ar-condicionado, air-bag, coluna da direcção, entre outros.

A concepção destes componentes como um todo permitiu uma difusão mais suave do ar na superfície de topo do painel de instrumentos.

Foi também desenvolvida uma nova estrutura híbrida para reforço do painel de instrumentos, que suporta uma série de componentes, tais como: o volante e o air-bag, e assegura a rigidez do corpo do veículo.

Convencionalmente esta estrutura era feita só em aço. Actualmente é feita em aço e dois tipos de resinais. A estrutura híbrida é 10 vezes mais leve que a tradicional, e elimina 15 partes.


ESTRUTURAS HÍBRIDAS

Novas possibilidadesUm esqueleto metálico com plástico injectado, usada para produzir a parte frontal do veículo, que engloba a região de encaixe dos faróis.

A tecnologia consiste em inserir uma estrutura metálica no molde, onde esse esqueleto recebe uma sobre-injecção de poliamida

Audi A6


ESTRUTURAS HÍBRIDAS

Abertura do molde

Fim do ciclo de injecção

Posicionamento da parte metálica


MATERIAIS COMPÓSITOS

É formado por uma mistura ou combinação de dois ou mais micro ou macro constituintes que diferem na forma e na composição química e que, na sua essência, são insolúveis uns nos outros.

A importância dos compósitos em engenharia deriva do facto de que, ao combinar-se dois ou mais materiais diferentes, se pode obter um material compósito cujas propriedades são superiores, ou melhores, em alguns aspectos, às propriedades de cada um dos componentes.

Exemplos de materiais compósitos:

• Compósitos de matriz cerâmica ou metálica

• Compósitos de matriz polimérica• Betão,

• Asfaltos,

• Madeira,…


MATERIAIS COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA

FIBRAS PARA REFORÇO DE MATERIAIS PLÁSTICOS

Os três tipos de fibras sintéticas que se usam para reforçar materiais plásticos são:

• as fibras de vidro (as mais baratas e as mais usadas),

• as fibras de aramido (kevlar) e

• as fibras de carbono (apresentam resistências mecânicas elevadas e baixas densidades, pelo que, apesar do seu preço mais elevado, são utilizadas em muitas aplicações).


Comparação das várias fibras


PLÁSTICOS REFORÇADOS COM FIBRAS

Tipos de matrizes mais utilizadas


Processos de molde aberto para plásticos reforçados com fibras

Processo de deposição manual

É o processo mais simples e barato para fabrico de uma peça com reforço por fibras, sendo adequado para peças grandes em pequenas quantidades.

Em 1º lugar aplica-se um revestimento de gel ao molde aberto

Em seguida, o reforço de fibras de vidro, o qual consiste normalmente num tecido ou manta, é colocado manualmente no molde.

A resina plástica misturada com catalisadores e aceleradores é então vazada, ou aplicada com o auxílio de um pincel grosso.

Através da passagem de rolos faz-se com que a resina molhe completamente o reforço, removendo-se o ar que possa ter ficado aprisionado.

Rolo Resina

Reforço Gel coat


Processos de molde aberto para plásticos reforçados com fibras

Molde Filme deslmoldante

Gel coat Reforço

Resina

Rolo

Para se aumentar a espessura da peça que se quer produzir, adicionam-se mais camadas de manta ou tecido de fibra e resina.

Com este método podem fabricar-se cascos de barcos, depósitos, coberturas, painéis de construção e peças com forma complexa.

Pode utilizar-se todo o tipo de fibras, no entanto, as de aramida são mais difíceis de “molhar manualmente”.

São difíceis de obter laminados com pequenas quantidades de resina, i.e. com um elevado teor em fibras, uma vez que ficam vazios incorporados.

Desvantagens:

• Qualidade das peças depende do operador

• Baixa cadência de produção

• Piores propriedades mecânicas quando comparadas com outros métodos.

• Produto pouco homogéneo, zonas com muita resina


Processo de molde aberto para plásticos reforçados com fibras

Gel coat

Resina com catalisador

fibra

Pistola de corte

Processo de spray

É semelhante ao método de deposição manual

Pode ser utilizado para se obter cascos de barcos, banheiras e bases de chuveiro

Caso se use fibra de vidro, este processo consiste na deposição simultânea, sobre um molde, de resina e de pedaços de feixes de fibras, usando-se para tal uma pistola de corte e projecção, a qual é alimentada por um multifio de feixes contínuos.

A camada depositada sobre o molde é, em seguida, densificada, através da passagem de um rolo, que remove o ar que possa ter ficado aprisionado e que assegura a impregnação das fibras de reforço pela resina.

Podem adicionar-se várias camadas.



Processo de autoclave em embalagem de vácuo

É utilizado no fabrico de laminados de elevado desempenho, geralmente em sistemas fibra-resina epoxídica. Os materiais compósitos fabricados através deste método são especialmente importantes em aplicações aeronáuticas e aeroespaciais.

Em 1º lugar é colocada sobre uma mesa uma folha fina e comprida de material pré-impregnado, de fibra de carbono-resina epoxídica. Este material pré-impregnado é formado por longas fibras unidireccionais de carbono no seio de uma matriz de resina epoxídica parcialmente curada.

Em seguida, a folha de pré-impregnado é cortada em peças que são colocadas umas sobre as outras num molde com a forma desejada, obtendo-se um laminado

As várias camadas de folhas podem ser colocadas em diferentes orientações, de modo a obter-se o tipo de resistência desejado, uma vez que cada camada tem a sua máxima resistência na direcção paralela às fibras.



Processo de autoclave em embalagem de vácuo

O laminado é fechado conjuntamente com o molde numa embalagem, na qual se faz vácuo a fim de remover o ar que está aprisionado no interior da peça. De seguida é colocado numa autoclave para se fazer a cura da resina.

Sistema de vácuo


Processo de molde fechado para plásticos reforçados com fibras

cortador Multifio de feixes contínuos

Pedaços de multifio Pasta de resina

e carga

Filme de polietileno

Pasta de resina e carga

Filme de polietileno

Rolos de compactação

Processo SMC ou de moldagem de folha

Utilizado especialmente para a indústria automóvel.

Este processo permite um bom controlo da resina e a obtenção de boas propriedades de resistência mecânica, facilitando a produção, em quantidade, de peças de grande dimensão e muito uniformes.

A folha de SMC usada para a moldagem é normalmente obtida através de um processo contínuo altamente automatizado. Um multifio de feixes contínuos de fibra de vidro é cortado em comprimentos de cerca de 5 cm, os quais são depositados sobre uma camada de pasta formada pela mistura de uma resina e respectiva carga.

A seguir deposita-se outra camada da mistura de resina e carga sobre a camada anterior, de modo a obter uma sanduíche, contínua de fibra de vidro e pasta de resina com a respectiva carga.



Processo SMC ou de moldagem de folha (continuação)

Esta sanduíche, com a parte de cima e parte de baixa cobertas por polietileno é compactada e enrolada.

Os rolos de folha de SMC são, em seguida, armazenados numa câmara de envelhecimento, durante cerca de 1 a 4 dias, para que a folha possa absorver bem as fibras de vidro.

Os rolos de SMC são então deslocados para junto de uma prensa e cortados em pedaços com a forma adequada para a peça, colocando-se as folhas de SMC no interior de um molde aquecido (150ºC).

Uma vez fechado o molde, aplica-se pressão através da prensa hidráulica e o SMC flui de modo uniforme através do molde, obtendo-se a peça final.

Por vezes, por meio da operação de prensagem, injecta-se através do molde um revestimento para melhorar a qualidade da superfície da peça em SMC.

É especialmente vantajoso para o fabrico de painéis frontais e de grelhas, painéis da carroçaria e “capots”.



Moldagem por compressão e moldagem por injecção

Estes são dois dos processos mais importantes, em termos de volume de material produzido. Estes processos são essencialmente iguais aos utilizados para plásticos, excepto em que, antes de se dar início ao processo, o reforço da fibra é misturado com a resina.

Moldagem por SRIM (structural injection moulding)

A resina é injectada numa cavidade do molde, onde se encontra o pré-impregnado, ocorrendo as reacções que levam a que a solidificação ocorra.

Embora possa ser utilizado vácua para facilitar a impregnação dos reforços, a força, neste processo, deve-se à injecção da resina sob pressão.

Pré-impregado Moldagem Injecção

Cura Desmoldagem



Processo de pultrusão em contínuo

É um processo que se usa para o fabrico de plásticos reforçados por fibras, com a forma de perfis de secção constante, tais como vigas, calhas, tubos cilíndricos ou com outras secções.

Neste processo usam-se fibras contínuas que passam por um banho de resina, sendo a seguir trefiladas através de uma fieira aquecida, a qual determina a forma que terá a secção da peça final.

Com estes materiais obtêm-se resistências mecânicas muito elevadas, devido à grande concentração de fibras e à sua orientação paralela ao comprimento das peças trefiladas.

Banho de resina

Fibras

Forno de cura

Matriz

Compósito


PLÁSTICOS REFORÇADOS COM FIBRAS

Os termoplásticos reforçados com fibras têm-se tornado muito populares sobretudo devido ao facto de possuírem uma maior tenacidade, durabilidade, facilidade de armazenamento e reparação, serem recicláveis e de por serem processados sem reacções químicas

Dentro desta categoria, os termoplásticos reforçados com fibras longas tornam-se cada vez mais importantes, uma vez que são fáceis de moldar e têm custos aceitáveis

Automóvel 31%

Construção26%

Outros 4%

Aerospacial1%

Marinha 12%

Componentes electrónicos

10%

Bens de consumo 8%

Instrumentos 8%

2002


TERMOPLÁSTICOS REFORÇADOS COM FIBRAS LONGAS

Chrysler PT Cruiser

Utiliza polipropileno reforçado com fibras de vidro longas para o fabrico dos painéisde insonorização do ruído, colocados sobre a cabeça do motor.

Estes componentes devem ser flexíveis e resistir ao impacto de pedras e outros objectos.

Inicialmente o painel era obtido por moldagem por compressão, a partir de uma laminado obtido por SMC (processo de moldagem de folha), no entanto, os ensaios indicaram que o componente assim produzido era frágil.

Actualmente, utiliza PP reforçado com fibras de vidro longas (30%). Estas são completamente molhadas pela resina através de um processo pultrusão patenteado, que são depois transferidas para um molde de compressão.



Jaguar XJ

Utiliza polipropileno reforçado com fibras de vidro longas, em vez de aço ou alumínio:

Nos componentes estruturais dos módulos das portas.

Estes módulos ajustam-se perfeitamente às portas, sendo aí incluído os manípulos internos das portas e as colunas.

No reforço da grelha, onde são fixadas as partes funcionais, tais como faróis, radiador,...

Estes componentes facilitam o uso da tecnologia modular, ao permitir a integração de vários componentes, levando a uma mais fácil assemblagem e a vantagens em termos de custos de produção.



ATENZA/MAZDA6

Utiliza polipropileno reforçado com fibras de vidro longas:

Nos componentes estruturais dos módulos das portas e na parte frontal do veículo, conseguindo reduzir em 9 Kg o peso do veículo.

Com este novo material consegue-se obter uma resistência ao impacto 3x superior ao polipropileno reforçado com fibras de vidro tradicional.

Devido à muito baixa fluidez deste material, é possível fabricar estes componentes por injecção, conseguindo combinar-se várias partes num só componente, reduzir os custos dos moldes e obter peças de espessuras mais finas.



ATENZA/MAZDA6

A muito baixa viscosidade deste material dá origem à formação de uma camada plástica espessa na superfície do produto. Esta camada previne que os feixes das fibras apareçam na superfície, dando origem a um acabamento exterior mais atractivo. Os plásticos reforçados com fibras tradicionais requerem acabamentos, como pintura.

Devido à utilização de fibras de vidro longas, como reforço, e polipropilenoaltamente cristalino, consegue obter-se uma elevada resistência à fadiga a 120ºC. Este material consegue ter uma resistência à fadiga a alta temperatura 17% superior ao dos nylons reforçados com fibra, reconhecidos pela resistência ao calor.



Ventoinha

radiador

intercooler Filtro de ar

condensador

suportes

Conduta de ar

Módulo frontal para o Daihatsu

Utiliza polipropileno reforçado com fibras de vidro longas

O primeiro modelo foi fornecido para o ‘Fiat stilo’, que integra no módulo frontal 19 componentes, tais como: radiador, sistema de ar-condicionado, faróis, sistema de refrigeração do óleo, ventoinhas, entre outros.

Em junho de 2002, a Denso forneceu o último modelo do módulo frontal à Daihatsu, onde já vem incorporado uma série de componentes, tendo o fabricante de automóveis de montar apenas os faróis, fixação de pára-choques e buzina.

O módulo é mais leve, mais compacto e apresenta maior eficiência nas trocas de calor.


Plásticos usados no VW Golf IV

Espelhos (POM, poliéster, LFRT)

Sistemas de limpeza (POM, poliéster, LFRT)

Unidade de distribuição da tracção (poliéster-AD, LFRT)

Colocações do capot (PP, poliéster, POM, LFRT)

Parte frontal (poliéster-AD, LFRT)

Sistemas eléctricos (POM, poliéster, PP)

Caixa de bateria (poliéster-AD, LFRT)

Air-bag (poliéster-AD)

Protecção (poliéster-AD, LFRT)

Módulo das portas (poliéster-AD, LFRT)

Sistemas de limpeza das janelas (poliéster, POM, LFRT)

Sistemas de fechos dasportas (poliéster, POM)

Sistemas de combustível (poliéster, POM, LFRT)

Sistemas dos bancos (poliéster, POM, LFRT)

Sistemas do tecto de abrir(poliéster, POM, PP LFRT)

Sistemas de segurança(poliéster, POM, LFRT) Painel de

instrumentos (LFRT) Saída de altifalantes (POM)

Documents

Injeção Plasticos