aula sopro

7/27/2019 Aula Sopro

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PROCESSODE MOLDAGEMPOR SOPRO

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Introduo

A indstria de transformao por sopro continuasendo uma das indstrias que mais cresce nomundo;

As indstrias necessitam de peas plsticas naforma de garrafas, frascos e peas irregulares eocas;

Os produtos variam de pequenos (0,02 litros) at

grandes (1000 litros) com aplicao nasindstrias de embalagem, transporte,brinquedos, utenslios domsticos,automobilstica etc;


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Tecnologicamente a moldagem por sopro apresentou umaevoluo bastante rpida;

Existe uma grande variao de processos e tcnicas de

processamento (equipamentos ultramodernos, com grandeprodutividade, baixo consumo de energia etc);

importante ter pessoal capacitado para operar estes

equipamentos;


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Produtos de moldagem por sopro Materiais Utilizados:

PE (HDPE/LDPE)PVCPC

PPOUTROS(ABS,PET,PA...)


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HDPE


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PC

Exemplos:


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PP

Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Exemplos:


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Mquinas


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Definio

Moldagem por sopro, um processo para produzir artigos ocosgeralmente fechados.

Este processo, foi desenvolvido originalmente para a indstria devidro, mas hoje em dia , utilizado extensamente na indstria deplsticos.

OBS(Morton-Jones,1989):

Na moldagem por extruso sopro, o tubo semi-fundido (flexvel) chamado

de PARISONonde formado diretamente de uma extrusora com cabeote

anelar. J na moldagem por injeo sopro formado inicialmente um tubo

injetado, chamado de PR-FORMA, que em seguida aquecido e soprado.


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Histrico

1955 a 1965 Fundao da Bekum Berlin

Criao do gargalo caibrado e das mquinas shuttlleDesenvolvimento do PVC para sopro e incio de suautilizao para embalagem de gua mineral.

1965 a 1970 Desenvolvimento do programador de parison.

1970 a 1980 Utilizao do PE para sopro de peas tcnicas.

Desenvolvimento da bi-orientao molecular do PVC.

Surgimento de novos materiais (crise interna dopetrleo).

1980 a 1990 Automao das linhas de produo (reduo de custose de mo de obra).

Desenvolvimento das aplicaes de injeo/sopro dePET.


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sopro

Os produtos de moldagem por sopro so muitos e de grande variedade,

uma vez que os processos e os materiais utilizados esto em constantedesenvolvimento.

A maioria dos componentes moldados so recipientes (por exemplo,frascos e jarras), mas muitos outros artigos esto sendo produzidos.

Muitos dos frascos e jarras, so utilizados na indstria de alimentao,

para embalar tanto produtos slidos como lquidos, por exemplo sal emolhos.

No se deve pensar que a moldagem por sopro restrita recipientespequenos. Pranchas de surfe de 4 metros de comprimento j foramproduzidas comercialmente, como tambm tanques acima de 10.000

litros de capacidade.


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Componentes bsicos:

Uma unidade de sopro convencional basicamente

composta de: Uma extrusora, que o dispositivo para produzir o

plstico fundido. Um cabeote, dispositivo que direciona o fluxo e

conforma-o em forma de mangueira, chamada Parison.

Um molde, dividido em duas metades e que tem oformato do frasco usinado em negativo na sua superfcie,ferramenta que tem o objetivo de sustentar o parison eresfri-lo, dando o formato da garrafa ao termo-plstico


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PROCESSO E EQUIPAMENTO

O processo bsico envolve a

produo de uma pr-forma(parison), que colocada dentro deum molde com a forma da pea aser produzida;

Injeta-se gs pressurizado

(normalmente ar) dentro doparison aquecido, forando-o emdireo s paredes do molde;

A presso mantida at oresfriamento e solidificao da

pea, para posterior abertura domolde e remoo da pea; http://www.pct.edu/prep/bm.htm
http://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htmhttp://www.pct.edu/prep/bm.htm


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PEA SOPRADA

EMENDA

LINHA DE PINCH OFF MOLDE

MANDRIL

MOLDE

PARISON OUMANGUEIRA

MATRIZ

TELAS E QUEBRA FLUXO


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Componentes bsicos:

Extrusora Cabeote

Molde


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Cabeotes

Componentes bsicos:


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Equipamento com cabeote duplo


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Cabeotes

Componentes bsicos:


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A moldagem por sopro divide-se em:

Moldagem por extruso-sopro;

Moldagem por injeo-sopro;

Moldagem por estiramento-sopro (stretch-blow moulding);

Moldagem por co-extruso-sopro;


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MOLDAGEM POR EXTRUSO-SOPRO

CARACTERSTICAS:

Alta produtividade;

Baixo custo dos moldes;

Grande disponibilidade de equipamentos;

Desvantagens: grande gerao de rebarbas e o limitado controle de

espessura da parede da pea;

PROCESSO CONTNUO

A extrusora plastifica e empurra o polmero fundido atravs da matriz paraformar um parison contnuo.

MOLDAGEM POR EXTRUSO SOPRO


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Nessa tcnica, a mais disseminada, utiliza-se umaextrusora para plastificar a matria-prima e uma matriz(cabeote, bocal), semelhante s de tubos, para produziroparison (ou ainda ncleo, tubo, manga).

O parison, na forma de um tubo, continua ouintermitentemente extrudado para baixo. tendo umcomprimento dependente da altura do produto a ser

soprado.



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Ao ser atingido o comprimento adequado do parison, omolde de sopro se posiciona em torno do parison e fecha,esmagando uma de suas extremidades. Em seguida, umalmina corta o parison rente sada da extrusora, paraque, com o parison aprisionado, o molde possa se mover

para uma nova posio. Nesta, um mandril de sopro inserido na abertura do molde. Aps o sopro, expanso eresfriamento, o molde abre, a pea extrada e o ciclopode ser repetido


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esmagamentorebarbas

corte rpido s/

deslocar o parison

reduo

da espessura

(zona de tenso)

mandril de soprogargalo

pescoo



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Este processo tpico para produo de garrafas parabebidas no carbonatadas, brinquedos, potes paracosmticos, caixas de descarga, assentos e tampas devasos sanitrios, tanques e bombonas. Embora a precisodimensional do produto final no seja muito boa, esteprocesso no oferece muitas limitaes quanto spropores da pea, podendo-se conseguir produtoslongos e estreitos, largos e chatos, ou de formatoassimtrico.


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A variao de espessura de parede ao longo da pea,resulta do diferente nvel de expanso a que ficam sujeitasregies distintas do parison at que encostem nas paredesda cavidade.

Mquinas sopradoras podem ser dotadas de umprogramadorde espessuras automtico, que determina aespessura do parison em cada seo.

C t ti d t


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Ocorre variao de espessura de parede ao longo da pea final, em funo dos

diferentes nveis de expanso a que ficam sujeitas as regies do parison;

Os recipientes possuem fundos espessos, devido a soldagem na bolsa de

esmagamento;

Gerao de rebarbas (aparas) devido s partes esmagadas (fundo e laterais);

Reduo da espessura do parison, devido a ao da gravidade (efeito draw-

down);

Caractersticas do processo extruso-sopro


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Materiais

Materiais mais utilizados(Crawford, 1987):

Poliolefinas (HDPE, LDPE, LLDPE, PP, Blendas: LDPE/LLDPE), PVC,ABS,PC,PET.

Caractersticas dos materiais utilizados no sopro:

Facilidade no fluxo do fundido;Resistncia do fundido (melt), para que o parisonpossa suportar seu

prprio peso sem cair ou rasgar;

Baixo ndice de fluidez (alto peso molecular);

No necessita de secagem (poliolefinas);

Podem ser reprocessados sem grandes perdas das propriedades;

So resistentes a grande maioria de produtos qumicos (bom para

envase);


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Comportamento dos materiais no processo - existe trs fases no processode_sopro:

Durante a extruso, o comportamento do fluxo do fundido e a queda de

presso so determinados pelo cisalhamento (viscosidade cisalhante);

Durante a queda do parison, o fluxo torna-se extensional (viscosidade

extensional);

Durante o sopro, ambos cisalhamento e fluxo extensional so importantes.

OBS: Ambas viscosidades so funes da taxa de deformao,

temperatura, peso molecular, DPM (ndice de pol idispersividade - PI).

Materiais

i i


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Caso do LLDPE: apresenta baixaresistncia do melt e baixa

viscosidade elongacional.

J o LDPE possui alta

resistncia do melt e

enrijecimento durante adeformao.

Blendas de LLDPE/LDPE

Materiais


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Processo de sopro

PROCESSO CONTNUO


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PROCESSO CONTNUO

Uma vez que o parison

extrudado continuamente, necessrio transferi-lo docabeote para o moldepelo movimento dos

braos mecnicos ou pelomovimento do molde;

MOLDAGEM POR INJEO SOPRO


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MOLDAGEM POR INJEO-SOPRO

Conhecida tambm como processo de moldagem por soprocom orientao biaxial, e usa tanto sistemas de extrusoquanto de injeo;

A garrafa ou produto neste processo estirada radialmente

pelo sopro de ar, e na direo vertical, por meios mecnicos;

Tem-se molculas de polmero orientadas em ambas asdirees, o que confere maior resistncia trao e aoimpacto;

MOLDAGEM POR INJEO SOPRO


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MOLDAGEM POR INJEO-SOPRO

Pr-formas so obtidas em moldes e mquinas-injetoras

convencionais, armazenadas e transferidas ou vendidas aotransformador final. Uma sopradora exclusiva para este fimrecebe as pr-formas injetadas, as posiciona em pinos sobre umtrilho mvel e as reaquece por radiao (sem plastificar, apenas

amolecer), para que possam se deformar. comum se fazer o estiramento da pr-forma antes do sopro.

Por este processo so moldadas as garrafas de PET para bebidasgasosas.

INJEO SOPRO CARACTERSTICAS


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INJEO-SOPRO: CARACTERSTICAS

ausncia de rebarbas

espessura de parede praticamente uniforme

preciso dimensional/bom acabamento


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INJEO-SOPRO: LIMITAES

custo do ferramental quase o dobro do ferramental parapr-formas extrudadas

razo pescoo/corpo pinos muito grandes enfrentamproblemas de movimentao

foras de fechamento muito altas para a produo derecipientes grande

tempo de ciclo maior para certas resinas e produtos


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MQUINAS DE REFERNCIA: PET


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- Husky- Netstal- Engel

MQUINAS DE REFERNCIA: PET

OS3PONTOSDETRANSIODOPET


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OS 3 PONTOS DE TRANSIO DO PET(ANLISE TRMICA DA DENSIDADE ESPECTRAL DE CRISTALIZAO NO PET AMORFO)

REAO

ENDOTRMICA

REAO

EXOTRMICA

60 80 160 240 280200120100 140 180 220

Antes da Tg tem-se

cadeias desordenadas

com ligaes entre os

ncleos

Aps a Tg tem-se cadeias

desordenadas mveis

Crescimento e

organizao dos

esferulitos com liberao

de energia e aumento da

densidade

Destruio dos cristais

por energia trmicaESTADOAMORFO

ESTADO SEMICRISTALINO ESTADO FUNDIDO

TEMPERATURADE TRANSIO

TEMPERATURA DECRISTALIZAO

TEMPERATURADE FUSO

CONDIES DE SECAGEM:


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PARMETROS CRTICOS DA SECAGEM

Temperatura de processo de ar (160 graus)

Tempo de secagem antes da injeo (6H)

CONDIES DE SECAGEM:

DEGRADAO TRMICA


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Degradao trmica (interao do calor com as cadeias do PET), causa quebradas cadeias aleatrias, formando Vinyl ester carboxyl e grupos comoprodutos iniciais. Conduz :

- Reduo IV ou peso molecular;

- Descolorao;-Formao de produtos gasosos, principalmente o Acetaldedo (AA);

- Formao de produtos no gasosos de baixo peso molecular (cidotereftlico etc)

DEGRADAO TRMICA


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ACETALDEDO (CH3COH)

um sub-produto gerado durante a fabricao da resina PET e

tambm gerado no processo de produo para obteno degarrafas;

A estrutura qumica, atravs de grupos terminais susceptveisde reaes de adio ou substituio proporcionam aformao do composto acetaldedo, favorecidas, ainda, pelascondies de transformao da resina durante a injeo daspreformas para a fabricao de embalagens;

Em menor ou maior quantidade, o acetaldedo estarpresente em preformas e embalagen PET;


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PROCESSO DE SOPRO - PET

Estiramento axial e sopro transversal induz umaorientao biaxial nas molculas;

O presso de sopro est compreendida entre 35 a 40 bar;

O presso de pr-sopro de encontra entre 8 a 10 bar;

Os requerimentos para a vareta de estiramento

depender da mquina e da qualidade da preforma;

PROCESSO DE SOPRO: ETAPAS DO PROCESSO


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PROCESSO DE SOPRO: ETAPAS DO PROCESSO

SEQUNCIA DE FORMAO DA GARRAFA


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SEQUNCIA DE FORMAO DA GARRAFA


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INJEO-SOPRO: VANTAGENS

acabamento e preciso do pescoo/gargalo bem superior aoextrudado;

no existe rebarba por esmagamento do fundo, evitando

reprocessamento de material e operaes secundrias.

repetibilidade do processo;

baixo ndice de refugo;

INJEO-SOPRO X EXTRUSO-SOPRO


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J

Qual processo escolher? Fatores principais: tamanho e custo final da pea;

Moldagem por injeo-sopro: em geral mais atrativa para altos volumesde produo (entre 1 e 7 milhes de peas) e peas at 2000ml;

No caso de peas com tamanhos entre 3000ml e 7000ml a escolha domtodo torna-se menos clara;

Normalmente, os investimentos para moldagem injeo-sopro maior doque para a extruso-sopro. Por outro lado, a qualidade da pea moldada

melhor;


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MOLDAGEM POR ESTIRAMENTO-SOPRO

MOLDAGEM POR ESTIRAMENTO-SOPRO


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Esta tcnica usada para orientar as cadeias moleculares do material

plstico em duas direes (orientao bi-axial) para aumentar o

desempenho do material em relao a resistncia ao impacto,

transparncia, brilho superficial, barreira contra gases e rigidez. Alm

disso, muito importante a reduo do peso do produto, pois o ganho

de resistncia com o estiramento permite paredes com menor

espessura e diminui o consumo de matria-prima.

PET


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