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UNIVERSIDADE DO ALGARVE

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIAESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVILDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

21/23 DE MAIO DE 2007

O ALUMO ALUMÍÍNIONIO

JORGE SANTOSJORGE SANTOS

O ALUMO ALUMÍÍNIONIOI PARTE

- O QUE É O ALUMÍNIO- BREVE HISTÓRIA- CICLO DE PRODUÇÃO- CARACTERÍSTICAS- LIGAS DE ALUMÍNIO/ APLICAÇÕES- TRANSFORMAÇÃO/RECICLAGEM

II PARTE- PERFIS DE ALUMÍNIO- EXTRUSÃO/LIGAS- CICLO DE PRODUÇÃO- TRATAMENTOS DE SUPERFÍCIE- CERTIFICAÇÃO DE QUALIDADE- APLICAÇÕES

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O QUE O QUE ÉÉ O ALUMO ALUMÍÍNIONIO

- O METAL ALUMO METAL ALUMÍÍNIO NÃO EXISTE NA NATUREZANIO NÃO EXISTE NA NATUREZA NO SEUNO SEUESTADO MINERAL ELEMENTAR COMO O OURO OU O NESTADO MINERAL ELEMENTAR COMO O OURO OU O NÍÍQUELQUEL.

- O QUE ENCONTRAMOS O QUE ENCONTRAMOS ÉÉ UMUM ÓÓXIDO METXIDO METÁÁLICO ALICO A ALUMINA ALUMINA (AL2 O3)(AL2 O3) – SURGINDO SOB DUAS FORMAS :SURGINDO SOB DUAS FORMAS :

- COMO ANIDRIDO COMO ANIDRIDO -- A ALUMINA A ALUMINA ÉÉ RARARARA. CONSIDERADA PEDRA PRECIOSA TOMA VCONSIDERADA PEDRA PRECIOSA TOMA VÁÁRIAS CORES ERIAS CORES EDESIGNADESIGNAÇÇÕES: ÕES: INCOLOR (CORINDO), AZUL (SAFIRAINCOLOR (CORINDO), AZUL (SAFIRA), ), AMARELA (TOPAMARELA (TOPÁÁZIO),ZIO),VERMELHA (RUBI), VIOLETA (AMETISTA).VERMELHA (RUBI), VIOLETA (AMETISTA).

-- COMO HIDRATO AMORFOCOMO HIDRATO AMORFO -- A ALUMINA A ALUMINA ÉÉ ABUNDANTE.ABUNDANTE.ESTESTÁÁ EM TERCEIRO LUGAR NA ORDEM DECRESCENTE DOSEM TERCEIRO LUGAR NA ORDEM DECRESCENTE DOSELEMENTOS QUE CONSTITUEM A CROSTA TERRESTRE (8% DOELEMENTOS QUE CONSTITUEM A CROSTA TERRESTRE (8% DODO SEU TOTAL). DO SEU TOTAL). APARECE SEMPRE COMBINADA COM OUTROS MATERIAIS APARECE SEMPRE COMBINADA COM OUTROS MATERIAIS TAIS COMO A GISBITE OU O FERROTAIS COMO A GISBITE OU O FERRO..

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– BREVE HISTBREVE HISTÓÓRIARIA

-- A BAUXITEA BAUXITE, , éé um hidrato amorfo rico em um hidrato amorfo rico em óóxido de alumxido de alumíínio (nio (alumina)alumina)

DESCOBERTA EM 1821DESCOBERTA EM 1821 POR PAULBERTHIER POR PAULBERTHIER EM LES BAUX, SULEM LES BAUX, SULDE FRANDE FRANÇÇA, A, ÉÉ DE ENTRE OS VDE ENTRE OS VÁÁRIOS MINRIOS MINÉÉRIOS COM CAPACIDADERIOS COM CAPACIDADEDE ORIGINAR ALUMDE ORIGINAR ALUMÍÍNIO O MAIS LARGAMENTE UTILIZADO.NIO O MAIS LARGAMENTE UTILIZADO.

-- PORPORÉÉM,M, A ALUMINAA ALUMINA AO APARECER SEMPRE COMBINADA COMAO APARECER SEMPRE COMBINADA COMOUTROS MATERIAISOUTROS MATERIAIS -- SSÍÍLICAS E LICAS E ÓÓXIDOS XIDOS -- COLOCOU UM DESAFIOCOLOCOU UM DESAFIOÀÀ COMUNIDADE CIENTCOMUNIDADE CIENTÍÍFICA FICA -- COMO ISOLAR O ALUMCOMO ISOLAR O ALUMÍÍNIONIO..

BAUXITEBAUXITE –– RESERVAS + DE 40.000 MILHÕES TON. RESERVAS + DE 40.000 MILHÕES TON.

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– BREVE HISTBREVE HISTÓÓRIARIASSÉÉCULO XIX CULO XIX –– A A ““DESCOBERTADESCOBERTA”” DO ALUMDO ALUMÍÍNIONIO

- LAVOISIER-1782 – Identifica um Identifica um óóxido de um metal desconhecidoxido de um metal desconhecido.

- H.DAVY-1809- ObtObtéém liga de ferrom liga de ferro--alumalumíínio em forno elnio em forno elééctrico.ctrico.Nomeia o novo metal de Nomeia o novo metal de ””aluminiumaluminium””..

- H. OERSTED – 1825 – ObtObtéém os primeiros glm os primeiros glóóbulos de alumbulos de alumíínio.nio.

- F. WOHLER -1827- Produz pProduz póó de alumde alumíínio por redunio por reduçção de potão de potáássio dossio docloreto de alumcloreto de alumíínio. Estabelece a densidade do Alumnio. Estabelece a densidade do Alumíínio.nio.

- SAINTSAINT--CLAIRE DEVILLE CLAIRE DEVILLE --1854/611854/61-- Melhora o processo de WOHLERMelhora o processo de WOHLERutilizando o sutilizando o sóódio como agente redutor no isolamento do alumdio como agente redutor no isolamento do alumíínio.nio.Mais tarde, com Mais tarde, com LeLe ChatelierChatelier, propõe um novo processo industrial , propõe um novo processo industrial --a electra electróólise lise -- para redupara reduçção da alumina (usa criolite fundida c/cloretoão da alumina (usa criolite fundida c/cloretode sde sóódio). Expõe em 1855 (PARIS) o primeiro dio). Expõe em 1855 (PARIS) o primeiro tarugotarugo de alumde alumíínio.nio.Comprova que o alumComprova que o alumíínio nio éé bom condutor elbom condutor elééctrico, não magnctrico, não magnéético etico ereciclrecicláável.vel.

-- T.GRAMME T.GRAMME –– 1867/1869 1867/1869 –– Inventa, patenteia e põe operacional o primeiroInventa, patenteia e põe operacional o primeiroddíínamo de correntenamo de corrente contcontíínua que virnua que viráá a permitir o processo electrola permitir o processo electrolíítico.tico.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– BREVE HISTBREVE HISTÓÓRIARIA

SSÉÉCULO XIX CULO XIX –– A A ““DESCOBERTADESCOBERTA”” DO ALUMDO ALUMÍÍNIONIO

-- PAUL HPAUL HÉÉROULT/CHARLES HALL ROULT/CHARLES HALL –– 1886 1886 –– Trabalhando em separadoTrabalhando em separadochegaram chegaram ““simultaneamentesimultaneamente”” a um novo ma um novo méétodo industrial de produtodo industrial de produçção doão doalumalumíínio nio –– ELECTRELECTRÓÓLISELISE –– ainda hoje utilizado e denominado ainda hoje utilizado e denominado processoprocessoHALL/HHALL/HÉÉROULTROULT. .

-- 1888/1890 1888/1890 –– CriaCriaçção das primeiras companhias de produão das primeiras companhias de produçção electrolão electrolíítica dotica doalumalumíínio em Frannio em Françça (a (FrogesFroges), na Sui), na Suiçça e USA.a e USA.

-- K. BAYER K. BAYER ––1890 1890 –– Inventou nova metodologia para obtenInventou nova metodologia para obtençção de alumina emão de alumina emlarga escala, ainda hoje usada, por ataque da larga escala, ainda hoje usada, por ataque da bauxitebauxite atravatravéés de soda cs de soda cááustica.ustica.

-- CCÚÚPULA DA IGREJA DE S.JOAQUIM (ROMA) PULA DA IGREJA DE S.JOAQUIM (ROMA) –– 1897 1897 ––Primeira construPrimeira construçção em alumão em alumíínio de que hnio de que háá registo e que ainda hoje preserva oregisto e que ainda hoje preserva oseu material e forma originais.seu material e forma originais.

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– CICLO DE PRODUCICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

A partir da A partir da bauxitebauxite obtobtéémm--se o metalse o metal ALUMÍNIO recorrendo industrialmenterecorrendo industrialmentea duas fases sucessivas de produa duas fases sucessivas de produçção:ão:

OBTENOBTENÇÇÃO DA ALUMINAÃO DA ALUMINA porpor processo quprocesso quíímico,mico,refinagemrefinagem, utilizando o m, utilizando o méétodo posto a pronto pelo todo posto a pronto pelo investigador investigador Karl Bayer.Karl Bayer.

OBTENOBTENÇÇÃO DO ALUMÃO DO ALUMÍÍNIONIO atravatravéés s de um processo elde um processo elééctrico de fundictrico de fundiçção, a ão, a ElectrElectróólise lise ÍÍgnea da Aluminagnea da Alumina, segundo, segundoo mo méétodo criado pela dupla de cientistastodo criado pela dupla de cientistasPaul HPaul Hééroult/Charles Hall.roult/Charles Hall.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– CICLO DE PRODUCICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

OBTENOBTENÇÇÃO DA ALUMINAÃO DA ALUMINA

-- PRODUZPRODUZ--SE RECORRENDO UM PROCESSO QUSE RECORRENDO UM PROCESSO QUÍÍMICO (REFINAGEM)MICO (REFINAGEM)

-- O minO minéério de rio de BauxiteBauxite, ap, apóós moagem, origina a farinha de s moagem, origina a farinha de bauxitebauxite a qual a qual éémisturada com uma solumisturada com uma soluçção de soda cão de soda cááustica, ustica, àà razão de 300kg para 1m3.razão de 300kg para 1m3.A mistura A mistura éé então aquecida sobre pressão então aquecida sobre pressão –– 180/200180/200ºº a 150/200MPa a 150/200MPa ––formandoformando--se uma pasta ( digestão).se uma pasta ( digestão).

-- ApApóós nova adis nova adiçção de soda cão de soda cááustica, a pasta anteriormente obtida, dissolveustica, a pasta anteriormente obtida, dissolve--seseoriginando uma soluoriginando uma soluçção que irão que iráá passar por vpassar por váários processos de sedimentarios processos de sedimentaççãoãoe filtragem para eliminae filtragem para eliminaçção de todas as impurezas (clarificaão de todas as impurezas (clarificaçção).ão).A soluA soluçção de Alumina ão de Alumina éé então enviada para precipitadores onde se depositarentão enviada para precipitadores onde se depositarááatravatravéés de um processo chamado de s de um processo chamado de ““cristalizacristalizaçção por sementeão por semente””(100 horas) (100 horas)

-- O material cristalizado obtido O material cristalizado obtido éé em seguida lavado e posteriormente secoem seguida lavado e posteriormente secoem fornos rotativos aquecidos a 1100em fornos rotativos aquecidos a 1100ºº (calcina(calcinaçção) assim se obtendo aão) assim se obtendo aALUMINA (ALUMINA (óóxido de alumxido de alumíínio) de elevado grau de pureza nio) de elevado grau de pureza –– 99,5/99,6%. 99,5/99,6%.

-- A ALUMINA pura A ALUMINA pura éé um pum póó branco refinado de aspecto e consistência branco refinado de aspecto e consistência muito semelhante ao amuito semelhante ao açúçúcar.car.

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– CICLO DE PRODUCICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

OBTENOBTENÇÇÃO DO ALUMÃO DO ALUMÍÍNIONIO

-- PRODUZPRODUZ--SE RECORRENDO A UM PROCESSO ELECTROLSE RECORRENDO A UM PROCESSO ELECTROLÍÍTICOTICO

-- O alumO alumíínio obtnio obtéémm--se por reduse por reduçção do oxigão do oxigéénio contido na alumina fazendo nio contido na alumina fazendo passar esta, appassar esta, apóós prs préévia adivia adiçção de criolite aditivada (150kg para 2ton Al2 O3),ão de criolite aditivada (150kg para 2ton Al2 O3),por uma corrente elpor uma corrente elééctrica contctrica contíínua nua (electr(electróólise).lise).Esta operaEsta operaçção ocorre em grandes fornos (cubas) aquecidos a uma temperatura ão ocorre em grandes fornos (cubas) aquecidos a uma temperatura de 960/980de 960/980ºº, utilizando para a passagem da corrente carbono puro como pasta, utilizando para a passagem da corrente carbono puro como pastado ânodo (+) e grafite como pasta do cdo ânodo (+) e grafite como pasta do cáátodo (todo (--).).

-- O alumO alumíínio depositanio deposita--se no fundo da cuba sobre a pasta do cse no fundo da cuba sobre a pasta do cáátodo enquanto otodo enquanto ooxigoxigéénio liberto atravnio liberto atravéés do ânodo reage com este (gera CO2) consumindos do ânodo reage com este (gera CO2) consumindo--o o por combustão obrigando assim por combustão obrigando assim àà sua frequente substituisua frequente substituiçção.ão.

-- A cada 24 horas o alumA cada 24 horas o alumíínio depositado no fundo do forno nio depositado no fundo do forno éé extraextraíído por umdo por umsistema de sifões funcionando por vsistema de sifões funcionando por váácuo o que permite a sua aspiracuo o que permite a sua aspiraçção semão semarrastamento de sedimentos.arrastamento de sedimentos.

-- O AlumO Alumíínio produzido tem um grau de pureza de cerca de 99,7%.nio produzido tem um grau de pureza de cerca de 99,7%.Sucessivas operaSucessivas operaçções electrolões electrolííticas de refinagem são possticas de refinagem são possííveis atveis atéé obterobterum grau de pureza na ordem dos 99.997%.um grau de pureza na ordem dos 99.997%.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– CICLO DE PRODUCICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

FLUXOGRAMA DA OBTENFLUXOGRAMA DA OBTENÇÇÃO DO ALUMÃO DO ALUMÍÍNIONIO

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– CICLO DE PRODUCICLO DE PRODUÇÇÃOÃO-- ApApóós extracs extracçção o alumão o alumíínio puro segue:nio puro segue:

-- Para arrefecimento com transformaPara arrefecimento com transformaçção por moldagem em lingotes e placasão por moldagem em lingotes e placasposteriormente destinados posteriormente destinados ààs industrias de laminagem e fundis industrias de laminagem e fundiçção.ão.

-- Para fornos de mistura de liga, ainda em estado lPara fornos de mistura de liga, ainda em estado lííquido, onde apquido, onde apóós ests estáágio gio e homogeneizae homogeneizaçção ão éé vazado para moldes que, uma vez arrefecidos, darãovazado para moldes que, uma vez arrefecidos, darãoorigem a lingotes, placas e origem a lingotes, placas e tarugostarugos de ligas diversas para extrusão, fundide ligas diversas para extrusão, fundiççãoãoe laminagem. e laminagem.

--Para obter 1 kg de alumPara obter 1 kg de alumíínio puro são necessnio puro são necessáários:rios:-- 4 a 5kg de 4 a 5kg de BauxiteBauxite = a 2kg de Alumina = a 1kg de Alum= a 2kg de Alumina = a 1kg de Alumíínio puro.nio puro.-- 21 kWh de energia sendo 4 a 5kWh na 121 kWh de energia sendo 4 a 5kWh na 1ªª fase de produfase de produçção e 16 a 17 kWhão e 16 a 17 kWh

na segunda fase (consumo na produna segunda fase (consumo na produçção de liga excluão de liga excluíído). do).

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO -- CARACTERCARACTERÍÍSTICASSTICAS

- O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO possui uma combinapossui uma combinaçção de caracterão de caracteríísticas que o tornam umsticas que o tornam umdos mais versdos mais versááteis materiais utilizados na industria e engenharia:teis materiais utilizados na industria e engenharia:

-- DENSIDADE DENSIDADE –– 2,7gr/cm32,7gr/cm3A leveza A leveza éé uma das grandes vantagens do alumuma das grandes vantagens do alumíínio representando cerca nio representando cerca de 35% do peso do ade 35% do peso do açço (7,86gr/cm3) e 30% do peso do cobre (8,96gr/cm3).o (7,86gr/cm3) e 30% do peso do cobre (8,96gr/cm3).

-- PONTO DE FUSÃOPONTO DE FUSÃO –– 660660ºº (na pureza de 99;9%).(na pureza de 99;9%). EbuliEbuliçção 2500ão 2500ªª..O ponto de fusão a temperatura moderada facilita a obtenO ponto de fusão a temperatura moderada facilita a obtençção de ligas.ão de ligas.Ponto de fusão do aPonto de fusão do açço1570o1570ºº..

-- RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA ÀÀ CORROSÃO CORROSÃO –– ElevadaElevada. Exposto . Exposto àà atmosfera formaatmosfera formanaturalmente um filme auto protector de alumina.naturalmente um filme auto protector de alumina.

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO -- CARACTERCARACTERÍÍSTICASSTICAS

-- CONDUTIBILIDADE TCONDUTIBILIDADE TÉÉRMICARMICA –– Elevada 0,53 a 25Elevada 0,53 a 25ººC (Cal/cm/C (Cal/cm/ººC)C)Cinco vezes maior do que a do aCinco vezes maior do que a do açço doce.o doce.Transfere energia tTransfere energia téérmica tanto no aquecimento quanto no arrefecimento.rmica tanto no aquecimento quanto no arrefecimento.

-- CONDUTIBILIDADE ELCONDUTIBILIDADE ELÉÉCTRICACTRICA –– Elevada ,Elevada , idêntica idêntica àà do Cobre.do Cobre.

-- CAPACIDADE REFLECTORACAPACIDADE REFLECTORA –– BoaBoa, acima de 80%., acima de 80%.

-- MECANICAMENTE FLEXMECANICAMENTE FLEXÍÍVEL VEL –– Elevado alongamento e baixaElevado alongamento e baixaresistência resistência àà rotura permitem frotura permitem fáácil enformacil enformaçção.ão.Quando adicionado a outros materiais (silQuando adicionado a outros materiais (silíício, zinco, cromo, cobre etc..),cio, zinco, cromo, cobre etc..),tratado termicamente e trabalhado a frio pode atingir retratado termicamente e trabalhado a frio pode atingir resistência sistência àà tractracççãoãomuito superior muito superior àà inicial (700MPa contra 90MPa estado puro) sem perdainicial (700MPa contra 90MPa estado puro) sem perdadas suas qualidades bdas suas qualidades báásicas.sicas.

-- RECICLRECICLÁÁVELVEL-- NÃO MAGNNÃO MAGNÉÉTICOTICO-- BARRA A PASSAGEM DA LUZBARRA A PASSAGEM DA LUZ-- IMPERMEIMPERMEÁÁVEL VEL ÀÀ ACACÇÇÃO DA HUMIDADE E DO OXIGÃO DA HUMIDADE E DO OXIGÉÉNIONIO-- ATATÓÓXICOXICO-- POSSIBILITA ACABAMENTO SUPERFICIAL POSSIBILITA ACABAMENTO SUPERFICIAL

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– LIGAS/APLICALIGAS/APLICAÇÇÕESÕES

-- O QUE O QUE ÉÉ UMA LIGA ?UMA LIGA ?ÉÉ um material com propriedades metum material com propriedades metáálicas, composto por dois ou maislicas, composto por dois ou maiselementos quelementos quíímicos, um dos quais micos, um dos quais éé sempre metal. As ligas de alumsempre metal. As ligas de alumíínio sãonio sãomisturas intencionais de elementos onde o alummisturas intencionais de elementos onde o alumíínio nio éé predominante.predominante.

-- COMO SE OBTÊM AS LIGAS DE ALUMCOMO SE OBTÊM AS LIGAS DE ALUMÍÍNIO DE 1NIO DE 1ªª FUSÃO:FUSÃO:Ainda em estado lAinda em estado lííquido (660quido (660ºº) ) éé adicionado ao alumadicionado ao alumíínio puro (99,99%) umanio puro (99,99%) umapercentagem de um metal (ou elemento) ou metais previamente sepercentagem de um metal (ou elemento) ou metais previamente seleccionadosleccionadosque se misturam homogeneamente com este por estque se misturam homogeneamente com este por estáágio em fornos aquecidosgio em fornos aquecidosàà temperatura de 710/720temperatura de 710/720ºº apapóós o que a mistura s o que a mistura éé vertida para moldes evertida para moldes earrefecida controladamente atarrefecida controladamente atéé solidificar originando lingotes, placas e solidificar originando lingotes, placas e tarugostarugos..Neste processo pode tambNeste processo pode tambéém ser incorporada uma percentagem de excedentesm ser incorporada uma percentagem de excedentesoriginorigináários de rios de tarugostarugos/placas/lingotes e perfis ou outros produtos produzidos a /placas/lingotes e perfis ou outros produtos produzidos a partir de ligas de alumpartir de ligas de alumíínio normalizadas (certificadas).nio normalizadas (certificadas).

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– LIGAS/APLICALIGAS/APLICAÇÇÕESÕES

-- LIGAS DE ALUMLIGAS DE ALUMÍÍNIO PORQUÊ? NIO PORQUÊ? As ligas metAs ligas metáálicas associando ao Alumlicas associando ao Alumíínio um ou mais metais visamnio um ou mais metais visam melhorarmelhoraras suas propriedadesas suas propriedades em funem funçção da aplicaão da aplicaçção que lhes serão que lhes seráá reservada.reservada.São exemplo de metais ou elementos associados ao alumSão exemplo de metais ou elementos associados ao alumíínio:nio:

COBRE (Cu)COBRE (Cu) –– Favorece a condutibilidade tFavorece a condutibilidade téérmica do alumrmica do alumíínio aumentandonio aumentandotambtambéém a sua resistência m a sua resistência àà tractracçção e ão e àà corrosão.corrosão.MAGNMAGNÉÉSIO (SIO (MgMg)) –– Aumenta a dureza e a resistência Aumenta a dureza e a resistência àà corrosão do alumcorrosão do alumíínionioe favorece a sua possibilidade de soldadura.e favorece a sua possibilidade de soldadura.SSÍÍLLÍÍCIO (Si)CIO (Si) –– Origina a possibilidade de receber tratamento tOrigina a possibilidade de receber tratamento téérmico visandormico visandomelhorar o endurecimento do Alummelhorar o endurecimento do Alumíínio e quando combinado com o Magnnio e quando combinado com o Magnéésiosiomelhora a resistência melhora a resistência àà corrosão.corrosão.

-- Os três metais acima mencionados assim o Zinco, o NOs três metais acima mencionados assim o Zinco, o Nííquel, o Ferro, entrequel, o Ferro, entreoutros, outros, originam as chamadas ligas levesoriginam as chamadas ligas leves com grande aplicacom grande aplicaçção industrial e dasão industrial e dasquais podemos destacar:quais podemos destacar:

-- DURALUMDURALUMÍÍNIONIO –– AlumAlumíínio + Magnnio + Magnéésio + Silsio + Silíício (ou Cobre).cio (ou Cobre).-- ALUMAGALUMAG –– AlumAlumíínio + Magnnio + Magnéésio.sio.-- ALPAXALPAX –– AlumAlumíínio + Silnio + Silíício.cio.-- ZICRALZICRAL –– AlumAlumíínio + Zinco + Magnnio + Zinco + Magnéésio.sio.

O ALUMÍNIO – LIGAS/APLICAÇÕES

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– LIGAS/APLICALIGAS/APLICAÇÇOESOES

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– TANSFORMATANSFORMAÇÇÃO/RECICLAGEMÃO/RECICLAGEM

O AlumO Alumíínio primnio primáário transformadorio transformado designadesigna--se por se por produto semiproduto semi--acabadoacabadosendo obtido atravsendo obtido atravéés do seguintes processos industriais:s do seguintes processos industriais:

LAMINAGEMLAMINAGEM –– Processo mecânico de reduProcesso mecânico de reduçção da secão da secçção transversal de umaão transversal de umaplaca de alumplaca de alumíínio por compressão, atravnio por compressão, atravéés da passagem (a quente/frio) entre s da passagem (a quente/frio) entre cilindros de acilindros de açço originando chapas (>0,15mm) ou folhas (<0,15mm).o originando chapas (>0,15mm) ou folhas (<0,15mm).

TREFILAGEMTREFILAGEM –– TransformaTransformaçção por deformaão por deformaçção mecânica a frio da secão mecânica a frio da secççãoãotransversal do alumtransversal do alumíínio por tracnio por tracçção atravão atravéés de uma matriz. Origina fios, cabos de uma matriz. Origina fios, caboe e vergalhãovergalhão de alumde alumíínio.nio.

EXTRUSÃOEXTRUSÃO –– TransformaTransformaçção mecânica a quente da secão mecânica a quente da secçção transversal de umão transversal de umtarugotarugo de alumde alumíínio por pressão do metal atravnio por pressão do metal atravéés do orifs do orifíício de uma matriz comcio de uma matriz comobtenobtençção de perfis de alumão de perfis de alumíínio com formas e secnio com formas e secçções diversas.ões diversas.

ESTAMPAGEMESTAMPAGEM –– Modelagem a frio de chapas ou discos de metal utilizandoModelagem a frio de chapas ou discos de metal utilizandoprensas ou matrizes (por prensas ou matrizes (por repuxamentorepuxamento//dobramentodobramento). Utens). Utensíílios diversos.lios diversos.

FUNDIFUNDIÇÇÃO/FORJAMENTOÃO/FORJAMENTO –– Processo de vazamento de metal lProcesso de vazamento de metal lííquido emquido emmoldes de areia utilizado sobretudo em pemoldes de areia utilizado sobretudo em peçças limitadas e/ou complexas, ou sob as limitadas e/ou complexas, ou sob pressão em produpressão em produçção de grandes são de grandes sééries (blocos de motores) ou por conformaries (blocos de motores) ou por conformaççãoãode pede peçças laminadas ou as laminadas ou extrudidasextrudidas em peem peçças prensadas (rodas de alumas prensadas (rodas de alumíínio).nio).

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– TRANSFORMATRANSFORMAÇÇÃO/RECICLAGEMÃO/RECICLAGEM

-- O QUE PODEMOS RECICLARO QUE PODEMOS RECICLAR::AlAléém das sobras da produm das sobras da produçção do alumão do alumíínio primnio primáário reciclamrio reciclam--se, entre outros,se, entre outros,latas de bebidas, embalagens, papel de alumlatas de bebidas, embalagens, papel de alumíínio, chapas, sobras de perfis ou denio, chapas, sobras de perfis ou deportas/janelas/fachadas, sobras de peportas/janelas/fachadas, sobras de peçças de automas de automóóveis ou de outros veveis ou de outros veíículos,culos,utensutensíílios domlios doméésticos ou outros, placas tipogrsticos ou outros, placas tipográáficas, cabos elficas, cabos elééctricos ctricos etcetc……

-- CICLO DE RECICLAGEM:CICLO DE RECICLAGEM:Na empresa de resNa empresa de resííduosduos -- Recolha > PrRecolha > Préé limpeza > Enfardamento > Transporte.limpeza > Enfardamento > Transporte.No refinador No refinador –– Desenfardo e corte > Triagem electromagnDesenfardo e corte > Triagem electromagnéética (remotica (remoçção de ão de ferrosos) > Trituraferrosos) > Trituraçção > 2ão > 2ªª triagem electromagntriagem electromagnéética > Peneiratica > Peneiraçção vibratão vibratóóriaria(terra/areia) > Separa(terra/areia) > Separaçção pneumão pneumáática por jactos de ar (papel, pltica por jactos de ar (papel, pláástico) > Fornostico) > Fornode separade separaçção de tintas e vernizes > Forno de fusão > Adião de tintas e vernizes > Forno de fusão > Adiçção de elementos deão de elementos deliga deficitliga deficitáários > Ajustamento Qurios > Ajustamento Quíímico > Lingote.mico > Lingote.

-- A RECICLAGEM EM NA RECICLAGEM EM NÚÚMEROS:MEROS:-- Produzir alumProduzir alumíínio de 2nio de 2ªª fusão consome, para uma mesma quantidade, apenas fusão consome, para uma mesma quantidade, apenas

5 a 7% da energia gasta na refinagem e electr5 a 7% da energia gasta na refinagem e electróólise do alumlise do alumíínio de 1nio de 1ªª fusão.fusão.-- 1/3 da produ1/3 da produçção mundial de alumão mundial de alumíínio nio éé jjáá assegurada pela reciclagem.assegurada pela reciclagem.-- 1kg de alum1kg de alumíínio reciclado evita a extracnio reciclado evita a extracçção de 5Kg de ão de 5Kg de bauxitebauxite..-- Ao reciclar 1 lata de alumAo reciclar 1 lata de alumíínio economiza energia suficiente para manter emnio economiza energia suficiente para manter em

funcionamento durante 3 horas um televisor ou 20 horas uma lâmfuncionamento durante 3 horas um televisor ou 20 horas uma lâmpada (100W).pada (100W).-- A RECICLAGEM DO ALUMA RECICLAGEM DO ALUMÍÍNIO DIMINUI A EMISSÃO DE CO2NIO DIMINUI A EMISSÃO DE CO2

O ALUMÍNIO

II PARTE

PERFIS DE ALUMÍNIO

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (extrusão e ligas)PERFIS (extrusão e ligas)

--LIGAS PARA EXTRUSÃO: LIGAS PARA EXTRUSÃO: As ligas de alumAs ligas de alumíínio geralmente usadas na nio geralmente usadas na extrusão de perfis para arquitecturaextrusão de perfis para arquitecturasão as da classe 6000são as da classe 6000 que, tendo uma elevada aptidão ao trabalho a quente, sãoque, tendo uma elevada aptidão ao trabalho a quente, sãotrattratááveis termicamente, oferecem boa resistência veis termicamente, oferecem boa resistência àà corrosão e revelam um bomcorrosão e revelam um bomcompromisso entre resistência mecânica e ductilidade. As mais ccompromisso entre resistência mecânica e ductilidade. As mais comuns são:omuns são:

6060 6060 –– AlMgSi0,5 AlMgSi0,5 –– De uso mais correnteDe uso mais corrente, incorpora 0,26 a 0,5% de Si e, incorpora 0,26 a 0,5% de Si e0,35 a 0,55 de 0,35 a 0,55 de MgMg. Tem menor carga de rotura . Tem menor carga de rotura --19kg/mm2 19kg/mm2 -- e menor durezae menor dureza--Webster 9Webster 9-- mas permite maior velocidade de extrusão mas permite maior velocidade de extrusão -- atatéé 140m/140m/minminºº..

6063 6063 –– AlMg0,7SiAlMg0,7Si –– Incorpora 0,38 a 0,58 de Si e 0,55 a 0,75 de Incorpora 0,38 a 0,58 de Si e 0,55 a 0,75 de MgMg. Tem. Temmelhores caractermelhores caracteríísticas mecânicas sticas mecânicas –– dureza Webster 14, carga de rotura 26kgdureza Webster 14, carga de rotura 26kg/mm2 mas velocidade de extrusão inferior /mm2 mas velocidade de extrusão inferior –– atatéé 40m/40m/minminºº..

O QUE O QUE ÉÉ A EXTRUSÃOA EXTRUSÃO

ÉÉ um processo de transformaum processo de transformaçção a quente ão a quente de cilindros de liga de alumde cilindros de liga de alumíínio ( nio ( tarugostarugos ) ) em perfis atravem perfis atravéés da compressão daqueles s da compressão daqueles contra uma ferramenta, que designamos contra uma ferramenta, que designamos por MATRIZ, a qual lhes vai conferir a por MATRIZ, a qual lhes vai conferir a forma desejada.forma desejada.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (ciclo de produPERFIS (ciclo de produçção)ão)

22 33 44

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668811 99 1010

OO TARUGO (1) TARUGO (1) -- ÉÉ aquecido em aquecido em FORNO PRFORNO PRÓÓPRIO (2)PRIO (2) a cerca de 460a cerca de 460ºº..

Uma Uma CÂMARA DE EXTRUSÃO (3)CÂMARA DE EXTRUSÃO (3) aquecida recebe o aquecida recebe o tarugotarugo. No lado oposto . No lado oposto da câmara situada câmara situa--se a se a MATRIZ (4) MATRIZ (4) , , tambtambéém ela aquecida para evitar choques m ela aquecida para evitar choques ttéérmicos. O rmicos. O tarugotarugo éé comprimido contra a matriz por meio de um pistão comprimido contra a matriz por meio de um pistão àà pressão pressão de 200/220 Bar reproduzindo a forma do perfil nela inscrito.de 200/220 Bar reproduzindo a forma do perfil nela inscrito.

VENTILADORES(5VENTILADORES(5) postos ) postos àà sasaíída da câmara arrefecem o perfil (500da da câmara arrefecem o perfil (500ªª) sendo ) sendo a ponta deste de imediato presa a um alicate a ponta deste de imediato presa a um alicate –– PULLER (6)PULLER (6) –– que o puxa a umaque o puxa a umavelocidade concordante com a da extrusão atvelocidade concordante com a da extrusão atéé ao fim da pista (30/35 metros).ao fim da pista (30/35 metros).

ApApóós s CORTE (7CORTE (7) o perfil passa a um ) o perfil passa a um BANCO DE TRACBANCO DE TRACÇÇÃO (8)ÃO (8).A.Aíí fixo nas fixo nas extremidades por duas garras, extremidades por duas garras, éé estirado para alinhamento de eventuais torestirado para alinhamento de eventuais torçções e ões e desempeno. Aparadas as pontas sofre desempeno. Aparadas as pontas sofre CORTE (9)CORTE (9) final, automfinal, automáático, em medidas tico, em medidas prpréé definidas seguindo para definidas seguindo para FORNO DE ENVELHECIMENTO (10)FORNO DE ENVELHECIMENTO (10) artificial artificial onde permanece 7 horas a 175onde permanece 7 horas a 175ºº para reforpara reforçço das suas propriedades mecânicas. o das suas propriedades mecânicas.

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)

Cé lulasde alumínio

Ca mada baPor o

Me tal de bas

Célulasde alumínio

Camada barreira

Poro

Metal de base

ANODIZAANODIZAÇÇÃOÃO ou oxidação anódica consiste na transformação dasuperfície do alumínio em óxido de alumínio através da passagem de corrente eléctrica contínua (processo electrolítico).

ANODIZAANODIZAÇÇÃO (execuÃO (execuçção) ão) ––PRPRÉÉ-- TRATAMENTOTRATAMENTO –– Banho alcalino aquecido para remoBanho alcalino aquecido para remoçção de gordurasão de gordurase rese resííduos acumulados na superfduos acumulados na superfíície das pecie das peçças a tratar.as a tratar.

ANODIZAANODIZAÇÇÃO ÃO –– Imersão dos perfis numa soluImersão dos perfis numa soluçção de aão de açço sulfo sulfúúrico comrico compassagem de corrente elpassagem de corrente elééctrica contctrica contíínua por um pernua por um perííodo de tempo ajustado odo de tempo ajustado ààespessura da camada de espessura da camada de óóxido de alumxido de alumíínio que se pretende obter.nio que se pretende obter.

COLMATAGEMCOLMATAGEM –– O O óóxido de alumxido de alumíínio acumulado na superfnio acumulado na superfíície do perfil cie do perfil ééporoso sendo vulnerporoso sendo vulneráável vel àà corrosão. Atravcorrosão. Atravéés de s de colmatagemcolmatagem feita por imersão feita por imersão dos perfis em dos perfis em áágua desmineralizada quente (96/100gua desmineralizada quente (96/100ºº ) e com dura) e com duraçção idêntica ão idêntica ààda anodizada anodizaçção selamão selam--se os poros por hidratase os poros por hidrataçção da alumina.ão da alumina.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)TIPOS DE ANODIZATIPOS DE ANODIZAÇÇÃO ÃO em funem funçção da sua aplicaão da sua aplicaçção ão --INDUSTRIAL INDUSTRIAL –– Visa longevidade e boa protecVisa longevidade e boa protecçção contra a corrosão.ão contra a corrosão.DECORATIVADECORATIVA –– Visa obter um acabamento uniforme e agradVisa obter um acabamento uniforme e agradáável.vel.ARQUITECTURAL ARQUITECTURAL –– Associa longevidade e boa protecAssocia longevidade e boa protecçção contra a corrosão ão contra a corrosão a um aspecto uniforme e agrada um aspecto uniforme e agradáávelvel

ESPESSURA ANESPESSURA ANÓÓDICADICA --Medida em micrMedida em micróómetros metros éé escolhida em funescolhida em funçção do local e meio ambiente:ão do local e meio ambiente:10 10 µµ -- Interior, decoração.15 15 µµ -- Exterior, indústria/arquitectura (ambientes não agressivos).20 20 µµ-- Exterior, indústria/arquitectura (ambientes agressivos).25 25 µµ-- Exterior, indústria/arquitectura (ambientes muito agressivos).

ACABAMENTO DE SUPERFACABAMENTO DE SUPERFÍÍCIE CIE –– ÉÉ obtida por meios:obtida por meios:QUQUÍÍMICOS MICOS –– Tem aspecto mate (acetinado) ou abrilhantadoTem aspecto mate (acetinado) ou abrilhantadoMECÂNICOSMECÂNICOS –– Tem aspecto polido brilhanteTem aspecto polido brilhante

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)Poro

anódico

Concentraçãodo corante

Concentraçãode pigmento

Camada de óxido

AlumínioCOLORACOLORAÇÇÃOÃO –A cor natural do alumA cor natural do alumíínio nio éé PRATAPRATA sendo directamente obtida durante osendo directamente obtida durante oprocesso de oxidaprocesso de oxidaçção anão anóódica (anodizadica (anodizaçção). Outras cores são o ão). Outras cores são o PRETO, PRETO, o o BRONZE,BRONZE, com tom com tom claro, mclaro, méédio e escuro, dio e escuro, e o e o CHAMPANHE.CHAMPANHE.ObtêmObtêm--se atravse atravéés dos seguintes processos industriais:s dos seguintes processos industriais:

QUQUÍÍMICO MICO –– MergulhamMergulham--se as pese as peçças anodizadas num banho de corantes. Neste as anodizadas num banho de corantes. Neste processo os pigmentos depositam junto processo os pigmentos depositam junto àà superfsuperfíície exterior do poro sendo, por cie exterior do poro sendo, por isso, facilmente alterisso, facilmente alterááveis.veis.

ELECTROLELECTROLÍÍTICOTICO –– Num banho de sais metNum banho de sais metáálicos (estanho/cobre) provocalicos (estanho/cobre) provoca--sesea electrodeposia electrodeposiçção dos pigmentos no fundo do poro por passagem de correnteão dos pigmentos no fundo do poro por passagem de correntealterna (electralterna (electróólise). As cores obtidas resistem melhor lise). As cores obtidas resistem melhor àà acacçção da luz e do calor.ão da luz e do calor.

MISTO MISTO –– A cor A cor éé obtida em 2 etapas. Primeiro fazobtida em 2 etapas. Primeiro faz--se a deposise a deposiçção do pigmento,ão do pigmento,por electrpor electróólise, no fundo do poro a que se segue o mergulho em solulise, no fundo do poro a que se segue o mergulho em soluçção corante.ão corante.ÉÉ o processo mais fio processo mais fiáável porvel poréém extremamente caro.m extremamente caro.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)

LACAGEM LACAGEM –– Processo de pintura termo aderente executado com Processo de pintura termo aderente executado com tintas em ptintas em póó (polyester e pulioretano) sobre a superf(polyester e pulioretano) sobre a superfíície de uma pecie de uma peçça a objecto de um probjecto de um préé -- tratamento.tratamento.

-- PRPRÉÉ –– TRATAMENTO TRATAMENTO -- PRPRÉÉ –– TRATAMENTOTRATAMENTO-- PINTURA PINTURA -- PINTURA BASE PINTURA BASE -- POLIMERIZAPOLIMERIZAÇÇÃO ÃO -- DEPOSIDEPOSIÇÇÃO DEFILMEÃO DEFILME

CONVENCIONALCONVENCIONAL DECORATIVADECORATIVA

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)

LACAGEM CONVENCIONAL CICLO DE PRODULACAGEM CONVENCIONAL CICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

PRPRÉÉ –– TRATAMENTOTRATAMENTO –– Banhos de desengorduramentoBanhos de desengorduramentoe acetinagem para remoe acetinagem para remoçção de gorduras, resão de gorduras, resííduos e da duos e da camada de camada de óóxido natural xido natural apapóós o que se aplica camada s o que se aplica camada uniforme de cruniforme de cróómio (0,4/0,8gm2) para favorecer umamio (0,4/0,8gm2) para favorecer umamelhor aderência da pintura. melhor aderência da pintura. Alternativa:Alternativa: prpréé -- tratamento antratamento anóódicodico aconselhadoaconselhadopara utilizapara utilizaçção em ambientes fortemente agressivosão em ambientes fortemente agressivos..

PINTURAPINTURA –– ElectrostElectrostáática tica (pistola c/el(pistola c/elééctrodo do tipo ctrodo do tipo ““CoronaCorona””). Part). Partíículas de pculas de póó (polyester) são fluidificadas (polyester) são fluidificadas e carregadas electricamente por ar ionizado (10/100Kv). e carregadas electricamente por ar ionizado (10/100Kv). MovendoMovendo--se atravse atravéés do campo els do campo elééctrico criado alojamctrico criado alojam--se se sobre a superfsobre a superfíície das pecie das peçças que estão ligadas as que estão ligadas àà terra.terra.

POLIMERIZAPOLIMERIZAÇÇÃOÃO –– Executada em forno a uma dadaExecutada em forno a uma dadatemperatura (entre160/180temperatura (entre160/180ºº) de acordo com as instru) de acordo com as instruççõesõesdo fabricante da tinta em pdo fabricante da tinta em póó..

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (tratamentos de superfPERFIS (tratamentos de superfíície)cie)

LACAGEM DECORATIVA CICLO DE PRODULACAGEM DECORATIVA CICLO DE PRODUÇÇÃOÃO

PRPRÉÉ –– TRATAMENTOTRATAMENTO –– Idêntico ao da lacagem convencional.Idêntico ao da lacagem convencional.

PINTURA BASEPINTURA BASE –– ElectrostElectrostáática. A tinta em ptica. A tinta em póó usada neste processo usada neste processo ééum um PulioretanoPulioretano transparente com elevada resistência mecânica e aos transparente com elevada resistência mecânica e aos raios Ultravioleta (UV).raios Ultravioleta (UV).

DEPOSIDEPOSIÇÇÃO DE FILME (certificado) ÃO DE FILME (certificado) –– AtravAtravéés de um processo de s de um processo de transferência de calor por sublimatransferência de calor por sublimaçção da decoraão da decoraçção existente na pelão existente na pelíícula cula de filme especial sobre a pintura de base previamente termo lacade filme especial sobre a pintura de base previamente termo lacada da (espessura de penetra(espessura de penetraçção 70 ão 70 micronsmicrons).).

Acabamentos C/certificaAcabamentos C/certificaççãoão –– Castanho Castanho –– Teca Teca –– Carvalho Carvalho –– Cerejeira Cerejeira –– MognoMognoOutros acabamentosOutros acabamentos –– Pinho Pinho –– AcAcáácia cia –– Faia Faia -- Nogueira Nogueira –– Raiz de NogueiraRaiz de Nogueira

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O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (certificaPERFIS (certificaçção de qualidade)ão de qualidade)

QUALANOD QUALANOD -- QUALICOAT QUALICOAT -- QUALIDECOQUALIDECO-- São entidades proprietSão entidades proprietáárias de marcas de qualidaderias de marcas de qualidade relativas aos tratamentorelativas aos tratamento

de superfde superfíície do alumcie do alumíínio destinado sobretudo nio destinado sobretudo àà arquitectura. Editam directivasarquitectura. Editam directivasfixando exigências mfixando exigências míínimas sobre as instalanimas sobre as instalaçções, matões, matéérias primas e produtos rias primas e produtos acabados visando a obtenacabados visando a obtençção, manutenão, manutençção e uso de marca de qualidade.ão e uso de marca de qualidade.

-- Os ensaios para obtenOs ensaios para obtençção do direito ao uso e manutenão do direito ao uso e manutençção das marcas deão das marcas dequalidade baseiamqualidade baseiam--se em normas Internacionais, Europeias e Portuguesas,se em normas Internacionais, Europeias e Portuguesas,auditadas pelo LNEC que as poderauditadas pelo LNEC que as poderáá de renovar, suspender ou revogar.de renovar, suspender ou revogar.

NORMA NP EN ISO 9002:2000NORMA NP EN ISO 9002:2000 ––Consiste na obtenConsiste na obtençção da conformidade de UM SISTEMA DE ão da conformidade de UM SISTEMA DE QUALIDADE EXTRUSAL com um referencial comum QUALIDADE EXTRUSAL com um referencial comum internacionalmente reconhecido. Auditorias regulares externas internacionalmente reconhecido. Auditorias regulares externas (SGS), atestam que os requisitos da norma são cumpridos e (SGS), atestam que os requisitos da norma são cumpridos e que os processos utilizados asseguram uma qualidade produto/ que os processos utilizados asseguram uma qualidade produto/ serviserviçço capaz de satisfazer oo capaz de satisfazer o cliente.cliente.

O ALUMO ALUMÍÍNIO NIO –– PERFIS (aplicaPERFIS (aplicaçções)ões)

A partir das vA partir das váárias ligas classe 6000 realizarias ligas classe 6000 realiza--se a extrusão de perfis cujas se a extrusão de perfis cujas aplicaaplicaçções principais são:ões principais são:

--IndIndªª ConstruConstruçção Civil ão Civil –– Portas, janelas, divisPortas, janelas, divisóórias, fachadas, grades erias, fachadas, grades ebalaustradas, corrimãos, revestimentos, estores e persianas, cabalaustradas, corrimãos, revestimentos, estores e persianas, caleiras, etc. leiras, etc.

--IndIndªª AutomAutomóóvelvel –– frisos, longarinas, aros, carrofrisos, longarinas, aros, carroççarias, apoios.arias, apoios.

-- IndIndªª CiclomCiclomóóvel vel –– aros de roda, guiadores, forquilhas.aros de roda, guiadores, forquilhas.

-- IndIndªª MobiliMobiliááriorio –– Bancadas e mBancadas e móóveis tveis téécnicos p/industria, mobilicnicos p/industria, mobiliáárioriogeral para cozinhas/escritgeral para cozinhas/escritóórios, vitrinas, roupeiros, cabinas de duche,rios, vitrinas, roupeiros, cabinas de duche,escadotes, andaimes.escadotes, andaimes.

-- IndIndªª FerragensFerragens -- Puxadores, dobradiPuxadores, dobradiçças, fechos, esquadrias, sinalas, fechos, esquadrias, sinaléética.tica.

-- IndIndªª ElectricasElectricas/Frio/Ventila/Frio/Ventilaççãoão –– Elementos de iluminaElementos de iluminaçção e ventilaão e ventilaçção,ão,tubagens, suportes, hastes, equipamentos de frio e calor, coletubagens, suportes, hastes, equipamentos de frio e calor, colectores solares.ctores solares.