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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.htm7/27/2019 Aula Sopro
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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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MOLDAGEM POR EXTRUSO-SOPRO
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.
MOLDAGEM POR EXTRUSO SOPRO
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MOLDAGEM POR EXTRUSO-SOPRO
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
MOLDAGEM POR EXTRUSO SOPRO
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MOLDAGEM POR EXTRUSO-SOPRO
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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MOLDAGEM POR EXTRUSO-SOPRO
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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PET