Introdução

Os moldes usados para moldar poliésteres reforçados com fibras de vidro podem ser feitos com diferentes materiais e técnicas de construção, dependendo das exigências dos processos e de aspectos econômicos. Os processos de prensagem ou injeção a quente, que trabalham com altas pressões e altas temperaturas, necessitam de moldes metálicos capazes de suportar essas condições sem deformar. Por outro lado, os moldes usados em processos a frio e que usam baixas pressões, não precisam ser caros e pesados como os metálicos.

Os moldes para processos a frio podem ser feitos de madeira, de gesso ou de poliéster reforçado com fibras de vidro, dependendo do tamanho, da geometria e do número de peças a ser extraído deles. Esses moldes podem ser abertos -para laminação manual ou a pistola -ou fechados, como os usados para RTM ou prensagem com vácuo.

Este trabalho trata apenas de moldes abertos construídos em poliéster reforçado com fibras de vidro eusados nos processos de laminação manual ou a pistola. Os moldes fechados usados para prensagem com vácuo ou RTM são tratados em outras publicações da Owens Corning. Os tópicos seguintes são abordados neste trabalho.

1 Regras de Projeto ..........................................................................................................4

2 Construção do Modelo ..................................................................................................5

3 Construção do Molde .................................................................................................. 11

4 Amaciamento do Molde................................................................................................19 Amaciamento do Molde................................................................................................19

Desmoldagem................................................................................................................21 5

6 Manutenção e Reforma de Moldes............................................................................. 22

7 Modificações em Moldes..............................................................................................24

8 Custos.............................................................................................................................26

3

1-1 FÁCIL ACESSO A TODOS OS PONTOS

Os processos de molde aberto são muito usados para laminar peças de grandes dimensões. Nesses casos o projetista deve levar em conta a necessidade do laminador acessar com facilidade todos os pontos da peça. Algumas peças muito grandes, como cascos de embarcações, podem exigir o uso de andaimes e de moldes basculantes para facilitar a aplicação e a roletagem dos materiais.

1-2 FÁCIL DESMOLDAGEM

A peça deve ser projetada para ser fácil de desmoldar. Em geral as peças feitas manualmente ou a pistola desmoldam com facilidade, devido ao encolhimento que acontece quando elas esfriam. Na maioria das vezes esse encolhimento separa a peça do molde e assim facilita a desmoldagem. Todavia, podem acontecer casos em que o encolhimento dificulta a desmoldagem, como por exemplo quando a peça encolhe fechando e apertando o molde. Isso depende da geometria da peça e o projetista deve saber evitar essas situações. Existem vários artifícios para facilitar a desmoldagem, porém o projetista deve conceber seu projeto de modo a minimizar essas ocorrências.

1-3 FORMAS COMPLEXAS

Peças de superfícies curvas, difíceis de ser feitas em metal, são fáceis de ser moldadas em Fiberglass. O projetista deve aproveitar ao máximo essa facilidade, não apenas para conceber peças de contorno chamativo e atraente, mas também para obter estruturas rígidas que dispensam ou minimizam o uso de nervuras. Superfícies planas e flexíveis devem ser evitadas. Em seu lugar o projeto deve incluir formas complexas, que têm melhor aparência e maior rigidez.

1-4 DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES

Ao contrário dos metais, o Fiberglass não é dúctil e não acomoda as tensões localizadas em pontos de descontinuidade geométrica. Os metais escoam e absorvem essas tensões como deformação permanente, porém o Fiberglass não tem essa capacidade e pode sofrer trincas nesses locais. Para minimizar esse problema, o projetista deve evitar variações bruscas na espessura e na geometria das peças. As mudanças de espessura devem ser feitas com caimento gradual, e os cantos devem ser engrossados para minimizar essas concentrações de tensões.

1-5 EMENDAS

De preferência as peças devem ser construídas inteiriças, sem emendas. Entretanto, por razões de montagem, transporte, manutenção ou outras, tais emendas podem ser inevitáveis. Nesses casos o projetista deve estar atento para posicionar de maneira correta essas emendas, para facilitar a montagem e o transporte, sem prejudicar os aspectos estéticos da peça.

2 CONSTRUÇÃO DO MODELO

Os processos de laminação por contato não necessitam de pressão e trabalham a temperatura ambiente. Isso permite o uso de moldes simples e de baixo custo, geralmente construídos em Fiberglass. Os moldes de Fiberglass são copiados de modelos feitos de argila, ou de gesso ou de madeira.

Geralmente é dito que a superfície do modelo deve reproduzir com fidelidade a geometria da peça. Isso, porém, pode não ser verdade. Se o modelo reproduzir fielmente os detalhes da peça, o molde copiado dele também reproduzirá, em negativo, esses detalhes. Porém, as peças 5

encolhem e deformam quando esfriam e por isso não reproduzem a geometria original. Assim, se o modelo estiver "correto", reproduzindo com precisão a geometria desejada, a peça provavelmente ficará deformada. Dai concluímos que peças de geometria "correta" somente podem ser obtidas de moldes "deformados". A deformação do molde deve ser igual e contrária à da peça. O problema está em conhecer a priori essa deformação, para que ela possa ser compensada no modelo e dai, por cópia, no molde. Este assunto será abordado mais adiante, quando falarmos de empenamento. No momento vamos descrever o processo de construção do modelo e do molde supondo que não exista o problema de empenamento.

Na maioria das vezes os modelos são feitos de madeira, ou de gesso ou ainda de argila. Em alguns casos eles podem ser construídos a partir de uma peça pré-existente, fazendo nela as modificações desejadas. As técnicas de construção de modelos pertencem a atividades desvinculadas da tecnologia do Fiberglass, e por isso não serão apresentadas de maneira abrangente ou profunda neste trabalho. Este trabalho trata das técnicas usadas para construir moldes. As técnicas de construção de modelos serão mencionadas de maneira superficial e apenas para modelos grandes, feitos em madeira.

2-1 ESTRUTURA DO MODELO

A estrutura dos modelos é construída em madeira compensada e serve três funções.

. Assegurar as dimensões críticas do projeto.

. Dar rigidez e manuseabilidade ao modelo.

. Servir de base para o entabuamento.

A localização das placas ou pranchas da estrutura depende da geometria do modelo e de suas dimensões críticas. E prática comum, principalmente na indústria naval, colocar placas transversais nas posições cujas dimensões são especificadas no desenho. Esse procedimento assegura a fidelidade dimensional nessas posições. As pranchas ou placas longitudinais são posicionadas da mesma maneira, ou conforme melhor aprouver ao modelista. As placas transversais e as longitudinais devem ser cortadas e montadas de modo a acompanhar o contorno desejado para a superfície do modelo.

2-2 ENTABUAMENTO DO MODELO

As tábuas são fixadas na estrutura para formar a superfície desejada. A escolha do material usado para entabuamento depende principalmente do contorno ou formato do modelo. Os modelos de curvaturas simples podem ser feitos com tábuas finas de madeira compensada, com uma borda côncava e a outra convexa, para facilitar o encaixe e reduzir as frestas nas juntas. As tábuas devem ser pregadas ou parafusadas nas pranchas da estrutura. 0 entabuamento deve ser feito com tábuas largas para minimizar o número de juntas.

Se a superfície for plana, o entabuamento pode ser feito com placas de fórmica.

As superfícies com curvas reversas e complexas são difíceis de modelar com tábuas e devem ser feitas com argila, gesso ou espuma rígida de poliuretano.

Ao terminar o entabuamento, a superfície do modelo fica bem delineada. As tábuas acompanham e reproduzem o formato desejado para a peça. Em seguida é feito o masseamento. 6

ABA DE CONTENÇÃO

Os modelos e os moldes para laminação a pistola devem ser construídos com uma aba ou flange acompanhando seu perímetro. Essa aba serve para coletar o "overspray" de material aplicado a pistola e impedir que ele caia no chão. No processo de laminação a pistola, "overspray" é o material (fibras e resina) que fica fora da linha de corte da peça. Para reduzir a emanação de estireno no local de trabalho, o overspray deve ser coletado e impedido de cair e espalhar no chão. A aba de contenção, medida a partir da linha de rebarbação, deve ter 20 cm de largura.

MASSEAMENTO

A superfície entabuada reproduz o formato da peça, mas não tem bom acabamento. O acabamento é feito masseando, lixando e polindo a superfície. O masseamento é feito para esconder as frestas e demais irregularidades de grandes dimensões. As frestas devem ser enchidas com massa plástica e em seguida lixadas com lixa #120. Depois de massear e lixar as frestas, todo o modelo é masseado, para nivelar a superfície e eliminar possíveis irregularidades. A superfície masseada é então acertada para contorno e lixada com lixa #120 em lixadeira orbital.

o masseamento, acerto de contorno e lixamento devem ser repetidos até a superfície ficar lisa, regular e acompanhar com exatidão o formato desejado. O pó de lixamento pode ser removido com estopa molhada em acetona.

o lado não acabado do modelo, isto é, o lado oposto à superfície acabada, deve ser coberto com uma demão de resina poliéster. Essa demão de resina evita que a madeira absorva umidade. e serve para manter inalteradas as dimensões do modelo. Os locais da peça onde serão colocados insertos ou onde serão feitas furações para fixação de outros componentes devem ser marcados sobre a superfície do modelo, para daí serem transferidos ao molde e dele às peças. Feito isso, a superfície está pronta para receber o acabamento final.

2-5 ACABAMENTO

As marcas de lixa e outras irregularidades superficiais podem ser eliminadas aplicando a pistola uma demão de gelcoat primer parafinado. Esse gelcoat primer deve ser lixado com lixa d'água progredindo de #200 a #600 e depois polido com massa de polir automóveis. Feito isso a superfície do modelo se apresenta lisa e brilhante e está pronta para receber o selador e em seguida o desmoldante.

Nota sobre massa plástica

A massa plástica pode ser feita "em casa", tomando como base a formulação seguinte;

7 partes3 partes 10 partes 0,5 partes variável variável

Poliéster rígido Poliéster flexível Talco Estearato de zinco Estireno Acelerador e catalisador

o masseamento e o acabamento aumentam as dimensões do modelo em 1 ou 1,5 mm. Isso deve ser levado em conta ao construir a estrutura de madeira. 7

2-6 SUPERFíCIE TEXTURIZADA

Superfícies texturizadas ou com acabamento colando nele materiais que tenham o padrão molde edele para as peças. A superfície texturiz comodescrito a seguir.

especial podem ser incorporadas no modelo desejado. Esse padrão é então transferido ao ada deve ser selada e coberta com desmoldante

2-7 SELADOR

o selador é aplicado na superfície polida para encher as micro-porosidades existentes nela. Essas micro-porosidades estão sempre presentes em gelcoats, mesmo naqueles formulados com agentes desaerantes e aplicados com múltiplas passagens da pistola para facilitar a desaeração. Nos gelcoats de moldes e de modelos, essas micro porosidades devem ser seladas para facilitar a desmoldagem. Veremos mais adiante que os seladores devem ser aplicados também nos moldes para dar a eles superfícies lisas e isentas de micro-porosidades.

2-8 DESMOLDANTE

o gelcoat primer, depois de lixado, polido e selado, deve ser coberto com material desmoldante. O melhor desmoldante para essa finalidade, que assegura desmoldagem sem dificuldades, é o álcool polivinílico. Infelizmente o álcool polivinílico não dá bom acabamento, liso e brilhante, como é desejado para a superfície de modelos. Por isso ele geralmente é complementado com uma demão de cera, aplicada e polida com suavidade. A cera dá ao modelo o acabamento liso e brilhante, enquanto o álcool polivinílico assegura a desmoldagem.

Assim terminamos a construção do modelo. Geralmente os modelos são construídos, usados para fazer alguns moldes, e depois deixados de lado para ser usados novamente no futuro. Para evitar deformações, os modelos de madeira devem ser guardados em lugar seco e nunca devem ser expostos ao sol. Em alguns casos pode ser conveniente fazer o modelo em Fiberglass que, ao contrário da madeira, não absorve umidade e por isso tem excelente estabilidade dimensional.

Nota sobre empenamento

o empenamento observado em peças de Fiberglass é causado pelo encolhimento dos laminados. Esse encolhimento tem três causas. A primeira é a perda de massa resultante da evaporação de estireno. A segunda é a redução de volume que acontece quando a resina cura. A terceira é o esfriamento dos laminados, que curam em altas temperaturas e em seguida esfriam até a temperatura ambiente.

o encolhimento pode ser minimizado de várias maneiras.

. Usando resinas de baixa reatividade. Essas resinas curam com pequena densidade de interligação e por isso encolhem menos que as de maior reatividade.

. Usando resina com baixo teor de estireno, ou com aditivos supressores de evaporação de e8tireno.

. Evitando altas temperaturas no processo. Os laminados curados em altas temperaturas encolhem mais que os que curam em temperaturas mais baixas.

Adicionando no laminado cargas com baixos coeficientes de dilatação térmica. . 8

Vamos mostrar como o encolhimento gera empenamento. Imediatamente após a resina ser aplicada, enquanto ainda no estado líquido e à temperatura ambiente, ela ocupa seu espaço no molde em estado livre de tensões. Ao curar ela encolhe e esquenta, sendo o encolhimento da cura contrariado pela dilatação devida ao incremento de temperatura. Podemos ter uma idéia quantitativa desses eventos contrários lembrando que as resinas de reatividade média tem um encolhimento linear de 2% quando curam, e uma expansão linear de até 1 ,2% devida ao incremento de temperatura.

Assim, o encolhimento linear devido à cura excede a dilatação térmica em aproximadamente 0,8%. Acontece, porém, que o encolhimento linear observado na prática é muito pequeno, bem menor que os 0,8% que poderíamos esperar como resultado dessa argumentação.

Por que o laminado não encolhe, quando deveria ter encolhido 0,8% ? Essa aparente anomalia pode ser explica da considerando que durante grande parte da cura a resina, apesar de gelatinizada, ainda mantém um alto grau de mobilidade molecular e é capaz de absorver esse encolhimento como deformação plástica. Isso, aliado ao fato do laminado curar confinado pelo molde, explica essa aparente discrepância.

Como a peça cura confinada pelo molde, ela é impedida de encolher lateralmente, sendo forçada a retrair na direção da espessura. Essa contração na espessura acontece enquanto a resina estiver em estado de semi-cura, capaz de aceitar deformações plásticas. A dilatação devida ao aquecimento e a maior parte do encolhimento de cura acontece nessa condição e se manifestam como variação de espessura e não como variação de largura ou de comprimento.

Fica claro então que o encolhimento devido à cura da resina e à evaporação do estireno tem influência pequena nas dimensões finais da peça, sendo absorvidos em sua maioria como redução de espessura.

Até aqui tudo bem, observamos que a cura avançou bastante, o laminado mostra estar rígido e o encolhimento devido à cura e à evaporação do estireno foi absorvido como redução de espessura. Nesse estágio do processo o laminado ainda está quente e, apesar do avançado estado de cura, ainda é capaz de sustentar pequenas deformações plásticas. Essas deformações plásticas, porém, se tornam cada vez mais lentas a medida que a cura prossegue.

Voltando nossa atenção para a peça, observamos que ela atinge o pico exotérmico e começa a esfriar. Ao esfriar o laminado estrutural pode encolher até 0,35%.. O gelcoat, que não tem fibras de vidro, pode encolher bem mais que isso, talvez 1,2%.

Lembrando que o laminado está confinado lateralmente pelo molde, uma parte desse encolhimento é dissipada como deformação plástica e o restante é acomodado como tensões residuais que geram empenamento. Quanto mais lento for o resfriamento e quanto mais tempo a peça ficar no molde, maior será a parcela de encolhimento absorvida como deformação plástica, menores serão as tensões residuais e menor será o empenamento. Isso explica porque as peças que curam no molde deformam menos que as que são desmoldadas prematuramente. O argumento que acabamos de apresentar é muito importante para explicar e evitar empenamentos. Para facilitar o entendimento vamos repetir que a maior parte do empenamento acontece quando a peça esfria e não quando a resina cura. Quando o esfriamento acontece, se a peça for construí da com laminado não simétrico, as camadas que encolhem mais (gelcoat) interagem com as que encolhem menos (Iaminado estrutural) e nesse processo causam empenamento. Tudo isso acontece com a resina ainda não totalmente curada e capaz de absorver parte da retração como redução de espessura e como deformação plástica. Porém, nem toda retração é acomodada assim e parte dela é transformada em tensões residuais que geram

9

empenamentos. Vemos então que os empenamentos acontecem quando laminados assimétricos esfriam. A influência do esfriamento no encolhimento pode ser confirmada notando que o desenho das fibras no gelcoat aparece com intensidade somente após a peça esfriar. Nas peças quentes, que ainda não encolheram, quase não se nota o desenho das fibras no gelcoat.

Apesar das resinas poliéster encolherem na cura, a maior parte desse encolhimento é acomodada como redução de espessura e tem pouca influência no empenamento e nas dimensões das peças. Os empenamentos acontecem quando laminados assimétricos esfriam. Portanto, para minimizar empenamentos em laminados assimétricos, devemos evitar altas exotermias na cura. Quanto menor for a temperatura de cura, menor será o empenamento. Os empenamentos podem ser minimizados usando baixos teores de catalisador e de aceleradol:; e evitando excessos localizados de resina, principalmente nos cantos das peças, onde o encolhimento fecha o ângulo e amplifica as deformações. E aconselhável deixar a peça esfriar no molde, para que o encolhimento seja parcialmente absorvido como deformações plásticas. As peças curadas no molde empenam menos que as desmoldadas antes da cura completa. É por isso que o problema de empenamento não é muito acentuado em cascos de embarcações, que ficam vários dias no molde, sendo mais grave em peças menores e de ciclo rápido, que são desmoldadas prematuramente.

Na grande maioria dos casos, os transformadores procuram obter alta produtividade ativando a resina para cura rápida e fazendo a desmoldagem antes da cura completa. Essa combinação de alta exotermia com desmoldagem prematura gera muito empenamento. Uma maneira de compensar os empenamentos resultantes dessa prática é construir moldes "deformados" com deformação negativa, isto é, contrária à esperada para a peça. Vamos ver como isso pode ser feito.

Primeiro construímos um modelo e um molde não deformados, reproduzindo fielmente a geometria desejada. Esse molde, construí do sem deformação, é usado para moldar uma peça, exatamente como a desejada, com as mesmas matérias primas, mesma espessura e mesma ativação para cura. Essa peça é então desmoldada e deixada para completar a cura fora do molde, exatamente como será feito em produção. Essa peça vai encolher e empenar como explicamos anteriormente.

Em seguida medimos e compensamos no molde a deformação observada. Isso pode ser feito aplicando massa plástica ou gelcoat primer sobre a peça até restaurar sua forma original. Em seguida a massa plástica é removida da peça e colocada sobre o modelo. Assim fazendo, estamos transferindo para o modelo o negativo da deformação real observada na peça. Esse modelo corrigido -deformado -é usado para construir um novo molde, o qual sai com deformações contrárias das que ocorrerão no processo. As peças extraídas desse molde, ao deformar, tomam a forma desejada. Dessa maneira é possível compensar no molde as deformações esperadas e assim eliminar o empenamento. Essa técnica é útil para compensar empenamentos de superfícies planas em peças de pequenas dimensões.

10

3 CONSTRUÇÃO DO MOLDE

Terminado o modelo, com ou sem a compensação para corrigir empenamentos, passamos ao molde. Assim como o modelo, o molde deve ser construído com esmero e paciência.

Os moldes para laminação manual ou a pistola servem duas funções:

Reproduzir com fidelidade os detalhes desejados para a peça. a)

b) Manter inalteradas suas dimensões, apesar das variações de temperatura e de umidade a que serão submetidos.

Além disso, os moldes devem também ter boa resistência a solventes, principalmente ao estireno, e suportar altas temperaturas sem deformar.. Os moldes metálicos atendem muito bem essas exigências mas são muito pesados e caros. Os feitos em madeira são leves e baratos, mas não tem boa estabilidade dimensional e tem vida curta.

Os moldes metálicos são pouco usados nos processos de laminação manual ou a pistola. Os de madeira encontram aplicação quando o número de peças a produzir for muito pequeno. Na grande maioria das vezes, os moldes para laminação manual ou a pistola são construídos em Fiberglass. Os moldes de Fiberglass são leves, de baixo custo, resistem relativamente bem ao ataque de estireno e tem estabilidade dimensional satisfatória.

Os moldes de Fiberglass são feitos com resinas e gelcoats especiais, que tem alta resistência ao ataque de solventes (estireno) e alta temperatura de termodistorção.

A superfície dos moldes de Fiberglass pode ser feita com metal eletrodepositado, para melhorar ainda mais a resistência ao ataque do estireno. Também a estabilidade dimensional desses moldes pode ser aumentada com nervuras metálicas. Dessa maneira é possível aliar a facilidade de fabricação do Fiberglass com a estabilidade dimensional e resistência a solventes dos metais. Vamos agora descrever a técnica convencional para construir moldes feitos em Fiberglass.

3-1 BICO DE AR

É melhor prevenir que remediar. Os moldes devem ter pelo menos um bico para entrada de ar comprimido, mesmo que sua geometria seja favorável à desmoldagem e à primeira vista isso não seja necessário. Os bicos são colocados nos locais mais favoráveis à desmoldagem, sobre o modelo, antes de aplicar o gelcoat.

3-2 GELCOAT

o gelcoat tem no molde a mesma função que ele tem nas peças de Fiberglass, isto é, prover uma superfície lisa e de alto brilho. Porém, o gelcoat de moldes deve satisfazer algumas exigências específicas, que geralmente não são importantes nos usados em peças. Entre essas exigências estão a necessidade de resistir ao ataque de estireno e ter alta estabilidade térmica. A resistência a estireno é necessária para que o molde mantenha a superfície lisa e brilhante por muito tempo, sem exigir polimentos frequentes. A alta estabilidade térmica é desejável para retardar o surgimento de ondulações superficiais oriundas de deformações provocadas por altas temperaturas.

Assim, a resina usada para fazer gelcoat de moldes deve ter alta reatividade e alto peso molecular.

1

As resinas poliéster isoftálicas de alta reatividade, bem como as viniléster Novolac, têm boa resistência a solventes e a altas temperaturas e são muito usadas para fazer gelcoats de moldes. Os gelcoats para moldes são comprados de fabricantes especializados, já preparados e prontos para uso.

o gelcoat deve ser aplicado com pistola, em duas camadas de cores contrastantes para permitir avaliação visual do desgaste do molde e facilitar a programação das paradas para manutenção. A primeira camada deve ter baixo teor de pigmento (para melhorar o brilho) e deve ser aplicada em duas demãos de 0,2 mm cada. Essas demãos devem ser aplicadas a pistola úmido-sobre- úmido, isto é, sem esperar pela cura da primeira para aplicar a segunda. A camada de 0,4 mm é aplicada em duas demãos finas de 0,2 mm para facilitar o escape de ar e assim reduzir a porosidade do gelcoat.

A figura mostra em corte as duas camadas de gelcoat usadas para fazer moldes. A camada inferior forma a superfície do molde e deve ser aplicada em duas demãos de 0,2 mm, úmido- sobre-úmido. A superior deve ser aplicada após a cura da inferio/:

A segunda camada é aplicada em uma demão, tem 0,2 mm de espessura, e deve ter alto teor de pigmento de cor contrastante com a do usado na primeira camada. Essa diferença entre cores serve para indicar o grau de desgaste do molde.

Os moldes sofrem desgaste quando são lavados com solventes, quando são lixados e quando são polidos para restaurar o acabamento superficial. O grau de desgaste pode ser avaliado visualmente pela intensidade das cores contrastantes. Esse controle permite programar a construção de moldes novos, ou o reparo dos existentes, sem maiores transtornos. A primeira camada de gelcoat, repetimos, deve ser aplicada em duas demãos, úmido-sobre- úmido, com apenas um pequeno intervalo entre elas, para permitir o escape de ar. A aplicação deve ser úmido-sobre-úmido para evitar que o estireno da segunda demão ataque o gelcoat da primeira, estando ele curado e tendo apenas 0,2 mm de espessura.

A segunda camada deve ser aplicada após a cura da primeira, para evitar escorrimentos resultantes de uma camada líquida com 0,6 mm de espessura.

o laminador deve se familiarizar com o gelcoat antes de aplicá-lo. Como o gelcoat de molde é diferente do usado rotineiramente em produção, ele pode exigir um enfoque ligeiramente diferente, e é bom que isso seja sabido antes de iniciar a aplicação. O operador deve fazer um laminado experimental sobre uma placa de vidro. Nessa placa são aplicados o gelcoat e em seguida 3 ou 4 camadas de manta com 450 g/m2 .O gelcoat pode ser aplicado no modelo se tudo correr bem com esse laminado experimental.

12

Nota sobre espessura de gelcoats

Os gelcoats aplicados a pistola perdem por evaporação uma quantidade apreciável de estireno. Um estudo recente publicado pela CFA -Composites Fabricators Association- afirma que em média 60% do estireno presente no gelcoat evapora quando a aplicação é feita a pistola. Considerando que o gelcoat tenha em média 40% de estireno, e tomando 60% de 40%, concluímos ser de aproximadamente 25% a perda de peso por evaporação. Assim, para compensar essa perda e obter as espessuras desejadas, é necessário aplicar uma quantidade de gelcoat 35% maior que aquela que permanece no molde.

3-3 ARREDONDAMENTO DOS CANTOS

Quando o gelcoat estiver curado, antes de iniciar a aplicação do laminado estrutural, os cantos vivos do modelo devem ser arredondados com massa feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia malha 40. Os cantos arredondados facilitam a laminação e minimizam as falhas entre o gelcoat e o laminado estrutural.

3-4 CHAPA DE REBARBAÇÃO

É desejável que o perímetro do molde acompanhe com precisão a linha de corte das peças. Isso deve ser assim para que as peças possam ser extraídas rebarbadas e com as dimensões desejadas, sem necessitar acertos posteriores. A rebarbação é feita passando faca ou espátula ao longo do perímetro do molde, antes da resina atingir um grau avançado de cura. O molde deve ser protegido contra danos causados pela faca ou espátula de rebarbação. Isso é feito embutindo nele uma chapa de aço inoxidável ao longo da linha de corte da peça. Essa chapa serve de guia para as facas e as espátulas.

o acerto final das bordas da peça (quando necessário) deve ser feito com lixadeira, após a desmoldagem. A chapa de rebarbação deve ser de aço inoxidável, que não oxida (como as de aço carbono), nem sofre desgaste acentuado com o uso (como as de alumínio).

13

Nota sobre a chapa de rebarbação

Nos moldes sem aba de contenção, a linha de corte coincide com a borda do molde e a chapa de rebarbação pode ser embutida no laminado. Nos moldes com aba de contenção, a linha de corte não coincide com a borda do molde e a chapa de rebarbação não pode ser embutida. Nesses casos, a chapa de rebarbação deve ser posicionada sobre o modelo, acompanhando a linha de corte, antes de aplicar o gelcoat e prosseguir com a construção do molde.

As figuras mostram as chapas de rebarbação embutidas nos moldes. As chapas de rebarbação servem para guiar as facas ou espátulas na remoção das rebarbas verdes (não curadas).

14

3-5 LAMINAÇÃO DO MOLDE

A primeira camada estrutural deve ser laminada entre 8 e 12 horas após a aplicação do gelcoat. Esse tempo de espera é suficiente para o gelcoat curar e não ondular quando receber o laminado estrutural. A resina usada para fazer moldes deve ter alto ponto de termodistorção para minimizar as deformações que acontecem com o uso. O laminado estrutural deve ser feito com a mesma resina usada para fazer o gelcoat. A laminação deve seguir a sequência seguinte:

. Primeiro é laminada uma camada de manta fina (225 g/m2), com alto teor de vidro. O teor de vidro deve ser alto para minimizar as ondulações e a marcação do desenho das fibras. Tecidos de malha fechada e com baixa gramagem podem ser usados como alternativa à manta de 225 g/m2 .Esses tecidos permitem obter altos teores de vidro, que é bom para minimizar ondulações. É importante que o tecido tenha malha bem fechada para que o desenho dele não seja transferido à superfície do molde.

. A segunda camada de manta, também com 225 g/m2, deve ser aplicada após a cura da primeira. E necessário esperar pela cura da primeira camada antes de aplicar a segunda, para evitar as altas exotermias e o encolhimento que acompanha o esfriamento. Essas duas camadas não podem ter falhas de laminação. As bolhas de ar que não puderem ser eliminadas na laminação devem ser cortadas e enchidas com massa feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia malha 40.

. o mesmo procedimento deve ser adotado para as camadas seguintes, até que a espessura final {mínimo de 6 mm) do molde seja atingida. Apenas as duas primeiras camadas de manta, que ficam próximas ao gelcoat, devem ter gramagem de 225 g/m2. As demais podem ser construídas com mantas de 450 g/m2 ou até mesmo com roving aplicado a pistola. É importante esperar pela cura da camada anterior antes de aplicar a seguinte, para evitar o encolhimento associado às altas exotermias.

Nota sobre o tempo de espera entre a laminação de camadas.

Ao abordar esse assunto temos que distinguir entre o tempo de espera para laminar sobre gelcoats e o tempo de espera para laminar sobre camadas estruturais. Vamos começar pelo gelcoat.

o tempo mínimo de espera entre a aplicação do gelcoat e a laminação da primeira camada estrutural deve ser igual ao chamado tempo de toque. O tempo de toque acontece quando o gelcoat estiver suficientemente curado para não marcar a ponta dos dedos ao ser tocado. Se a laminação for feita antes do tempo de toque, o estireno contido na resina pode atacar e enrugar o gelcoat. Quanto maior a espera após o tempo de toque, mais o gelcoat é capaz de resistir ao ataque do estireno e menor será o enrugamento e a ondulação.

Assim, para obter gelcoats lisos e sem ondulações, é melhor esperar um longo tempo antes de aplicar a primeira camada estrutural. Acontece, porém, que se essa espera for muito longa duas coisas ruins podem acontecet: Uma delas é que o laminado estrutural pode ter dificuldade para aderir ao gelcoat. A outra é que o gelcoat pode separar do molde antes da laminação da primeira camada estrutural. Esse último problema é conhecido como pré-desmoldagem ou desplacamento.

Portanto, temos uma janela de tempo para laminar sobre gelcoats. O tempo mínimo de espera é determinado pelo ponto de toque, para evitar enrugamento. O tempo máximo não fica bem definido, porém quanto mais longo ele for; menor será o ondulação da superfície e major será a probabilidade de desplacamento e de falta de aderência. Vamos arriscar uma quantificação desses tempos de espera. 15

Tempo mínimo de espera Tempo ótimo, admitindo pequenas ondulações Tempo sugerido para minimizar ondulações Tempo máximo de espera para evitar desplacamento

tempo de toque 1 a 2 horas 4 a 6 horas 24 horas

A tabela acima nos diz que a laminação da primeira camada estrutural pode ser iniciada imediatamente após ser atingido o tempo de toque, digamos 30 a 40 minutos depois de aplicar o gelcoat. Porém, se desejarmos uma superfície lisa e sem ondulações, é melhor esperar; umas 4 a 6 horas depois de aplicar o gelcoat. Se o tempo de espera passar de 24 horas o gelcoat pode apresentar problemas de desplacamento ou dificuldade de aderência ao laminado estrutural.

Para o laminado estrutural não existe a possibilidade de enrugamento e por isso não se fala em tempo de toque. A regra para laminados estruturais é aplicar imediatamente camada sobre camada, úmido-sobre-úmido, para ganhar produtividade. Isso, porém, deve ser feito com cautela para evitar as conseqiiências das altas exotermias, como empenamento da peça, desenho de fibras e ondulações do gelcoat. Para evitar esses problemas, os moldes devem ser feitos com longos tempos de espera entre a laminação das camadas.

POS-CURA

Sabemos que os moldes devem ter boa resistência a solventes e a altas temperaturas. Sabemos também que, para evitar altas exotermias, eles devem ser construídos de maneira lenta e gradual. Acontece que os laminados curados com baixa exotermia não tem boa resistência a solventes e a altas temperaturas. Para conciliar essa divergência, os moldes devem ser pós-curados. A pós-cura deve ser feita com o molde no modelo, aplicando incrementos graduais de temperatura. A pós-cura deve durar pelo menos 1 hora em temperatura 10°C acima do ponto de transição vítrea da resina. Depois de pós-curado, o molde deve ser resfriado lentamente. Depois de pós- curado, o molde pode ser estruturado.

ESTRUTURAÇÃO

Os moldes devem ter espessura maior que 6,0 mm. Muitas vezes essa espessura não é suficiente para dar a rigidez necessária. Se o molde for pequeno e tiver geometria complexa, talvez esses 6,0 mm sejam suficientes. Porém, os moldes de maior dimensão precisam ser enrijecidos com aumento da espessura ou com nervuração. As nervuras permitem fazer moldes leves, rígidos e de baixo custo. Elas são particularmente necessárias para fazer moldes de grandes dimensões, que sem elas seriam muito flexíveis ou muito pesados.

As nervuras podem ser construídas diretamente no molde, laminando camadas de Fiberglass sobre formas de espuma rígida de poliuretano, ou de papelão, ou de madeira. Essas formas devem acompanhar as curvaturas do molde e são colocadas sobre ele para dar forma às nervuras. É evidente que para uma mesma geometria as formas de madeira são mais rígidas que as de poliuretano ou de papelão, porém a madeira pode absorver umidade e prejudicar a estabilidade dimensional do molde.

As nervuras de Fiberglass laminadas diretamente sobre as formas tem forte tendência a marcar o gelcoat, o que é fácil de entender quando lembramos que elas ao curar encolhem e repuxam o molde. Esse repuxo marca o gelcoat e pode ser minimizado aumentando a espessura do molde e laminando as nervuras de maneira lenta e gradual.

16

Os moldes podem também ser estruturados com nervuras pré-moldadas feitas de aço ou de Fiberglass. As nervuras de aço são feitas com perfís retangulares soldados de modo a acompanhar as curvaturas do molde. A soldagem pode ser feita com os perfis sobre o molde, posicionados para acompanhar as curvaturas da superfície. Para evitar distorções, a soldagem deve ser feita antes de colar os perfis no molde.

Mostra a massa de forração usada entre as nervuras de aço e o laminado do molde. Essa massa pode ser feita com 4 partes de areia e uma de resina, ou com material elastomérico (borracha).

As nervuras pré-moldadas de aço são feitas soldando barras retangulares que acompanham as curvaturas do molde. Essas nervuras são ajustadas ao molde usando como forro uma massa de baixo encolhimento feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia malha 40. O ajuste é feito interpondo essa massa entre o molde e a nervura e em seguida comprimindo manualmente um contra o outro para expulsar o excesso. O excesso de massa, expulso na compressão, deve ser removido antes de curar. Essa massa deve ser aplicada em grande quantidade para assegurar contato integral e uniforme da nervura com a superfície do molde. Como essa massa tem baixo encolhimento, ela praticamente não marca o gelcoat. A fixação final das nervuras é feita com tiras de manta de 225 g/m2.

As nervuras pré-moldadas em Fiberglass são ajustadas e fixadas da mesma maneira.

A seguir apresentamos as regras para nervurar moldes,

. A largura, a altura e a distância das nervuras devem ser determinados em função das dimensões e da geometria do molde. Por exemplo, moldes de grandes dimensões exigem nervuras maiores que moldes de pequenas dimensões. Moldes de curvatura pouco acentuada exigem nervuras mais próximas que os de grande curvatura. As áreas de contato das nervuras com os moldes devem ser as mais largas possíveis, para minimizar marcações no gelcoat.

. As nervuras laminadas diretamente no molde devem ser aplicadas após a cura plena do laminado estrutural. A resina usada para laminar as nervuras deve ser catalisada e acelerada para cura lenta, com o objetivo de reduzir a exotermia e o encolhimento associado a ela. As camadas que compõem as nervuras devem ser laminadas esperando pela cura da anterior antes de aplicar a seguinte.

17

. As nervuras pré-moldadas marcam menos o gelcoat que as laminadas diretamente sobre o molde.

. Áreas extensas e planas podem ser enrijecidas com placas de espuma rígida de poliuretano cobertas com uma camada de manta com 450 g/m2. A espuma de poliuretano deve ser colocada após a construção dos 6 mm do laminado estrutural e deve ser totalmente coberta (sanduichada) pela camada de Fiberglass. As placas de espuma devem ser aplicadas sobre resina líquida, antes dela curar. Isso quer dizer que elas não podem ser colocadas diretamente sobre o molde, sem antes aplicar nele uma demão de resina com areia para prover uma base líquida para aderência. As placas devem ser envolvidas por uma camada de manta com 450 g/m2 ou o equivalente em roving picado e devem ter as bordas chanfradas para evitar transições bruscas de espessura.

Nota sobre marcação de gelcoats

As nervuras desenham no gelcoat de duas maneiras. A primeira explica as marcações que surgem a longo prazo, com o uso prolongado do molde. A segunda esta associada aos desenhos que aparecem a curto prazo, imediatamente após a construção do molde.

Vamos começar tratando das marcações que aparecem a longo prazo. Essas acontecem porque os moldes esquentam com a exotermia gerada na cura, mas são impedidos de deformar pelas nervuras. Se as nervuras tiverem grande rigidez (desejável para restringir as deformações) e pequenas áreas de contato com o molde (como acontece com as nervuras de aço), elas podem gerar grandes tensões nele, tensões essas que com o uso causam deformações permanentes que se manifestam como desenho no gelcoat. Esse tipo de marcação acontece com qualquer nervura, seja ela laminada diretamente no molde ou pré-moldada e depois colada nele. As marcações de curto prazo, por sua vez, acontecem apenas com as nervuras construí das diretamente no molde, que repuxam o gelcoat ao curar.

Nos dois casos as marcações são provocadas por tensões exercidas no molde pelas nervuras. Essas marcações podem ser minimizados com nervuras de base larga, construí das ou coladas sobre moldes de grande espessura. Quanto mais espesso for o laminado do molde e quanto mais larga for a base das nervuras, menor será essa marcação.

3-8 SUPORTAÇÃO

Os moldes de grandes dimensões devem ser suportados por estruturas construídas com tubos de aço soldados. Essas estruturas servem para facilitar a movimentação do molde e devem ser fixadas a ele em pontos isolados, com tiras de manta, interpondo nesses locais uma placa de aço ou de Fiberglass, para evitar concentrações de tensão.

Terminada a fixação da estrutura de suportação, o molde pode ser separado do modelo. O suporte tubular que acabamos de descrever pode ser soldado a um eixo de aço, que por sua vez pode ser apoiado em cavaletes para que o molde possa ser basculado. Como opção, o suporte tubular pode ser fixado a rodas para permitir a movimentação do molde.

18

3-9 3-9 ACABAMENTO ACABAMENTO

O acabamento do molde pode ser iniciado logo que ele for separado do modelo. O acabamento é feito lavando, lixando e polindo a superfície, para realçar a qualidade lisa e brilhante a ser transferida às peças. A lavagem é feita com água, para remover da superfície os resíduos do filme de álcool polivinílico. Em seguida a superfície é lixada com lixa d'água progressivamente fina, como por exemplo com lixas #400, #500 e #600.

Depois de lixados os moldes devem ser polidos com boina de lã e pasta de polir automóveis.

3-10 SELAGEM

Da mesma maneira que os modelos, os moldes também devem ser selados para tapar os poros superficiais e facilitar a desmoldagem. Existem no mercado vários seladores para essa finalidade.

Está pronto o molde. Para facilitar o entendimento das várias fases de construção, elas estão resumidas natabela 2.

Nota sobre o laminado estrutural de moldes

Para ter um mínimo de rigidez e resistência à marcação pelo desenho das nervuras, os moldes devem ter pelo menos 6,0 mm de espessura. É claro que quanto maior for essa espessura, maior será a rigidez e menor será a marcação. A conveniência de construir moldes com espessura maior que 6,0 mm é decidida por critérios econômicos, levando em conta o número total de peças que se espera sejam extraídas deles. A espessura é incrementada aumentando o número de camadas de manta ou de roving picado.

Nota sobre molde de baixo custo

Existe uma opção simples para fazer moldes de grandes espessuras e de baixo custo, que pode ser considerada como alternativa ao uso de múltiplas camadas de manta ou de roving picado. Essa opção consiste simplesmente em construir o laminado estrutural do molde a pistola, com 55% de areia, 10% de roving picado e 35% de resina. Laminados com essa composição tem baixo encolhimento e praticamente não marcam o gelcoat com desenho de fibras ou ondulações. Além disso, eles tem baixo custo e podem ser construí dos com grandes espessuras sem onerar o molde.

4 AMACIAMENTO DE MOLDES

o gelcoat de moldes novos ou recondicionados tem muitas micro-irregularidades e micro- porosidades que dificultam a desmoldagem. Com o uso essas micro-falhas têm sua influência reduzida por desgaste ou por acúmulo de cera, o que explica a maior facilidade de desmoldagem encontrada em moldes usados e amaciados. Para facilitar as primeiras desmoldagens os moldes novos ou recondicionados devem ser tratados com seladores e usar álcool polivinílico. A desmoldagem fica assegurada pelo filme continuo de álcool polivinílico. O amaciamento de moldes novos ou recondicionados deve ser feito pelo procedimento seguinte.

19

. Aplique selador no molde.

. Aplique cinco demãos de cera desmoldante, polindo cada demão após a evaporação dos solventes. As demãos devem ser aplicadas em intervalos de 2 a 3 horas, para dar aos solventes tempo para evaporar.

. Aplique uma demão de álcool polivinílico. O álcool cobre a cera e forma filme sobre ela, o que assegura a desmoldagem.

. Lamine uma peça

. Repita cinco vezes os passos anteriores, isto é, lamine cinco peças aplicando cera e álcool entre as laminações, conforme descrito.

A partir desse ponto (cinco peças desmoldadas) o álcool polivinílico pode ser dispensado..

. Para as dez peças seguintes, encere o molde após cada desmoldagem.

. A partir daí (quinze peças desmoldadas), o enceramento deve ser feito após laminar 5, 10 ou 15 peças, dependendo da geometria da peça, da cera usada e da técnica de laminação.

Nota sobre desmoldantes

Notar que recomendamos apenas uma demão de álcool polivinílico, contra cinco de cera. A aplicação de cinco demãos de cera parece excessiva. Por que não três? Ou talvez apenas uma, visto que uma camada monomolecular de desmoldante é suficiente para a desmoldagem. Ademais, medições feitas em moldes encerados com múltiplas demãos não indicaram aumento da espessura da camada de cera com o incremento do número de demãos. Em verdade uma demão de cera dá camada com espessura pràticamente igual à de várias demãos, sendo realmente suficiente para a desmoldagem. Acontece, entretanto, que a aplicação de apenas uma demão de cera pode deixar pontos sem cobertura na superfície do molde ou modelo. As cinco demãos de cera servem para assegurar a cobertura total da superfície, e não têm por objetivo incrementar a espessura da camada de cera. Acreditamos que, com cinco demãos, nenhum ponto fique sem cobertura.

o álcool polivinílico difere da cera em um ponto importante. A cera não forma filme sobre a superfície do modelo, enquanto o álcool forma um filme continuo, sem deixar pontos descobertos. E por isso que uma demão de álcool é suficiente para assegurar a desmoldagem.

Um detalhe interessante é a ordem ou seqilência de aplicação desses desmoldantes, quando eles são aplicados juntos. A cera deve ser aplicada sobre o álcool quando for desejado obter bom acabamento na superfície moldada, como por exemplo ao laminar moldes sobre modelos. Essa aplicação pode ser feita sem problemas, desde que seja tomado cuidado no polimento da cera, para não romper o filme de álcool. A seqilência inversa, isto é, álcool sobre cera, acontece quando é desejado amaciar moldes. Nesse caso existe um problema de incompatibilidade entre a cera (não polar) e o álcool (altamente polar) que pode se manifestar como retração do álcool, que forma gotas ao invés de espalhar sobre o molde. Esse problema pode ser evitado usando uma solução altamente concentrada de álcool e fazendo a aplicação a pistola, em duas demãos. A primeira demão deve ser bem fina (névoa) e serve de base para a segunda, mais grossa.

20

A cera e o álcool polivinílico são desmoldantes clássicos, não-permanentes e que devem ser reaplicados com freqiiência. O filme de álcool é destruí do na desmoldagem e deve ser reaplicado todas as vezes que for feita uma nova laminação. A cera não forma filme sobre o molde, mas sua espessura é gradualmente reduzida quando parte dela transfere para a peça na desmoldagem. Vemos então que o álcool polivinílico não tem permanência e deve ser reaplicado todas as vezes que for feita uma nova laminação. A cera tem permanência um pouco maiol; permitindo fazer várias desmoldagens com uma aplicação.

Além da cera e do álcool, existe também no mercado um novo tipo de desmoldante, conhecido como polimérico ou semi-permanente. Esse desmoldante adere ao molde, não transfere à peça e não sofre desgaste acentuado com o uso. Esse novo produto permite um grande número de desmoldagens sem reaplicação e ao contrário da cera não contamina a superfície das peças nem forma no molde aquela detestável crosta ou casca que precisa ser eliminada por lixamento. Os desmoldantes semi-permanentes dispensam as aplicações frequentes, reduzem os custos de limpeza e manutenção dos moldes e também facilitam a preparação das peças a ser pintadas.

5 DESMOLDAGEM

A desmoldagem é feita sem grandes dificuldades. Algumas peças de geometria complexa e com pequenos ângulos de saída podem exigir um pouco mais de atenção. Nesses casos, as sugestões seguintes pode ser úteis para facilitar a desmoldagem.

. o álcool polivinílico é praticamente infalível como desmoldante.

. Depois de polida, a cera não deve ser tacada. Os moldes encerados devem ser protegidos contra contaminação acidental. Os locais tocados pelo laminador devem ser novamente encerados.

. Os locais de difícil desmoldagem podem exigir a aplicação de camadas adicionais de cera.

. A desmoldagem pode ser facilitada laminando na peça alças para puxamento. Essas alças são usadas para puxar a peça para fora do molde.

. o molde deve ser construído com bicos para ar comprimido. O orifício para entrada de ar deve ser coberto com fita adesiva antes de aplicar o gelcoat.

. Em casos extremos o molde pode ser construído com macacos hidráulicos para empurrar a peça para fora.. Nesse caso a fresta entre a placa do macaco e o molde deve ser coberta com fita adesiva para evitar penetração de gelcoat.

. A desmoldagem é facilitada inserindo cunhas de madeira ou polietileno entre a peça e o molde

. Em situações de emergência, a peça pode ser martelada com martelo de borracha. Isso deve ser feito com cuidado para não trincar o gelcoat do molde.

. A cavidade da peça ou do molde pode ser esfriada com gelo ou com gás carbônico. O esfriamento faz com que a peça ou o molde encolha, facilitando a desmoldagem. O esfriamento pode ser feito na peça (molde fêmea), ou no molde (molde macho).

21

6 MANUTENÇÃO E REFORMA DE MOLDES

Quantas peças podem ser extraídas de um molde? .A resposta a essa pergunta depende do conhecimento da maneira como ele é usado e mantido, da qualidade desejada para as peças, dos materiais e da técnica de construção.

Para exemplificar, podemos dizer que os moldes de madeira tem vida muito curta, durando talvez umas 30 a 40 desmoJdagens, enquanto os de aço podem ter vida praticamente infinita. Os moldes feitos em Fiberglass podem durar de 500 a 1500 peças. Para finalidade de planejamento e estimação de custos, é usual admitir que os moldes de Fiberglass sejam substituídos após 500 peças.

Os moldes de Fiberglass envelhecem de três maneiras. Na primeira o gelcoat sofre desgaste devido ao lixamento e polimento. Na segunda o molde deforma com o uso e marca o gelcoat com o desenho das nervuras. Na terceira o gelcoat sofre trincas ou rachaduras devido a impactos ou outros tipos de abuso. Vamos descrever cada um desses tipos de desgaste.

o desgaste por lixamento e polimento acontece com grande intensidade quando cera é usada como desmoldante. O estireno do gelcoat dissolve parcialmente a cera e ataca a superfície do molde, causando perda de brilho. Além desse efeito direto, o estireno forma uma crosta de cera e poliestireno, que tafubém causa perda de brilho. Assim, os moldes perdem a superfície brilhante original e se tornam progressivamente foscos. O brilho pode ser restaurado lixando e polindo o gelcoat.

o lixamento deve ser feito com lixa fina e usando limpadores de molde cuja principal função é solubilizar a cera sem atacar o gelcoat. A seguir é feito o polimento com massa de polir. O lixamento seguido de polimento restaura o brilho original, mas desgasta o gelcoat. Para evitar lixamentos frequentes, o laminador deve usar ceras de baixa solubilidade em estireno e ativar o gelcoat (da peça) para cura rápida. Os gelcoats ativados para cura lenta deixam estireno líquido em contato com o molde por um período muito grande, dando a ele tempo de causar os estragos descritos. As ceras de baixo ponto de fusão devem ser evitadas porque são muito solúveis em estireno e dão pouca proteção ao molde.

o momento de fazer a restauração é determinado observando o brilho do molde e das peças moldadas. Quando for decidido que o fosqueamento é inaceitável, então é chegado o momento de fazer a limpeza .

A marcação do gelcoat acontece devido ao aquecimento do molde. O molde quente é impedido de deformar pela alta rigidez das nervuras. Nesse processo, o laminado sofre pequenas deformações permanentes e cumulativas, conhecidas como deformações plásticas, que marcam o gelcoat com o desenho das nervuras. Esse desenho é objetável porque é copiado nas peças. Esse problema pode ser minimizado usando moldes de grande espessura, ou construindo o molde com resinas de alta temperatura de termodistorção.

As trincas e as rachaduras acontecem devido a impactos no molde. A solução para esses problemas é, obviamente, manusear o molde de modo cuidadoso para evitar a ocorrência de impactos e de grandes deformações.

Os moldes podem ser reformados substituindo o gelcoat trincado ou marcado ou gasto por outro novo. 0 gelcoat a ser substituído deve ser removido com lixadeira ou broca nos locais afetados ou, se necessário, em toda a superfície do molde.

22

Tabela 2 Fases de construção de moldes

Modelo de gesso, de argila ou de madeira, ou construí do a partir de modificações em peça existente. Os modelos de peças pequenas e que serão feitas com rápido ciclo de moldagem, podem ser modificados para compensar eventuais empenamentos em superlícies planas. O modelo deve ter bom acabamento e ter marcas para localizar os pontos de furação ou outros pontos de referência importantes da peça.

2. Desmoldante, geralmente uma camada de álcool polivinílico seguida de 1 demão de cera.

3. Gelcoat com 0,6 mm de espessura, aplicado em 2 camadas de cores contrastantes. A primeira camada deve ter baixo teor de pigmentos e ser aplicada em duas demãos sucessivas, úmido sobre úmido, de 0,2 mm cada. A segunda camada, aplicada em uma demão, deve ser rica em pigmentos e ter espessura de 0,2 mm. Espere curar 12 horas.

4. Manta fina (225 g/m2 ) com alto teor de vidro. A manta fina facilita a remoção de ar e minimiza o desenvolvimento de calor nessa camada crítica. Espere curar 12 horas.

5. Manta fina com 225 g/m2, como no item 4. Espere curar 12 horas.

6. Manta com 450 g/m2, com alto teor de vidro. Espere esfriar.

7. Manta com 450 g/m2 , como no item 6.

8. Manta com 450 g/m2, como no item 6.

9. Manta com 450 g/m2, como no item 6.

Manta com 450 g/m2, como no item 6. Com essa manta o laminado estrutural do molde tem a espessura mínima recomendada, de 6 mm. Porém para minimizar marcações no gelcoat e prolongar a vida do molde, podem ser usadas espessuras maiores. O incremento de espessura pode ser feito com mantas ou com roving picado.

10.

11. Pós-cura com aquecimento e resfriamento lento e gradual. A pós-cura deve ser feita com o molde no modelo e antes de colocar as nervuras.

12. Nervuras pré-moldadas de aço, ou de Fiberglass, fixadas ao molde com uma manta de 450 g/ m2 .Para que essas nervuras tenham contato pleno e uniforme com o molde, elas devem ser espremidas sobre uma forração de massa feita com 4 partes de areia e 1 parte de resina. A forração de massa fica entre o molde e as nervuras. Como opção, as nervuras podem ser laminadas diretamente no molde sobre formas de papelão ou de espuma rígida de poliuretano.

Suporte com perfis tubulares de aço, soldados e fixados ao molde com tiras de manta em pontos isolados.Fixação desse suporte a cavaletes com ou sem rodas para movimentação do molde.

13.

Desmoldagem, isto é, separação entre o molde e o modelo. 14.

15. Lixamento com lixa fina.

16. Polimento.

Selagem para tapar poros e preparar a superfície para o desmoldante. 17. 23

Um novo gelcoat é então aplicado para substituir o antigo. Se a aplicação for feita em pontos discretos, as áreas adjacentes devem ser cobertas com máscara de papel. Restaurada a superfície do molde, ele assume mais uma vez a condição de novo. O novo gelcoat é aplicado como descrito a seguir.

. Aplique uma demão de 0,3mm, com alto teor de pigmento. Espere pela cura plena dessa camada antes de prosseguir com a seguinte. A espessura de 0.3 mm é necessária para resistir, sem enrugar, o ataque do estireno da camada seguinte.

. A camada seguinte, com 0,5 mm de espessura, deve ser aplicada em duas demãos. O getcoat dessa camada deve ter baixo teor de pigmento e ter cor nitidamente contrastante com a da camada anterior. A aplicação em duas demãos facilita a remoção de ar e minimiza a incidência de porosidade. A espessura final das duas camadas, 0,8 mm, é superior aos 0,6 mm recomedados para moldes. Esse excesso é necessário para compensar o desgaste resultante do lixamento que virá a seguir.

Aplique uma demão de resina parafinada, para facilitar o lixamento..

. Após a cura da resina parafinada, o gelcoat deve ser lixado, com lixadeira orbital, começando com lixa grossa e terminando com lixa fina. O lixamento deve prosseguir até ocorrer o nivelamento do gelcoat novo com o original.

Para finalizar, o gelcoat é polido com boina de lã e massa de polir..

Esse expediente de reforma propicia economias substanciais, principalmente em moldes de grandes dimensões, que com pequenos custos adicionais podem ter suas vidas duplicadas.

MODIFICAÇÕES NO MOLDE 7

Os moldes de Fiberglass podem ser modificados com facilidade. Essas modificações podem ser feitas como descrito em seguida.

Lamine no molde velho, a ser modificado, uma peça catalisada e acelerada para cura lenta. A cura lenta e para obter uma peça o mais livre possível de empenamento.

2 Essa peça, ainda no molde, é estruturada com espuma rígida de poliuretano, sanduichada com fibras de vidro para ter alta rigidez e estabilidade dimensional.

3. A peça assim enrijecida é extraída do molde e posicionada sobre cavaletes de modo que sua superfície acabada fique para cima, para facilitar os trabalhos subsequentes.

4. As modificações desejadas são feitas na peça, cortando ou acrescentando nela o que for desejado. Partes da peça original podem ser cortadas e substituídas por outras construídas em gesso ou em madeira, conforme o novo desenho desejado, ou então são feitas adições de nervuras e modificações de dimensões, simplesmente posicionando postiços nos locais que serão modificados.

5. As áreas modificadas devem ter acabamento superficial esmerado.

Após lixadas e polidas, as novas superfícies devem ser enceradas com 5 de mãos de cera. 6.

24

7. Está pronta a peça que servirá para fazer as modificações no molde. O passo seguinte é cortar e descartar as partes do molde que serão modificadas. O perímetro cortado deve ser chanfrado com inclinação de 10: 1

8. o molde, já cortado e com o perímetro chanfrado, é posicionado sobre a peça. Feito isso, ele é apertado contra a peça por meio de parafusos, para ficar perfeitamente adaptado a ela.

9. A superfície do molde ao redor do perímetro chanfrado é coberta com jornal fixado com fita crepe.

10. A superfície modificada da peça, que agora substituí a parte cortada do molde, é coberta com álcool polivinílico.

11 A superfície da peça já tinha sido coberta com 5 demãos de cera. A fita crepe deve ser removida logo após a aplicação do álcool, antes que ele seque, para que ela não arraste o filme ao ser removida.

12. A área do molde adjacente ao perímetro chanfrado é mais uma vez isolada com fita crepe e jornal, agora para aplicar o gelcoat. A fita e o jornal devem ser removidos antes do gelcoat gelatinizar.

Em seguida é feita a reconstrução das partes do molde que foram cortadas e descartadas, dessa vez laminando sobre o perímetro chanfrado e as áreas adjacentes, com a mesma sequência de camadas do molde original, de forma lenta e gradual, como sabemos, para evitar distorções e desenho de fibras no gelcoat.

13.

Feito isso, são reconstruídas as partes das nervuras que foram cortadas nesse processo de modificação.14.

Terminada a cura das nervuras, os parafusos são removidos e o molde é separado da peça que serviu de modelo.

15.

Alguns laminadores preferem fazer as modificações diretamente nos moldes, construindo as novas formas em madeira ou em gesso sobre eles, nos locais onde foram cortados. Esse procedimento pode levar a erros e omissões porque, como o molde é o negativo da peça, fica difícil visualizar as modificações. É mais prudente fazer as correções na peça para depois reproduzi-las no molde. Fazendo assim podemos observar, sem erros, o resultado das modificações feitas.

25

8 CUSTOS

Nesta seção vamos falar sobre a contribuição dos moldes na formação do custo das peças. Essa contribuição depende do custo próprio do molde e também do número de peças extraídas dele.

Começando pelo custo próprio, temos que reconhecer a dificuldade em generalizar a respeito de um tema que admite muitas opções de materiais e técnicas de construção. Sabemos que esse custo pode variar muito, em função do tamanho, dos materiais usados e da técnica de construção adotada. Moldes pequenos, simples e que podem ser laminados sobre peças existentes, custam muito menos que moldes grandes e complexos, que exigem a construção de modelos e demandam estruturação sofisticada.

Da mesma maneira a vida útil de um molde, definida como o total de peças extraídas dele, também varia muito, dependendo de contingências de mercado e do número máximo de peças possível de ser laminado nele. Esse número máximo possível, que define a vida máxima do molde, é difícil de ser precisado porque depende de variáveis de processo, dos materiais usados, da espessura estrutural, etc, como vimos nas páginas anteriores.

Mas como nossa intenção não é frustrar o leitor com generalidades, vamos arriscar um palpite e dar valores ao custo próprio e à vida máxima esperada para moldes de Fiberglass construídos conforme a técnica aqui apresentada

o custo de um molde feito como descrito neste trabalho, incluindo a construção do modelo, deve corresponder a aproximadamente 25 vezes o custo de cada peça laminada nele. Um molde assim deve servir para moldar muitas peças antes de ser reformado, mas vamos supor que após a moldagem de 500 peças ele seja descartado. Assim, se esse molde for usado 500 vezes, a incidência do custo dele, por peça, será

25

100

25

500 x 100 = aprox. 5% do custo da peça

Se o mercado determinar que serão laminadas apenas 100 peças, ao invés de 500, o mesmo cálculo anterior indica que o molde incrementa em 25% o custo da peça.

x 100 = aprox 25% do custo da peça

Devemos ficar atentos para situações como essa. Os moldes podem ter influência marcante no custo das peças. Se a demanda de peças for pequena é melhor fazer moldes baratos, de madeira. Se for grande, talvez seja mais interessante fazer moldes de Fiberglass com 10 mm ou até 15 mm de espessura. Esses moldes são mais caros que os de 6 mm, mas tem vida mais longa.

Rio Claro, 13 de Junho de 1999. 26

®

Pub MA 01.08..1999 Brasil, Agosto 1999, Copyright © 1999 Owens Corning Fiberglass A.S. Ltda.

OWENS CORNING AV. BRASIL, 2567 DISTRITO INDUSTRIAL 13505-600 RIO CLARO SP TEL 0800 707 3312 FAX 19 3527 3105