Treinamento de processos operadores revisado

1 Security Classification

Processamento

de

Termoplásticos

de

Engenharia

Teorema dos Polímeros

Preparado por : Jucerlei Moreira Lima



POLÍMEROS

FAMÍLIA DOS POLÍMEROS

NATURAIS SINTÉTICOS

PROTEÍNAS GOMAS POLISSACARIDEOS PLÁSTICOS FIBRAS ELASTÔMEROS




POLÍMEROS SINTÉTICOS




Polímeros: São compostos químicos formados

por muitos monômeros (moléculas pequenas)

que formam longas cadeias contendo unidades

estruturais repetidas.




Monômero : È uma pequena molécula que

pode se ligar em outros monômeros, formando

uma molécula maior denominada Polímeros.

Mono : Palavra que veio do grego, e que

significa ´´Um``.

Mero : Significa ´´Parte``




CLASSIFICAÇÃO DOS POLIMEROS

Classificação quanto ao tipo de estrutura química

Existem três classificações dos polímeros em função de sua estrutura química: Homopolímeros: É o polímero constituído por apenas um tipo de unidade estrutural

repetida.

Ex: Polietileno, Poliestireno e Poliacrilonitrila.

Se considerarmos A como mero presente em um homopolímero, sua estrutura será:

~A-A-A-A-A-A-A-A-A~

Copolímeros – É o polímero formado por dois ou mais tipos de meros.

Supondo que A e B sejam os meros de um copolímero, podemos subdividir os copolímeros em::

Copolímero alternado – A polimerização de dois monômeros que dá um polímero com o padrão

alternado é chamado :

~A-B-A-B-A-B-A-B-A~

OU

OU




Copolímero aleatório - Polimerização com uma sequência de meros estão que dispostos

de forma desordenada na cadeia do polímero.

~A-B-A-A-B-A-B-B-B-A-B-A-A~

Copolímero em bloco - A polimerização alterna entre blocos do primeiro monômero e do segundo

monômero (por sequências de meros iguais) de comprimentos variáveis.

~A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B~

Copolímero grafitizado (enxertado) - Um copolímero grafitizado é o resultado de

combinar um polímero sobre outro. A cadeia principal é formada por um tipo de unidade

repetida, enquanto o outro mero forma a cadeia lateral (enxertada).

~A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A

B

B

B

B

B

B

B

B

B




MACROMOLÉCULA

ESTRUTURA NO ESTADO SÓLIDO

Plásticos Amorfo: São aqueles que possuem uma estrutura tipicamente desordenada.

São materiais frágeis, que podem se deformar facilmente. Tensões internas podem causar

ruptura repentinas, mesmo sem a aplicação de forças externas.

Propriedades típicas: - Estabilidade dimensional; baixa contração de moldagem; ótima

resistência a fluência (fadiga )

Ex.: ABS, PS, PC, PMMA, SAN

Aplicações: Telefones, decoração de interior de carros, proteções transparentes coberturas e

janelas, instrumentos, utensílios.

As moléculas estão orientadas aleatoriamente e estão entrelaçadas lembram um prato

de espaguete cozido.

Os polímeros amorfos são, geralmente, transparentes.




MACROMOLÉCULA

ESTRUTURA NO ESTADO SÓLIDO

Plásticos Cristalino: São aqueles que possuem em sua estrutura muitas regiões

ordenadas.

Reagem de maneira elástica a aplicação de forças ou cargas, retorna a condição original se

a força aplicada não exceder a um determinado valor.

• As moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regiões.

• Como pode ser esperado, este comportamento é mais comum polímeros lineares, devido

a sua estrutura regular.

• Devido às fortes interações intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros

e resistentes;

• Como as regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são opacos.

Propriedades típicas: - Ótima resistência química; contração de moldagem alta; pós-

contração de moldagem( absorção de umidade, deformação, empenamento etc.); menor

viscosidade no estado fundido.

Ex.: PA, PP,PE, POM,PBT, PPA,

Aplicações: tanques de combustível, Jarros de leite e outros recipientes de fluidos,

engrenagens, componentes de maquinas. Preparado por : Jucerlei Moreira Lima



AMORFO

• Cadeias emaranhadas

• Baixa Resistência Química

• Moderada resistência ao Calor

• Resistência ao Impacto

• Baixa contração

• Ampla faixa de Amolecimento

CRISTALINO (semi)

• Resistência Química

• Resistência ao Calor

• Sensibilidade ao entalhe

• Alta contração

• Resistência a Fadiga

• Resistência ao desgaste




Poliamida é um polimero composto por monômeros de amida

conectados por ligações peptídicas, podendo conter outros grupamentos.

Atualmente, a poliamida tem estreita relação com uma família de

polímeros denominados poliamídicos, e sua produção é feita a partir de

quatro elementos básicos, extraídos respectivamente: do petróleo, do

benzeno, do ar e da água (carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio).

Tais elementos são combinados por processos químicos especiais, dando

origem a compostos conhecidos como ácido adípico, caprolactama,

hexametilenodiamina e outros compostos, que por sua vez, sofrem

reações químicas, de forma a constituírem as macromoléculas que

formam a poliamida.



PBT

A policondensação do Ácido Tereftálico com o Butanodiol cria se a

blenda Polibutileno Tereftalato (PBT).

O poli(tereftalato de butileno) é um polímero semicristalino, com boas

propriedades mecânicas, dielétricas e de resistência a solventes. A alta

sensibilidade ao entalhe é a maior desvantagem do PBT, uma vez que

reduz sua resistência ao impacto.




O que isso quer dizer??




Que todas as resinas não são iguais!!!

TODO GRADE DE MATERIAL TEM SEU PRÓPRIO

PROCESSO E EXIGÊNCIAS PARA DESUMIDIFICAR E

INJETAR, EXTRUDAR.....

Isso quer dizer que NÃO podemos processar

diferentes resinas do mesmo jeito!!



Porque devemos secar

Termoplásticos de Engenharia?




Porque a maioria dos Termoplásticos de

Engenharia são:

HIGROSCÓPICOS




Hidrólise

A molécula do material se divide com a adição de água na presença de calor e

pressão.

H2O

H2O

H2O

H2O H2O




C O

O

C

O

O H

O

H

PERDA DE PROPRIEDADES DEVIDO A HIDRÓLISE

Considerando que as propriedades dos Polímeros dependem do seu alto peso

molecular, reduzindo este peso , encurtando as moléculas, estaremos reduzindo

também suas propriedades.




O material degrada, ou seja , a molécula divide -se pela aplicação de calor num

período estendido de tempo.

Secagem excessiva




A secagem excessiva pode gerar as seguintes perdas de propriedade:

• Mudança de cor

• Perda de propriedades na aplicação

• Variação de viscosidade ou fluidez durante o processamento

• Quebras das cadeias moleculares

• Perda de aditivos e lubrificantes por exudação

A secagem apropriada é um item muito importante

tanto no processo quanto no acabamento final !!!!




%

Tempo de secagem

•Condições de

secagem

•Quantidade de

umidade

•Eficiência dos

secadores

Prioridades para uma boa secagem:




0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0 1 2 3 4 5 6 7

% Umidade

Horas

Reciclo

Virgem

NOTA: Matéria prima reciclada absorve muito mais umidade por exposição e

voce deve desumidifica-lo por um periodo maior!!!

Caso de dúvidas, medir a % de umidade conforme tabela para cada matéria prima.. Preparado por : Jucerlei Moreira Lima



Recomendações

Secagens apropriadas são requeridas para todos os

MATERIAIS DE ENGENHARIA

Tenha certeza que o tamanho do silo de secagem está correto.

(peso de injeção x tempo de ciclo) x tempo de secagem = tamanho mínimo)

Cheque a Temperatura dentro do silo de secagem.

Nota: É recomendável checar a temperatura nos PELLETS.

Se está usando reciclado, aumente em pelo menos 1 a 2 horas o tempo recomendado

pelo fabricante, devido ao tamanho desuniforme.

Tenha certeza que o Sistema de Desumidificação ( “contas” de cerâmica ou sílica ),

estão realmente eficientes.

Abaixe a temperatura para 50º C caso não esteja utilizando o secador

Adquira um analisador de umidade, ponto de orvalho e um pirômetro de contato (

temperatura ).




FILTRO

VEDAÇÃO

USE GRAMPOS, FILTRO

E VEDAÇÃO !

GRAMPOS

Ambiente

úmido

Ambiente

Seco

FALTA GRAMPOS, FILTRO

E VEDAÇÃO !




GRAMPOS

Manter o abastecimento do silo sempre acima do Chapéu Chinês, pois

abaixo o material não será desumidificado.

GRAMPOS

Chapéu Chinês

Nível abaixo

do chapéu

Não OK

Nível acima

do chapéu

OK




•Peso de Injeção x Tempo de Ciclo = Produção

20g Ciclo x 30 Seg. Ciclo = 60g por minuto ou

ou 3600 g / hora

•Produção x Tempo de Secagem = Tamanho do Silo

3600 g / hora x 4 horas = 14,400 kgs ( Silo )

O Tamanho do Silo deve ser suficiente para prover

adequado tempo de residência para secagem do material

( recomendado pelo fabricante ).




• O material “ESPUMA” ou “INCHA” durante a purga

• O material escorre excessivamente pelo bico

• Aumento ou variação da fluidez do material

• Espirros prateados na direção do fluxo

• Espirros em partes finas da peça

Sinais de uma secagem pobre

• Peças apresentam-se geralmente quebradiças




• Espirros prateados na direção do fluxo





• Bolhas geradas por umidade




Perguntas?

Matéria Prima com umidade



Limpeza do Equipamento

SET UP de MATÉRIA PRIMA

Limpeza

do

Equipamento





Fazer limpeza com ar

cumprimido no Alimentador

e todos os componentes nele

composto ( mangueiras,

filtros, vedações, etc ),

eliminando contaminações

de outros materiais (

Polimeros diferentes ) que

possam inteferir no

processo.





cumprimido no Silo,




possam inteferir no

processo.






cumprimido no Filtro de ar

da saída do material,




possam inteferir no

processo.





Ligar o motor de sucção e

fazer limpeza com ar

cumprimido na saída do

material ( região de encaixe

da mangueira), eliminando

contaminações de outros

materiais ( Polimeros

diferentes ) que possam

inteferir no processo.






cumprimido no Receptor e

todos os componentes nele

composto ( mangueiras,

filtros, vedações, etc ),




possam inteferir no

processo.






cumprimido no dosador de

master, eliminando










cumprimido na valvula

proporcional, eliminando










cumprimido na Filtro de ar

da bomba alimentadora,




possam inteferir no

processo.





Fazer limpeza ( TPM )

com ar cumprimido no

Filtro de ar quente do

desumidificador,




possam inteferir no

processo.





Fazer limpeza ( TPM )

com ar cumprimido nos

Filtros de ar de processo e

refrigeração, eliminando

mal funcionamento do

equipamento quanto a

temperatura correta para

desumidificação.




Funcionamento de uma câmara quente

Impurezas de outros

materiais ( polímeros )

podem interferir no fluxo da

câmara quente, ocorrendo

um desbalanceamento entre

as cavidades.




Funcionamento de uma câmara quente

Molde com Câmara quente,

nunca deve desubstruir o

bico injetor com inserção de

ferro ou arame quente, pois

danifica o torpedo existente

na ponta do bico.


Função do Torpedo: Direcionamento do fluxo de injeção, e auxilio no

rompimento do canal, evitando que ocorra vazamento do material sobre a

cavidade do molde. Esse tipo de bico foi desenvolvido principalmente para

peças com injeção direta, sem galho (canal). Preparado por : Jucerlei Moreira Lima


O que acontece quando a limpeza não é feita

corretamente?


Nota: A maioria das peças contaminadas ou com manchas, são

ocasionadas por falta de limpeza correta nos desumidificadores

e acessórios.




corretamente?


Nota: Material contaminado provoca alta fluídez durante o

preenchimento das cavidades, provocando niveis de rebarbas

nas peças com regiões mais sensíveis ( área saída de gás ).




corretamente?


Nota: Material contaminado deixa a peça quebradiça, a peça

fica esfoliante.




corretamente?


Nota: Material contaminado provoca queima de gás, gases

gerados por combinações quimicas entre os dois materiais.




corretamente?


Nota: Material contaminado provoca queima dentro do cilindro ou

câmara quente, provocado pelo material que não suporta a alta

temperatura, vindo a manchar e comprometer a peça injetada.



Desumidificadores

Mal uso do Equipamento

e

Falta de Manutenções

Prevenção



Desumidificador

Presilha

deformada e

aba da porta

amassada.

Falta de Presilhas

no mesmo

desumidificador




Desumidificador sem vedação

Falta de vedação na

porta, permitindo

entrada de ar

úmido.




Desumidificador com magueira furada

Mangueira de ar

quente furada

Falta de Presilha

na porta do

desumidificador




O que acontece com os Parâmetros de

processos quando o desumidificador é

danificado e não desumidifica a matéria prima?


Cai a pressão de injeção

Variação no colchão

Variação no tempo de ciclo

Variação no tempo de dosagem

Obs: Isso faz com que os parâmetros de processos desestabilize, e

as peças produzidas não tenham uma boa qualidade, com grandes

possibilidades de falhas de injeção, rebarbas, etc



O que acontece com as peças ?


Rebarbas por causa da alta fluidez do material úmido

Queima de gás por causa da umidade

Manchas prateadas por causa da umidade

Quebras por degradação causada pela umidade

Bolhas causadas pela umidade




Perguntas?



Como definir um processo



Otimização do tempo de extração



Otimização do Fechamento do molde




Nota: Uma vez determinado o fechamento, não se deve aumentar a força para

eliminação de rebarbas. Investigue o porque, pois pode ser sujeiras na face ou

gavetas. Caso aumente a força de fechamento, pode estar estrangulando a

saída de gás da face do molde.




Verifique o sistema de refrigeração do molde, colocando a mão em todas as mangueiras

para identificar o calor da temperatura. Mangueira fria, sinal de que a refrigeração não

está circulando. Em caso de manyfold, sangre a mangueira (retirando-a do molde e

deixando a água circular, retirando o ar que comprimia o local).



Durante a produção corrente, faça limpeza na face do molde /

gavetas, lubrifique as colunas / gavetas!

LIMPEZA PARTE

FRONTAL DAS

GAVETAS E LADO

MÓVEL DO MOLDE

LIMPEZA PARTE

FIXA DO MOLDE






LUBRIFICAR AS

COLUNAS,

CUNHAS E

GUIAS DE

GAVETAS DA

PARTE FIXA.






LIMPEZA ENTRE O

FECHAMENTO E

LUBRIFICAÇÂO

DAS GUIAS DAS

GAVETAS PARTE

MOVÈL.






LIMPEZA PARTE

FRONTAL DAS

GAVETAS E MÓVEL

DO MOLDE

LIMPEZA PARTE

FIXA DO MOLDE

LUBRIFICAR

AS COLUNAS,

CUNHAS E

GUIAS DE

GAVETAS.

LIMPEZA ENTRE O

FECHAMENTO DAS

GAVETAS




Como definir um processo

Otimização da

unidade de injeção!



Unidade de injeção

Funcionamento do fuso ( Zona do Funil)

É uma região que não possui aquecimento, pelo contrário, deve obter

refrigeração constantemente nesta zona entre uma temperatura de

40°C á 60°C, pois uma temperatura alta nesta zona pode interferir na

elevação do material sólido até a zona de alimentação, dificultando a

dosagem e obtendo variação no tempo de dosagem.




Funcionamento do fuso ( Zona de Alimentação)

Geralmente é curta aproximadamente 5 filetes, tem por finalidade,

transportar grânulos sólidos para a próxima região, portanto, a

temperatura do cilindro desta zona deve ser a menor temperatura

especificada pelo fabricante de matéria prima.




Preparado por : Jucerlei M Lima

Funcionamento do fuso ( Zona de Transição)

Conhecida também como zona de compressão, é a maior parte da rosca,

geralmente 11 filetes é a zona onde se inicia a plastificação devido ao aumento

constante do diâmetro do seu núcleo, que fará comprimir e cisalhar o material

plástico nesta região, o material já está praticamente fundido. Esta região é

responsável por 70% do calor gerado para plastificar o material, portanto, cuidado

com o aumento da rotação da rosca, pois pode comprometer as propriedades

mecanicas do material ( siga Data sheet do fornecedor).




Funcionamento do fuso ( Zona de Homogeneização)

É a região final da rosca geralmente com 4 filetes, com profundidade

rasa e diâmetro do núcleo constante e nesta zona a plastificação é

completa e o material atinge a sua máxima homogeneização,

principalmente quando utilizamos master para dar cor ao produto.



Anel de bloqueio

Funcionamento do Anel de bloqueio

O seu desgaste promove variação no colchão, deixando com que o

material injetado retorne, possibilitando obter peças com falhas de

injeção, dimensional menor e em caso de material que contém fibras

de vidro, a peça apresenta afloramento dessa fibra, deixando a peça

com um aspecto fosco.



Otimização da unidade de injeção

Definir a metodologia

da injeção





Obs: O desbalanceamento entre cavidades provoca compactações diferentes entre cavidades

de uma mesma injetada, vindo a interferir na porosidade de cada peça, e assim dando

divergencias de cor entre elas.



Como identificar problemas no molde durante a produção?




Preenchimento do formulário de balanceamento das cavidades

Nota: Realizar essa operação em todo inicio de set up. Caso este

desbalanceado, Acionar o grupo para definir se vai liberar o molde

para ferramentaria antes da produção ou depois.




Quando um processo começa a ter variação de

parâmetros na máquina, o que devemos fazer?

1- Ajustar os parâmetros que estão variando?

2- Ajustar somente a pagina de qualidade?

NADA



INVESTIGAÇÃO




Trabalhe somente na temperatura?

Pressão subiu – aumente a temperatura que a pressão cai.

Pressão caiu – diminua a temperatura que a pressão sobe.

Isso acontece por variação da viscosidade do material, uma hora

está seco demais outra hora está com um pouco de umidade por o

material não estar desumidificado corretamente.




FIM


Treinamento de processos operadores revisado

Engineering

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