Como trabalhar com acrílico

Armazenagem e Lay Out da Oficina

Armazenagem e Preparação

armazenagem-layout01As chapas acrílicas devem ser estocadas embaladas com o filme protetor original, apoiadas pelas bordas em cavaletes com base ligeiramente inclinada. Esta armazenagem proporciona apoio adequado e evita danos durante a retirada.

Empilhamento horizontal não é recomendável pois dificulta a retirada e, dependendo das  partículas entre chapas, pode danificar as superfícies. Muito importante também é  evitar a formação de "barrigas" que provoquem empenamento acentuado.

O filme protetor impede danos à superfície das chapas durante o manuseio e transporte.  Deve ser mantido o maior tempo possível, inclusive no corte e lixamento, protegendo  contra riscos. O filme deve ser previamente retirado somente nas operações que exijam  pré-aquecimento da chapa.

Lay Out da Oficina

O arranjo físico e os equipamentos da oficina dependerão do tipo e volume de trabalho a ser realizado. Ao elaborar o arranjo físico, será importante ter em mente o seqüencial normal de operações: serrar, furar, lixar e polir. A forma ideal, é que cada operação deverá ser separadas da outras com divisórias ou ambientes, para não haver propagação dos fragmentos, cavacos e poeira.

O equipamento deve ser instalado de modo a permitir fácil acesso de todos os lados, facilitando a limpeza e remoção dos fragmentos do material trabalhado. Sempre que possível, deverá ser instalado em cada máquina um equipamento adequado para a aspiração do pó.

Os principais equipamentos/ferramentas e dispositivos utilizados para trabalhos com chapas de acrílico são:

  • Serras circulares (para cortes retos) e serras de fita (para cortes curvos)
  • Furadeira de bancada e furadeira manual
  • Tupia, Fresadora e Torno
  • Lixadeira e Desempenadeira
  • Politriz
  • Pantógrafo
  • Máquina de Corte e Gravação a Laser
  • Fresa CNC – “Router”
  • Dobradeira
  • Forno ou estufa
  • Morsa e Grampos tipo sargento

Usinagem e Corte de chapas acrílicas

Usinagem


Chapas acrílicas são fáceis de usinar, graças às suas propriedades uniformes e à ausência de orientação molecular. Em raros casos, poderá ocorrer ligeira orientação nas chapas moldadas, exigindo cuidados especiais.

A maioria dos artigos pode ser usinada em equipamento convencional para madeira ou metais, ou ainda ferramentas manuais. Para cortar, use ferramentas semelhantes às de latão ou alumínio - ou, para maior produção, serra circular com dentes de carbeto de tungstênio. Lembre-se de que o acrílico tem baixo ponto de amolecimento (80 - 100ºC) e a serra pode fazer os cavacos amolecerem, aderindo à peça que está sendo usinada.

Portanto, fique atento a estas precauções:

Para segurança dos operadores, mantenha o equipamento em boas condições de limpeza e protegido. Se possível, use aspiradores de detritos.

As ferramentas devem estar bem afiadas, dando-se atenção especial aos ângulos de incidência e saída.

As chapas devem ser firmemente apoiadas nos gabaritos de posicionamento para evitar trepidações. Use dispositivos comuns de fixação, como grampos, mas não use pressões excessivas para não causar fissuras.

O resfriamento das peças é essencial em usinagem a tolerâncias precisas e em aplicações que exijam melhor acabamento superficial. Use água, óleo solúvel ou parafina, adequados ao trabalho de baixa velocidade

Cortes

Até mesmo na hora de cortar, o acrílico apresenta vantagens e facilidades. Conheça os métodos mais simples de executar esta tarefa:

As chapas acrílicas podem ser cortadas por risco e quebra, serras, corte com pressão de água e corte a laser.

Riscagem

Maneira fácil e econômica de cortar chapas finas (até 2 mm de espessura), a riscagem é executada com um riscador (ponta seca afiada, de aço), tomando-se o cuidado de fixar adequadamente a chapa e manter a pressão do riscador homogênea. Depois, é só quebrar o material ao longo da linha traçada.

Este método não é aconselhável para chapas grossas ou para cortes extensos. Deve-se aplicar uma pressão homogênea, apoio ao longo da linha de corte.

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Cortes com serras

Fáceis de serem trabalhadas, as chapas de acrílico, no entanto, requerem dos profissionais que pretendem manuseá-las alguns conhecimentos básicos para que a tarefa de corte seja finalizada com o melhor aproveitamento. Quando se pretende realizar cortes nas chapas, o acrílico deve manter sua película protetora. Elas protegem o produto de riscos e ajudam a resfriar o material.

Mesmo considerando que é possível realizar cortes por riscagem nas chapas com espessura até 3 milímetros, deve-se prevenir que este não é um procedimento muito usual, por tratar-se de uma opção com alta probabilidade de quebra de partes não previstas no traço inicial, além de riscos para a segurança pelo emprego de estiletes ou outros materiais cortantes e perigosos.

As técnicas mais comumente utilizadas para corte de chapas são as serras de fita e as serras circulares. As serras circulares são as preferidas para se fazer cortes retos e as serras de fita mais apropriadas para cortes em linhas curvas. Em ambos os casos o equipamento correto pode ser adquirido em estabelecimentos que comercializem artigos do gênero, com motores com potência de 3/4 CV (ou HP), embora para chapas com espessura superiores a 100 milímetros seja necessário um motor de 5 CV.

Caso o profissional esteja lidando com chapas extrusadas, ele deverá apenas reduzir em cerca de 20% a rotação da máquina de corte para obter a mesma qualidade no trabalho. O aproveitamento máximo de peças por chapa, sem desperdício de material, deverá ocorrer de acordo com o melhor posicionamento dos desenhos das peças a serem cortadas. O uso de equipamentos de corte, com serras circulares ou de fita, merece extrema atenção do profissional, e para prevenção de possíveis acidentes, use sempre óculos de segurança, protetor auricular e luvas para proteção contra aparas localizadas nas bordas das chapas já cortadas. Mantenha as mãos longe das serras, e não tente retirar algum cavaco emperrado próximo da serra. Pare a máquina e faça a limpeza. Lembre-se que alguém o espera inteiro em casa.

Serras Circulares

Essas serras são as mesmas que cortam madeira ou alumínio, havendo então a necessidade de uma afiação especial dos dentes da serra, de maneira a torná-la mais sensível e apropriada ao corte de chapas acrílicas.

As serras circulares devem ter lâminas rebaixadas ou possuir uma leve angulação para ajudar a eliminação da serragem, visando impedir agarramento e evitar superaquecimento. A lâmina deve correr com exatidão e as serras fixas deverão ser presas lateralmente na máquina, após o ajuste e a afiação, para garantir que todos os dentes estejam em alinhamento correto.

Para trabalhos simples, são usadas lâminas de serra de aço rápido, afiadas mecanicamente. O número de dentes por centímetro dependerá da espessura da chapa a ser cortada, variando de 3 a 4 dentes / cm, para chapa de 3,0 a 12 mm; e de 1 a 2  dentes por cm para chapas com espessura acima de 12 mm. A velocidade periférica deverá ser da ordem de 3000 m/min ou pouco mais. Uma lamina de 25 cm (10 polegadas) de diâmetro deverá girar a cerca de 4000 r.p.m. Deve-se dispor de energia suficiente no motor para garantir que não haja redução de velocidade durante o corte. Por exemplo, com um disco de serra de 25 cm de diâmetro, deverá ser usado um motor de pelo menos 2 KW (3 HP).

Para produções em grande escala, há uma serie de vantagens no uso de ferramentas com pastilhas de carboneto de tungstênio para cortar chapas e blocos de acrílico. Este tipo de lamina confere um acabamento superior nas bordas das chapas, além de maior velocidade de operação, ao contrario do que ocorre com uma serra de aço rápido.

Quando ocorre um lascamento da borda de uma chapa ao se empregar uma lamina de serra com dentes de carboneto de tungstênio, geralmente trata-se de uma indicação da necessidade de re-afiação. Essas lâminas são caras, porém, sua vida útil é longa e a redução do período de manutenção justifica o custo inicial mais elevado. Para uso geral, recomenda-se uma serra com 15 cm de diâmetro (6 polegadas), tendo um dente por cm e dando uma largura de corte de aproximadamente 2 mm.

A alimentação deverá ser ajustada de tal modo que o lascamento não ocorra na borda (quanto mais rápida a alimentação, maior será a possibilidade de lascamento). A altura da lamina deve ser regulada para que seja pouco superior à espessura da chapa cortada. Geralmente, não é necessário o resfriamento, mas é de grande vantagem soprar ar comprimido no ponto de corte a fim de esfriar a lâmina, eliminar os fragmentos e cavacos de material acrílico e impedir a colagem do material nos dentes da serra.

Os pigmentos empregados para dar cor às chapas provocarão maior desgaste nas serras, perdendo o corte mais rapidamente do que com material transparente. Também nesses casos, as serras com dentes de carbeto de tungstênio terão maior durabilidade.

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Serras de Fita

Do mesmo tipo que a usadas para metais leves e marcenaria, as serras de fita devem apresentar tamanho original de 2,77 metros quando abertas, assim como devem atingir velocidade tangencial de cerca de 3.000 metros / minuto.

Para chapas de espessuras de 3,0 a 12 mm, recomenda-se lâminas que tenham 4 a 5 dentes / cm. Para  chapas mais finas, de 6 a 8 dentes / cm e para chapas mais grossas ou blocos, 1 ½ a 2 dentes / cm.

Para qualquer espessura de material, as guias devem ser mantidas próximas da serra a fim de reduzir a tendência à torção da lâmina. Isto garante o corte
reto e vida mais longa para a lâmina. O ar comprimido deve ser dirigido para o ponto de contato, a fim de esfriar a chapa de acrílico e a lâmina, assim como limpar os fragmentos do acrílico.

Serras Portáteis

As serras portáteis são usadas para cortar formas pequenas ou complicadas, utilizando-se lâminas de 5 a 6 dentes por cm. As serras podem ser seguras com as mãos  ou montadas sob a parte inferior de uma mesa, estando a chapa  firmemente presa.O corte deverá ser iniciado num orifício feito com uma broca, ligeiramente maior que a largura da lâmina e a lâmina deverá estar parada antes de ser removida da incisão feita pela serra.

As serras tipo “tico-tico” de bancada são adequadas para cortar letras ou outras formas detalhadas.

Furadeiras Elétrica ou de Bancada

É uma ferramenta que possui brocas, e são as mesmas utilizadas para furar madeira ou metais macios. Deve-se utilizar brocas helicoidais normais para furação das chapas acrílicas, porém, o uso de brocas de espiral espaçada, com sulcos largos e polidos darão um melhor rendimento.

É importante salientar que durante os processos de usinagem e furação deve-se reduzir o calor produzido na operação, tanto nos cortes grosseiros, como nos cortes mais delicados, objetivando-se obter um artigo perfeito e livre de tensões. Quanto mais livre de tensões o objeto estiver, menor será a tendência de ocorrer fissuras posteriores.

É aconselhável, ao se furar uma chapa, alimentá-la manualmente, a fim de que os cavacos possam ser removidos freqüentemente, impedindo-os de aderirem à chapa. A broca deve girar com exatidão e apoio total no lado inferior da chapa, recomendando-se fixá-la à mesa ou prendê-la em gabaritos adequados.

A velocidade da broca dependerá de seu diâmetro, do tipo de acabamento e precisão requeridos e das condições sob as quais o material será perfurado. As velocidades de furação aproximadas são as seguintes:

  • 1,5 mm (1/16 pol.) diâmetro      -  7.000 r.p.m.
  • 6,0 mm (1/4 pol.) diâmetro       -   1.800 r.p.m.
  • 12,0 mm (1/2 pol.) diâmetro       -     900 r.p.m.


Obs.: as relações entre diâmetro da rosca e rotação visam proporcionar a mesma velocidade periférica para cada caso.

As brocas devem estar sempre bem afiadas, com inclinação zero e um ângulo de 130º entre o gume e a broca cortante.

Torno

As chapas acrílicas podem ser usinadas em tornos para madeira ou para metais. A refrigeração deve ser de particular importância no torneamento desse material com tolerâncias precisas e com tendência ao agrupamento dos cavacos.

A afiação e acabamento corretos da ferramenta do torno são vitais para a obtenção de um trabalho perfeito. A ferramenta deverá ser afiada com um ângulo de incidência de zero, e de saída de 15 a 20 º, e é importante que a ponta da ferramenta seja afiada para obtenção um fio agudo, finamente acabado. Ferramentas de aço rápido são preferíveis a ferramentas com pastilhas de carboneto de tungstênio, visto que a fina granulação das primeiras permite que o fio aguçado requerido seja produzido em rebolos e pedras de afiar comuns.

A velocidade do corte no torneamento de chapas acrílicas não é crítica, entretanto o operador deve estar ciente da necessidade de constante resfriamento.

Para o desbaste, velocidades de corte de 90 a 150 m/min são comuns, contudo, velocidades de até 300 m/min são possíveis de conseguir se for usado o resfriamento com liquido de pressão. Velocidades de corte mais baixas, de 15 a 30 m/min são usadas para a produção de um acabamento superficial fino.

O acabamento também depende da habilidade do operador em preparar a ferramenta de corte e das condições do torno, que não deverá apresentar vibrações.

Fresamento

Métodos convencionais de fresamento para metais leves podem ser utilizados para chapas acrílicas, porém, para melhores resultados, são essenciais meios adequados de fixar a peça. Dispositivos a vácuo são necessários para essa operação ou o emprego de fitas adesivas dupla-face.

São necessárias ferramentas de passe largo, com ângulo de ataque nulo e saída livre de aparas. É muito importante limpar os cavacos e a ferramenta com farta quantidade de óleo solúvel, spray refrigerante ou ar.

Para se usinar áreas relativamente grandes, obtém-se melhores resultados com cortadores de ferramenta única ou de multi ferramentas, feitas de aço rápido. As fresas convencionais para metais não são recomendadas, porque costumam ter sulcos rasos onde os cavacos tendem a se acumular, preferindo-se, portanto, as ferramentas usadas para madeira. Às vezes usam-se serras e, neste caso é essencial remover os cavacos entre os dentes, empregando-se jato de ar comprimido.

Tupia

Tupia é uma ferramenta que possui fresa e também é utilizada para usinar chapas ou blocos acrílicos. As tupias comuns, de alta velocidade para madeira, também são recomendadas para usinar chapas acrílicas, empregando-se as mesmas velocidades usadas para madeira. Ferramentas de 12 mm de diâmetro ou menos, a rotação do eixo deve ser de cerca de 24.000 r.p.m.; enquanto que ferramentas de maior diâmetro, a rotação deverá ser em torno de 15.000 r.p.m. É comum usar ferramentas de uma faca ou de facas duplas, que devem ser afiadas com um ângulo de saída de cerca de 12º ou mais.

Com cortadores de faca dupla é necessário rebaixar-se o centro para impedir que os cavacos se depositem sob a ferramenta. Sempre que possível, as pontas da ferramenta deverão ser afiadas com um pequeno raio, a fim de produzir um pequeno arredondamento nos cantos fundos da peça, para reforço adicional.

Para rasgos ou chanfros de até 12 mm de largura, usam-se ferramentas côncavas, de faca simples, com afiação excêntrica, montadas em mandril concêntrico. A abertura do rasgo é controlada para afiação excêntrica da faca.

Tanto a tupia superior como a portátil, são adequadas para usinagem de chapas acrílica.

A tupia de mesa ou bancada é mais adequada para usinagem de chapas acrílicas do que as portáteis. São necessárias altas velocidades periféricas de corte (1.500 m/min ou mais). A usinagem das chapas são geralmente feita a seco, não ocorrendo o problema da remoção dos cavacos, visto que a ferramenta os expulsa do ponto de contato com a peça. Usam-se geralmente, ferramentas de duas lâminas, preferíveis às lâminas múltiplas, devido à maior facilidade de ajustagem.

Rosqueamento

São utilizadas ferramentas como machos, cossinetes e desandadores, normalmente empregados para abrir roscas internas e externas. Onde houver a possibilidade de escolha, aconselha-se trabalhar com roscas grossas de passo largo. É comum atarraxar à mão e os machos devem ser movidos levemente para ajustar a saída dos cavacos. Há necessidade de se empregar lubrificante, tais como óleo solúvel de corte ou água. Em furos cegos, uma boa técnica é enchê-los com o lubrificante para que a leve pressão desenvolvida durante a operação ajude a limpar e movimentar a ferramenta.

A abertura de roscas em chapas acrílica não é aconselhada, quando houver montagens e desmontagens freqüentes ou quando as peças estiverem sujeitas
a carga elevadas ou súbitas. Em tais condições aconselha-se o uso de insertos de buchas metálicas.

Gravação

As chapas acrílicas podem ser gravadas usando-se máquinas pantográficas comuns, como as que se usam para metais ou gravações em máquinas a laser. No caso das máquinas pantográficas o formato da ferramenta dependerá da seção de corte requerida, porém, como para as outras operações de corte, as ferramentas deverão ter ângulos de incidência nulos e possuir folgas livres para saída de cavaco, com ângulo de, 7º a 12º.

O emprego de refrigeração não é essencial, mas um jato de ar comprimido dirigido ao ponto de corte é importante para esfriar a ferramenta e remover as aparas.

Os rebaixos gravados podem ser preenchidos com ceras duras, massas de pintura, gesso colorido ou simplesmente com tintas comuns. No caso de tintas, aconselha-se a secagem numa pequena estufa com boa ventilação, de 50 a 60 ºC, durante 3 horas no mínimo, logo que a pintura for terminada.

Gravação a laser é um processo onde converge-se energia para um ponto do material através de um feixe de alta intensidade de luz, modificando sua superfície de forma definitiva.

A tecnologia de gravação a laser caracteriza-se pela alta definição e velocidade de trabalho, não possui contato entre a ferramenta ou “canhão” e a chapa, além de conseguir excelente repetibilidade do processo de gravação.

Fixação

A chapa deve ser mantida firme e apoiada nos gabaritos de posicionamento a fim de evitar trepidações. Dispositivos comuns de fixação para prender materiais nas áreas de usinagem podem também ser empregados, como grampos, morsa ou dispositivos específicos de madeira. No entanto deve-se evitar pressões excessivas a fim de tornar mínimo o risco de fissuras por tensão.
Afiação

Todas as ferramentas devem ser mantidas bem afiadas, dando-se especial atenção aos ângulos de incidência. Ao afiar ferramentas, é preferível prendê-las a um dispositivo ou gabarito, ao invés de calcular visualmente os ângulos. Em geral, todas as ferramentas de corte e usinagem deverão ter um ângulo de incidência de zero ou ligeiramente negativa, visto que isto produz uma superfície mais lisa e uniforme do que os tipos mais tradicionais de ferramentas usadas para metais leves. Estes ângulos são os mais adequados para a saia ou eliminação de cavacos.

Automação no Processamento de Chapas Acrílicas

Atualmente existem métodos muito eficientes de corte utilizando-se equipamentos não convencionais, como os relacionados a seguir:

Sistema de Manufatura com Controle Numérico, para Gravação, Fresamento, Recortes e Modelagem (CNC - tipo “ROUTER”) 

Este equipamento é simples de operar, com uma boa relação de custo / beneficio, possuindo também um controle eletrônico via computador.
Auxilia na fabricação de peças para sinalização, modelação, prototipagem, ferramentaria leve, fabricação de móveis e objetos em geral.

Possui um software próprio, entretanto recebe arquivos somente com extensão EPS. Os trabalhos podem ser feitos em Software Corel Draw ou Auto Cad sempre convertidos em curvas ou vetorizado e salvos em EPS.

Este processo necessita de retrabalho de lixamento e polimento nas bordas para melhor apresentação das peças trabalhadas.

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Corte a Laser

O corte a laser é uma técnica amplamente usada na indústria e tem como características principais:

  • Alta precisão no corte.
  • Flexibilidade na manufatura.
  • Alta capacidade de produção com conseqüente redução de custos.
  • Possibilidades de cortes retos, curvos e complexos.


Com um dispositivo laser é possível cortar, soldar, gravar e desbastar superfícies de até 30 mm de espessura, devido a concentração de energia em um só ponto e a geração de calor é limitada a uma zona restrita da chapa, evitando deformação por calor e alterações estruturais no material.

Pode-se obter cortes delicados com cantos precisos, o que é recomendado para peças de acrílico com formas complexas.

Corte a laser não gera rebarbas, pois as chapas não sofrem aquecimento por fricção. Neste tipo de corte, as bordas não necessitam da operação de lixamento, porém, para melhor acabamento final as bordas podem ser polidas.

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Acabamentos: Lixamento e Polimento

Acabamentos

armazenagem-layout06É essencial a operação de acabamento nas bordas das chapas de acrílico quando furada, serrada, gravada e usinada.  Caso a superfície da chapas seja riscada durante a usinagem, pode-se restaurá-la com as operações de lixamento e polimento.

Embora o polimento possa restaurar razoavelmente bem a superfície das chapas acrílicas, o melhor será evitar essa operação. Para isso o filme protetor da chapa deve ser mantido durante as operações de usinagem, impedindo que se arranhe a superfície original.

As operações de acabamento de chapas acrílicas seguem princípios idênticos aos usados com outros materiais. Marcas de usinagem ou riscos profundos na superfície devem ser primeiramente removidos com lixa de grana fina para em seguida se fazer o polimento.

As operações de acabamento devem ser escolhidas em função do tipo de trabalho a executar e da natureza do acabamento requerido. Nunca deve ser negligenciada as condições de limpeza do ambiente e do trabalho que se realiza. A obtenção de um acabamento de alta qualidade exige paciência e sensibilidade do operador. A cada estagio das operações a superfície das chapas acrílicas devem estar sempre limpas, removendo-se qualquer abrasivo aderente ou excesso das ceras polidoras.

Acabamentos Superficiais

armazenagem-layout07Uma das principais propriedades do acrílico é sua superfície brilhante revelando excelente qualidade ótica e transparência.  Porém, quando em contato com determinados produtos, como álcool ou tiner, as chapas podem formar fissuras internas ou “crazing”, devido à degradação das cadeias moleculares.

Outra grande vantagem do acrílico, que o diferencia de outros produtos, é a possibilidade de eliminar riscos da superfície com simples processos de lixamento e polimento. São processos baratos e efetivos e podem ser repetidos várias vezes, retomando-se a qualidade original da superfície.

São as seguintes as fase do acabamento:

  • Lixamento
  • Raspagem                                           
  • Polimento
  • Limpeza

Lixamento

Existem dois tipos de lixamento: Manual e Mecânico

Lixamento Manual

Para os acabamento superficiais utilizam-se técnicas similares ao trabalho com madeira, envolvendo a lixa em uma peça com lados perfeitamente planos.  Deve-se trabalhar com movimentos circulares, pressionando levemente a lixa contra a chapas, lubrificando-se com água e mudando a grana da lixa progressivamente, da mais grossa para a mais fina. Também é importante lavar a superfície após cada operação, verificando a área deteriorada anteriormente.

Lixamento Mecânico

Depois de cortadas, as bordas das chapas são lixadas com uso de um disco abrasivo de 25 cm de diâmetro e rotação de cerca de 3.000 r.p.m. Com discos de maior diâmetro a rotação deve ser da ordem de 1.500 r.p.m.

Alternativamente, pode ser usada uma correia lixadora, com uma velocidade de cerca de 350 m/min. Essas operações de lixamento são feitas a seco, exercendo pressão controlada, a fim de evitar superaquecimento do material. Lixadeiras vibratórias manuais também podem ser usadas com êxito para o lixamento de superfícies planas, bordas de chapas grossas ou ainda varias chapas agrupadas com as bordas formando uma única superfície. Neste caso as chapas devem ser presas com fitas adesivas ou grampos para mantê-las juntas e unidas, formando um só bloco, facilitando assim a operação.

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Raspagem

Utiliza-se raspadores ou rasquetes de metal para as bordas que já estejam razoavelmente lisas devido a operações anteriores. A lâmina geralmente segue o contorno real da superfície e se as irregularidades forem grandes, poderá resultar uma superfície ondulada.

Plainas

Outra técnica apurada, visando tornar as bordas das chapas acrílicas mais perfeitas, é o uso de plainas com serras de desbaste de elevada precisão. Recorre-se, inclusive ao acabamento “diamantado” das serras para se conseguir perfeição na operação de lixamento das bordas.

Polimento

Assim como no lixamento, também no polimento existem as opções manual e mecânico

Polimento Manual

armazenagem-layout09Riscos leves e pequenos defeitos superficiais podem ser facilmente removidos com polimento manual.

Utilizando-se massa de polir grossa, em uma primeira etapa, e depois fina, similares a utilizadas para automóveis, e com panos macios e limpos, deve-se polir com movimentos circulares ao redor da área danificada, com firmeza e alternando de direção freqüentemente. Desta forma se poderá restaurar a superfície, retomando o brilho original da peça de acrílico.

Polimento Mecânico

Depois do alisamento da superfície por meio de lixamento ou raspagem, as chapas acrílicas devem ser polidas em politrizes mecânicas. A roda de tecido de algodão sanfonado ou “boneca”, geralmente com diâmetro entre 15 cm (6”) a 35 cm (14”), e rotação em torno de 1.400 r.p.m. Não se recomenda rotação mais alta, procurando impedir um superaquecimento da superfície, com conseqüente queima ou deformação da área atingida.

O polimento da chapa acrílica requer um bom equilíbrio entre a velocidade da politriz e a pressão aplicada, cabendo ao operador julgar a pressão que não causará superaquecimento, mas que simultaneamente dará um bom rendimento de trabalho. Na roda de tecido aplica-se massas especiais para polimento de acrílico. O acabamento final é dado em outra politriz, isenta de massa, com a finalidade de lustrar a peça e remover o excesso de polidor da operação anterior.

Polimento a Chama

Outra técnica utilizada para polimento de bordas usinadas, porém, recomenda-se testar o procedimento antes da operação. Esta técnica pode provocar fissuras posteriores às chapas, caso a distância da chama estiver muito próxima da borda, degradando as reações moleculares do acrílico.

Moldagem de Chapas Acrílicas

As chapas acrílicas podem ser termoformadas utilizando-se diversos tipos de equipamentos e vários métodos de aquecimento.

Este boletim técnico visa fornecer informações sobre procedimentos e equipamentos para termoformagem, mesmo assim sugerimos que os transformadores de peças realizem suas próprias verificações e testes para determinar as reais condições da aplicação requerida.

Palestra: Processamento do Acrílico - Moldagem

1º PARTE

2º PARTE

Palestra ministrada pela Mirelli Mary Nose (Unigel Plásticos Acrílicos e Policarbonato) no terceiro dia do 10º Fórum Acrílico.

Métodos de Aquecimento

Fornos verticais:

Os fornos devem apresentar temperaturas uniformes e constantes e ventilação forçada de ar. Estes fornos consistem de recipientes externo e interno, separados por um espaço contendo isolação de fibra de vidro ou lã de rocha. No recipiente interno os fornos devem ter aquecedores com controle termo-estáticos, em condições de operarem entre 60 a 190°C, com variação de até 5°C; apresentando velocidade do ar através das chapas entre 1 a 5 m/s. Ventiladores também dever ser utilizados para assegurarem a distribuição de calor.

Devido seu relativo baixo peso molecular, as chapas acrílicas extrusadas não devem ser presas ou apoiadas somente por uma das bordas quando aquecidas em aquecedores verticais. Uma armação que firme as bordas deve ser usada para apoiar e facilitar a transferência da chapa até a estação de moldagem. Não deixe a chapa presa no forno após ter alcançado sua temperatura de termoformagem, pois o material pode lentamente deformar ou cair da armação se for aquecido por muito tempo.

As chapas fundidas ou “cast”, por outro lado, podem ser apoiadas em uma única borda e é improvável que caia da armação se o aquecimento for mais longo que o necessário.

Certifique-se que as temperaturas no interior do forno mantenham-se uniformes e que as armações exerçam pressões constantes e adequadas em todos os lados da chapa quando estiver aquecida.

Fornos horizontais

Aquecedores horizontais infravermelhos (de cerâmica, por exemplo) são mais rápidos e consequentemente de menor custo de mão de obra que os fornos de ar quente. Unidades horizontais também são mais flexíveis, pois os aquecedores, as chapas e as armações de apoio podem ser removidos.

Equipamentos para Termoformagem:

Inúmeros tipos e tamanhos de máquinas para termoformagem estão disponíveis comercialmente e são ideais para produção de peças de pequeno e médio tamanho em regime contínuo. As ferramentas necessárias para termoformagem são bem mais em conta que as ferramentas utilizadas no sistema de moldagem por injeção.

Equipamentos para Termoformagem a Vécuo e por Pressão

Como construir uma câmara de vácuo

armazenagem-layout10Uma câmara de vácuo a ar comprimido pode ser construída a partir da soldagem de chapas de aço. O aço não deve ser usado na placa de moldagem desde que resfrie a chapa aquecida. Recomenda-se espessura de cerca de 12 mm para o quadro de moldagem.

A placa destacável de moldagem deve ser fixada em uma borda em cima da caixa de vácuo utilizando uma vedação ou gaxeta. A área da chapa que não será moldada deve ser fixada em algum local em cima da placa de moldagem com grampos ou com anel de fixação.

O formato da peça moldada será determinado pela fôrma instalada na plataforma de moldagem. A regulagem do vácuo entre a câmara de vácuo e seu tanque de estocagem conseguirá controlar a altura ou a profundidade da peça a ser moldada.
Os equipamentos requeridos para este tipo de trabalho são:

  • Bomba de alta velocidade de vácuo (mínimo de 10 cfm)
  • Tanque de estocagem
  • Válvula de passagem de 24 mm (1 polegada)
  • Válvula de escape para liberação do vácuo depois que a peça for moldada
  • Manômetro ou registrador de vácuo.

Equipamento de moldagem por sopro

O equipamento adequado para moldagem por sopro inclui um quadro ou tabuleiro de madeira com uma mangueira de ar acoplada à parte de baixo e uma plataforma de moldagem para controlar o contorno das peças nas suas bases.

Para a distribuição uniforme do ar, use espuma, feltro ou cartão perfurado na entrada do jato. Cubra o tabuleiro com flanela ou espuma de poliuretano para prevenir que a peça moldada fique marcada.

A plataforma ou o anel de base da moldagem pode ser feito com tábua de espessura de aproximadamente 40,0 mm. Prendedores de pressão podem ser usados para prender a chapa aquecida e o anel à plataforma de moldagem.

Equipamento de moldagem com anéis e moldes

Anéis ou plataformas podem ser feitos de madeira, compensado ou metal. Os moldes são normalmente elaborados de madeira e podem ser revestidos com uma camada de flocos de borracha, visando reduzir as marcas da moldagem. Para a produção de grande quantidade de peças os anéis e os moldes devem ser feitos em alumínio.

MÉTODOS DE MOLDAGEM

Certifique-se de seguir as recomendações de segurança dos produtores de chapas, pois cada produto reage diferentemente quando aquecido para moldagem.

Encolhimento

Devido à orientação molecular provocada durante a produção, as chapas acrílicas encolhem ligeiramente quando aquecidas a temperaturas de moldagem.

As dimensões originais não se alterarão na fabricação de peças que não requerem calor ou se a chapa acrílica for aquecida quanto fixada ou presa em um quadro. Entretanto, as chapas aquecidas a temperaturas de termoformagem alteram sua dimensão. As chapas acrílicas extrusadas atingem até 3% de encolhimento na direção da produção da chapa, ou seja, no sentido longitudinal e até 0,5% no sentido transversal.

As chapas “cast” ou fundidas atingem o encolhimento máximo de 1,5% igualmente em ambas as direções.
Meça o encolhimento da chapa em um teste preliminar, e com base neste teste determine as dimensões necessárias do material para compensar o encolhimento, antes de cortar a chapa.

Pré-secagem

A pré-secagem em chapas acrílicas é raramente utilizada. No entanto, para prevenir a formação de bolhas em chapas que contenham alta umidade, pode-se forçar a circulação de ar aquecido ou utilizar um forno para secagem antes do aquecimento. O tempo de secagem depende do conteúdo de água ou umidade e da espessura do material. Secagem durante vinte e quatro horas a 80°C resolve a maioria dos problemas.

Quando se utiliza a secagem, sugere-se que a chapa seja levada diretamente da secagem para o forno de moldagem, com temperatura da chapa em torno de 80°C, visando reduzir o ciclo do processo e aproveitar o aquecimento realizado anteriormente.

Aquecimento

Para prevenir bolhas ou distorções, aqueça a chapa até a temperatura mais baixa da janela ou faixa de moldagem, utilizando aquecimento por convecção, condução ou irradiação.
O procedimento padrão para um equipamento de moldagem por vácuo é prender a chapa fria em uma moldura e aquecê-la através de radiação infravermelha. Fissuras ou “crazing” podem surgir quando a parte central da chapa já estiver quente e as suas bordas permanecerem frias. Gotejamento, distorção das bordas e sombras assimétricas também podem surgir. Para prevenir estes inconvenientes, aqueça a moldura de retenção entre 60 a 80°C, fixe a chapa e continue aquecendo todo o conjunto.

Temperatura de moldagem

A faixa ou “janela” da temperatura de moldagem para chapas extrusadas é de 142 a 160°C e para chapas “cast” ou fundidas é de 171 a 193°C. A distribuição homogênea da temperatura através de toda a espessura da chapa também é fundamental para o sucesso da moldagem. Antes da moldagem, deve-se aquecer a chapa a uma temperatura mais alta do que a temperatura desejada, visando prevenir o resfriamento que receberá entre o aquecimento e a moldagem.

A temperatura aproximada da chapa pode ser medida utilizando-se um pirômetro a laser, especifico para medições em plásticos. Recomendamos que não sejam utilizados papéis que mudam de cor como termômetros, pois causam marcas na superfície da chapa durante o aquecimento.

As exigências de temperatura dependem das condições de moldagem e dos detalhes do molde – entalhes mais profundos requerem maior estiragem da chapa aquecida para acompanhar a forma da peça desejada. Para prevenir covas, bolhas, mudanças de sombreamentos e outros danos, evite temperaturas mais altas que o necessário. A plataforma ou o molde podem marcar o material sobre-aquecido.

Tempo de aquecimento

O tempo de aquecimento depende da espessura do material e do método de aquecimento empregado. As condições durante o aquecimento, como a velocidade do ar dentro do forno, também afetam o tempo de aquecimento. O desenho da peça e seus detalhes são outros fatores de influência.

Estas variáveis são muito numerosas para uma previsão matemática. O tempo mínimo de aquecimento deve ser definido através de testes dos ciclos de processamento. Com alguma experiência, podem ser desenvolvidos ciclos uniformes e precisos de aquecimento em chapas acrílicas.

Velocidade de moldagem

armazenagem-layout11A máxima taxa de moldagem de uma chapa é limitada à velocidade a qual irá se esticar sem exceder sua força e rompimento. A mínima taxa de moldagem deve ser rápida o suficiente para prevenir que a chapa se resfrie e endureça.

Uma chapa com alta pigmentação deve ser moldada mais lentamente do que uma chapa com baixa pigmentação ou um chapa cristal.

Uma velocidade de moldagem muito rápida causará alto estresse e a peça apresentará baixa resistência ao “crazing” ou fissuramento. Para minimizar o estresse use velocidade de moldagem moderada e certifique-se da distribuição uniforme de temperatura ao longo da superfície da chapa e através da sua espessura.

Elevadas temperaturas de moldagem são necessárias para obtenção de grandes repuxos ou para a melhoria de definição de detalhes do molde. Para uma moldagem lenta, é necessário o uso de raios infravermelhos para o aquecimento enquanto a peça estiver sendo estruturada.

 



     
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