Processo de Fabricação de Revestimento Plástico
Os capítulos anteriores explicaram as semelhanças operacionais entre a imersão em revestimento e a moldagem por imersão. Este capítulo agora abordará os procedimentos detalhados envolvidos em ambos os processos de fabricação de revestimento plástico.
Processo de pré-tratamento de revestimento plástico
A etapa de pré-tratamento desempenha um papel crucial para garantir a aplicação adequada do revestimento plástico no substrato de metal. Essas etapas são vitais para ambos os processos. O processo de pré-tratamento para revestimento por imersão é mais complexo em comparação à moldagem por imersão, pois envolve o revestimento permanente do polímero no metal usado como molde. As etapas envolvidas são descritas abaixo:
Passo 1: Elimine as impurezas da superfície
As impurezas podem comprometer a adesão do polímero ao molde ou peça. Criam áreas vulneráveis onde os danos podem iniciar-se e propagar-se.
Desengorduramento:
Óleo e graxa presentes na superfície do substrato metálico atuam como impurezas, que reduzem a resistência à água e dificultam a adesão e deposição normal do revestimento plástico. A gordura pode ser eliminada através de processos de lavagem alcalina, decapagem ou desengorduramento a quente.
Decapagem:
Para peças previamente revestidas, remova completamente a camada antiga antes de aplicar a nova.
Passo 2: Alterar as propriedades do substrato
Além de limpar a superfície, propriedades adicionais podem ser fornecidas para produzir as propriedades desejadas. Estas características podem ser úteis no próprio processo de imersão ou na utilização final do produto.
Fosfatização:
A fosfatização, também conhecida como conversão de fosfato, é o processo de aplicação de uma fina camada de fosfato no substrato antes do revestimento plástico. Esta camada de fosfatização aumenta a resistência à corrosão em caso de qualquer dano inevitável ao revestimento plástico. As camadas de fosfatação comumente utilizadas para revestimento por imersão incluem fosfato de zinco, fosfato de ferro e triéster de fosfato.
Tiro peening:
O processo de shot peening envolve o impacto da superfície com partículas esféricas, resultando em uma superfície com acabamento a frio. Isto induz tensão residual compressiva na superfície da matriz para aumentar a sua resistência e aliviar qualquer tensão residual existente. A presença de tensão residual pode potencialmente levar à formação de microfissuras durante processos subsequentes.
Jato de areia:
O jato de areia induz microporos na superfície do substrato, alterando-o e aumentando sua área superficial para melhor adesão de primers, revestimentos de base e revestimentos plásticos. Tipos comuns de processos de jato de areia incluem areia, areia metálica, jato de areia com esferas de vidro, jato de areia com esferas plásticas, entre outros.
Desfragilização:
Desfragmentação é um processo de tratamento térmico que visa eliminar o hidrogênio que permeia a matriz metálica, pois a presença de hidrogênio aumenta a suscetibilidade à fratura frágil sob estresse. A introdução de hidrogênio difundido ocorre durante etapas anteriores de pré-tratamento, como decapagem e aplicações de fosfato.
Etapa 3: Melhorar a qualidade do revestimento plástico
Aplique o seguinte na superfície do substrato para melhorar a qualidade do revestimento
Exemplo:
O primer atua como uma camada de revestimento preparatória para aumentar a adesão entre o substrato e o revestimento plástico. Também fornece proteção adicional ao substrato revestido.
Revestimento básico:
Os revestimentos de base são revestimentos adicionais que fornecem propriedades especiais às peças acabadas, como resistência a UV e arranhões. O revestimento de base geralmente não é usado sozinho e geralmente desempenha sua função quando combinado com o revestimento plástico principal.
Para o processo de moldagem por imersão, um agente desmoldante é aplicado ou fixado na superfície do molde para ajudar na remoção da peça moldada. Sílica gel e politetrafluoroetileno permanente (PTFE) são os agentes de liberação mais amplamente utilizados. Uma vez que a etapa de pré-tratamento é concluída, o molde é seco para remover a umidade. A umidade residual causa expansão do calor introduzido nas etapas subsequentes. Isso leva à formação de vazios ou bolhas.
Processo de Fabricação de Revestimento Plástico
Passo 4: Pré-aqueça o molde
O molde é submetido a aquecimento controlado no forno a uma temperatura e duração predeterminadas, em que a temperatura de aquecimento serve como um dos parâmetros principais que regem a espessura do revestimento dos componentes. A qualidade da distribuição de calor depende tanto do projeto do molde quanto do gerenciamento do fluxo de ar dentro do forno. Garantir o aquecimento uniforme do molde é crucial para obter uma espessura de revestimento consistente em todo o material.
Passo 5: Mergulhe o molde
Mergulhe o molde aquecido parcial ou completamente no polímero líquido ( PVC plastisol ou PE plastisol). O polímero adere à superfície do molde. A dimensão externa do molde é o espaço interno da peça. O tempo de residência, ou o tempo em que o molde fica imerso no polímero líquido, também é um dos parâmetros que determina a espessura final do revestimento da peça. Um tempo de residência mais longo produz um revestimento mais espesso. A velocidade de imersão e saída do molde também é um parâmetro-chave a ser considerado, dependendo das características do polímero líquido usado. Essas taxas são determinadas pelo fabricante durante a fase de otimização. Como regra geral, essas velocidades devem ser lentas para controlar o fluxo do polímero líquido e obter uma superfície lisa. Sair do molde muito rapidamente após o tempo de residência resultará em irregularidades na superfície. No entanto, se o molde for imerso e retirado muito lentamente, o revestimento resultante será muito espesso. Plantas mais avançadas usam leitos fluidizados de pós finos de polímero para substituir soluções tradicionais de polímero líquido. O conceito é semelhante ao método tradicional. Uma vez que o pó fino de polímero toca a superfície aquecida do molde, ele derrete e adere a ele.
Passo 6: Drene o excesso de polímero
Deixe o excesso de polímero líquido escorrer da superfície do molde. Múltiplas etapas de imersão podem ser realizadas para atingir um revestimento mais espesso desejado, ou revestimentos especializados podem ser utilizados.
Passo 7: Cure o revestimento
O revestimento passa por cura no forno, facilitando um processo de configuração de polímero mais completo e evaporação completa do excesso de água, solventes e aditivos. Esta etapa é crucial para atingir as propriedades mecânicas finais do polímero, como rigidez e flexibilidade. Em polímeros termoendurecíveis, a etapa de cura leva à reticulação completa das cadeias de polímero.
Passo 8: Resfrie o revestimento
O revestimento curado é resfriado por imersão em um tanque de água em temperaturas variando de 122 a 1112°C (50-600°F), ou através de convecção de ar forçada ou natural. A velocidade de resfriamento não é considerada um parâmetro crítico quando comparada a outros métodos de conformação.
Passo 9: Solte e desmolde o produto
A peça acabada é extraída da moldura. No caso de uma operação de moldagem por imersão, o revestimento plástico é separado manual ou mecanicamente do molde, separando assim a peça individual do seu lote. Isso produz um componente ou peça plástica finalizada. O plástico ou revestimento plástico pode passar por processos adicionais de refinamento, como entalhe, perfuração, impressão e decoração.
Vídeo sobre o processo de fabricação de revestimento plástico
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