Noções básicas de trabalho com materiais elastoméricos

O que pneus de carro, juntas estanques, solas de sapatos, elásticos e borrachas de lápis têm em comum? Muitos desses objetos são coisas com as quais interagimos diariamente, mas também são feitos com elastômeros, ou “polímeros elásticos”.

Os materiais elastoméricos são polímeros sintéticos flexíveis que são semelhantes à borracha. Embora os dois compartilhem características semelhantes, eles diferem em alguns aspectos importantes. A borracha, por exemplo, é um composto natural derivado do látex. Embora seja um material incrivelmente útil e versátil, a composição química da borracha impõe certas limitações de fabricação e também torna as peças propensas a rachaduras por ozônio. Os elastômeros, por outro lado, são uma família de polímeros à base de petróleo que agem de maneira muito semelhante à borracha, mas oferecem melhores propriedades do material.

Este artigo fornecerá uma breve cartilha sobre fabricação com materiais elastoméricos.

Definição das características e propriedades mecânicas dos elastômeros

Elastômeros são materiais que têm a capacidade de esticar e depois retornar à sua forma original. Os elastômeros oferecem uma série de outros benefícios, incluindo alta elasticidade, resistência à abrasão e ao rasgo, impermeabilidade, texturas macias e resistência ao deslizamento. Eles também podem suportar flutuações de temperatura significativas e são ideais para isolamento térmico e elétrico.

Os elastômeros podem ser ajustados quimicamente para uma ampla gama de aplicações. Por exemplo, materiais elastoméricos podem ser ajustados para um rebote aprimorado para algo como uma sola de sapato ou ajustados para um produto de amortecimento de baixo rebote, como uma aderência. Eles também podem fornecer sucção e vedação. Dependendo da aplicação, selecionar o material certo pode melhorar as características desejadas da peça final.

Termoplásticos versus termofixos

É importante notar que existem dois tipos principais de elastômeros:termoplásticos e termofixos. Os termoplásticos se liquefazem quando aquecidos e solidificam quando resfriados – um processo que pode ser repetido, estendendo o ciclo de vida do material. Essa qualidade os torna especialmente úteis para a fabricação de peças moldadas por injeção em alto volume. Esses materiais poliméricos fortes são normalmente resistentes ao encolhimento, absorventes de choque e amplamente recicláveis ​​também.

Em contraste, os plásticos termofixos não podem ser derretidos e reutilizados após a peça ter endurecido. O processo de cura desencadeia uma reação química que incita a formação de ligações cruzadas tridimensionais incrivelmente fortes entre as moléculas dentro do polímero – as ligações são quase impossíveis de quebrar, mesmo sob temperaturas extremas. Devido à alta durabilidade, resistência e resistência à urdidura que essas ligações proporcionam, os termofixos são frequentemente usados ​​para reforçar outros materiais contra impactos e deformações.

Quatro fatores importantes para projetar e fabricar peças elastoméricas

Para maximizar as propriedades de material desejadas das peças elastoméricas, há algumas considerações críticas que as equipes de produto fariam bem em manter em mente.

1. Liderar com requisitos claramente definidos

Os requisitos específicos para uma determinada aplicação devem orientar a seleção do material e o projeto da peça. Ao ter uma compreensão clara desses requisitos, os fabricantes podem determinar rapidamente qual material elastomérico oferece os benefícios mais significativos.

O uso de um sistema de planejamento de requisitos de material (MRP) geralmente é benéfico para as equipes de produto. Trabalhando retroativamente a partir de planos e cronogramas de produção, esses sistemas geram listas de requisitos de componentes e materiais que fornecem visibilidade sobre quais materiais são necessários, em que quantidade e em que prazo – tudo isso pode ajudar os fabricantes a permanecer dentro do cronograma e com os recursos adequados.

2. Alcançar o rascunho apropriado

A inclinação refere-se a ângulos cônicos incorporados ao projeto da peça que ajudam a garantir que a peça seja ejetada suavemente do molde. A tiragem insuficiente não apenas torna a peça mais difícil de remover, mas também pode resultar em dobras, quebras, deformações e acabamentos superficiais inferiores à medida que o plástico esfria.

Os componentes elastoméricos normalmente requerem uma quantidade significativa de calado para evitar que o material grude no próprio molde. Adicionar textura aos pinos ejetores para dar-lhes aderência extra é outro método para aumentar a eficiência da remoção de peças de seus moldes.

3. Calibre a espessura da parede de acordo com os requisitos específicos

Geralmente, a espessura das paredes de uma peça deve ser mantida entre 1,5 e 3 mm de espessura e deve ser o mais uniforme possível. Isso ajuda a peça a resfriar mais rapidamente (reduzindo assim o tempo do ciclo) e evita o encolhimento irregular e marcas de afundamento desagradáveis. Se a aplicação de uma peça exigir espessuras de parede variadas, uma transição gradual deve ser incorporada para manter a integridade do projeto.

A natureza flexível dos materiais elastoméricos permite que as peças sejam projetadas com maior espessura de parede, bem como variações na espessura da parede. Ao aplicar pressão durante a produção, os engenheiros podem moldar ou formar o material de maneiras que não podem ser alcançadas por meio de moldagem por injeção ou ao fabricar com materiais mais rígidos.

4. Maximize a eficácia da sobremoldagem

A sobremoldagem refere-se ao processo de criação de uma camada de elastômero que é então anexada a uma peça rígida e não elastomérica. Um exemplo comum disso é a pega flexível encontrada em muitas ferramentas manuais, que oferece resistência ao deslizamento e evita que o usuário segure plástico rígido ou metal – ambos melhoram a segurança e a eficiência da ferramenta.

Para maximizar a eficácia de uma garra sobremoldada, os engenheiros precisam projetar o produto para permitir uma boa resistência de união entre os materiais elastoméricos e rígidos por meio de métodos químicos e mecânicos. A fixação química em particular é importante porque as ligações que se formam entre os dois materiais melhoram a durabilidade e longevidade da peça, ao mesmo tempo que elimina a necessidade de pré-tratamentos ou adesivos de superfície adicionais.

Fabricação eficiente de elastômeros — e muito mais

Os elastômeros são uma categoria versátil de termoplásticos semelhantes a borracha que oferecem qualidades de material significativamente aprimoradas. O conjunto exclusivo de resistências químicas e físicas dos elastômeros termoplásticos - bem como sua alta flexibilidade e resistência - permitem que os fabricantes produzam muitos dos itens com os quais interagimos todos os dias, incluindo tudo, desde câmaras de ar de bicicletas a roupas de neoprene.

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