MATERIAIS USADOS NA
CONCEPÇÃO DE UM
AUTOMOVÉL
Que materiais poliméricos são
utilizados e quais os respectivos
componentes?
Projecto FEUP
2010/2011
Grupo MMM505
Docente: Prof. José Ferreira Duarte
Monitor: André Lhamas
Índice
Introdução Geral
Neste trabalho
pretende-se abordar o
tema de uma forma
mais geral falando das
estruturas dos
polímeros até à sua
aplicação.
Hoje em dia, é de conhecimento geral, que os
plásticos têm cada vez mais importância na nossa
sociedade. Neste trabalho iremos falar desses
materiais (poliméricos), mais vulgarmente
designados por plásticos, mas numa vertente muito
específica.
Introdução Geral
Quando falamos de peças que constituem os
automóveis pensamos, regra geral, que o material
principal é o metal. A verdade é que os plásticos têm
vindo a substituir o metal em algumas peças, e
mostram-se cada vez mais como uma aposta de
futuro.
A verdade é que a indústria
dos materiais poliméricos
tem vindo a crescer a um
ritmo alucinante com
diversas variantes.
Introdução aos Polímeros
Uma das principais e mais importantes características
dos polímeros são as mecânicas. Desta forma, Os
polímeros podem dividir-se em termoplásticos,
termorrígidos e elastómeros (borrachas).
Termoplásticos
O Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais
comuns. Pode ser fundido diversas vezes, tornando
a sua reciclagem possível, característica vantajosa
da sua utilização.
PC - Policarbonato
Aplicações: Cd’s, garrafas,
recipientes para filtros,
componentes de interiores
de aviões, divisórias,
vitrines, etc.
Termorrígidos (Termofixos)
Esta variante dos polímeros tem como principal
característica rigidez e fragilidade. Uma vez
acabados, não se voltam a fundir. O aquecimento do
polímero acabado aumenta a decomposição do
material, tornando sua reciclagem complicada.
Baquelite
Aplicações:
Usada em
tomadas,
telefones,
etc..
Elastómeros (Borrachas)
Classe intermediária entre os termoplásticos e os
termorrígidos: não são passíveis de ser fundidos,
mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos.
A reciclagem é complicada pela incapacidade de
fusão.
Elastómeros
(borrachas)
Aplicações:
pneus, câmaras
de ar, vedações,
mangueiras de
borracha.
Processo de transformação dos
polímeros
Na indústria dos polímeros existem processos de
transformação que permitem que estes dêem origem
a peças para serem utilizadas em diversas aplicações.
São muitos os processos, mas os que mais se
destacam e mais importância ganham são :
• Moldagem por Extrusão
• Moldagem por Injecção
• Moldagem por Sopro
Moldagem por Extrusão
Uma extrusora consiste
essencialmente num cilindro
em que no interior gira um
parafuso de arquimedes
(rosca sem fim), que
promove o transporte do
material plástico.
Este é progressivamente aquecido, plastificado e
comprimido. O perfil contínuo que sai da matriz,
parcialmente amolecido, é submetido a um resfriamento
numa banheira com água. Depois é picotado, para
obtenção do grão ou pellet
Moldagem por sopro
A moldagem por sopro permite a confecção de peças
oca. O processo consiste na expansão de um préformado aquecido de material plástico, sob acção de
ar comprimido, no interior de um molde bipartido.
Em contacto com o
molde, o material resfria
e endurece, permitindo a
abertura da ferramenta e
a remoção do artefacto.
Moldagem por injecção
A moldagem por injecção é o processo mais comum
de moldagem de plásticos. Consiste na introdução de
uma composição moldável fundida num molde
fechado, frio ou pouco aquecido, por intermédio de
pressão, fornecida por um êmbolo.
O material
preenche as
cavidades do molde
e o artefacto é
posteriormente
extraído.
Materiais poliméricos utilizados num
automóvel
Os automóveis têm inúmeras peças poliméricas,
como tal vamos apenas abordar alguns tipos de
polímeros usados :
-Polietileno de alta densidade (HDPE)
-Polipropileno (PP)
-Policarbonato (PC)
-Poliuretano (PU)
-Policloreto de Vinila (PVC)
Polietileno de alta densidade (HDPE)
Quimicamente é o plástico mais
simples e também é o polímero
mais comum e barato. Como é
resistente ao calor e tem uma
baixa permeabilidade é
utilizado na produção da caixa
de triângulo de reserva, do
reservatório da água do párabrisas, no sistema de
distribuição de combustível e
no próprio tanque de
combustível.
Assento de bebé para
automóvel em HDPE
Polipropileno (PP)
Plástico derivado do propeno e é facilmente
reciclável. Tem boa resistência a riscos, boa
durabilidade, flexibilidade e também é barato.
As peças que podemos encontrar num
automóvel com este polímero são imensas,
sendo provavélmente o polímero mais usado.
Policarbonato (PC)
Altifalante para automóvel
em polipropileno
)
Este polímero é termoelástico e é
bastante semelhante ao vidro, tem
grande resistência ao impacto, boa
estabilidade, resistente à chama,
capacidade de reflectir a luz e estável
em relação às radiações ultravioleta.
Automóvel com tejadilho em
policarbonato em vez do vidro
Poliuretano (PU)
É conhecido por ter um grande
isolamento, resistência a abrasão, absorve
energia com facilidade e também tem
uma fácil processabilidade. É utilizado por
exemplo nos pára-choques.
Rodas em poliuretano
Policloreto de Vinila (PVC)
Este polímero é conhecido por ser
utilizado, por exemplo, devido à sua alta
resistência a chamas e flexibilidade de
processamento, é utilizado nos filtros de
ar e de óleo, em painéis e interiores, e
fios eléctricos
Tapete para automóveis
em PVC
Vantagens
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Redução da massa
Aumento da segurança
Redução de custos
Redução do tempo de produção
Menores investimentos na
construção dos mesmos
Possibilidade de designs mais
modernos
Formatos mais complexos
Redução de emissões de CO2
Aumento do conforto
Desvantagens
• Deterioração por acção térmica e
ambiental
• Facilidade de manchas
permanentes
• Deformação permanente
elevada
• Baixa resistência ao impacto
• Dificuldade de adesão de
película de tinta
• Inflamabilidade
• Baixa estabilidade dimensional
Visita de Estudo (Simolde)
Desde o primeiro momento que nos foi atribuído este trabalho
nós pensámos fazer uma visita de estudo,no entanto,
estávamos sem muitas ideias… Na segunda reunião, o nosso
supervisor, professor José Duarte do departamento de
Engenharia Mecânica, nos deu a ideia de irmos visitar a
empresa Simoldes, sedeada em Oliveira de Azeméis.
Depois de várias tentativas de contactar
os escritórios da Simoldes finalmente
conseguimos que alguém nos atendesse!
No entanto, pareceu que a empresa não
tinha muita vontade em nos receber e
por isso obtivemos uma resposta
negativa da parte da Simoldes…
Reciclagem
Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não
podem ser reciclados de forma directa, pois não existe
uma forma de voltar a fundi-los e polimeriza-los.
Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos
não é economicamente viável devido ao seu baixo
preço e baixa densidade. Somente plásticos
consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam
bom potencial económico.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é
queimar os plásticos, transformando-os em energia.
Conclusão
A equipa MMM-505 tinha como objectivo fazer uma visita a
uma linha de campo, porém tivemos uma resposta negativa e
não tentámos outra empresa porque não era tarefa fácil
coordenar os horários de todos os elementos do grupo.
Constatámos ao longo do tempo de pesquisa que existe um
número interminável de constituintes poliméricos nos
automóveis, pelo que por esse mesmo motivo não podemos
referi-los a todos.
Podemos afirmar que a presença de materiais poliméricos nos
mais variados sectores de um automóvel é importante pois
permite toda uma vasta panóplia de vantagens em
detrimento de um baixo numero de desvantagens da sua não
utilização.