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PROCESSOS
DE PRODUÇÃOINDUSTRIAL
Departamento de Engenharia Mecânica
FABRICO DEVIDRO
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
Departamento de En enharia Mecânica
Índice
• Composição do Vidro• Processo de Fabrico Genérico• Principais Processos de Fabrico• Moldação por Fundição• Moldação por Centrifugação
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Composição do Vidro
Os principais elementos constituintes dovidro são os seguintes:
•Sílica (SiO2 ) 70 a 72 %
•Óxido de Sodio (Na2O) 12 a 14 %
•Óxido de Cálcio (CaO) 9 a 11 %
•Óxido de Magnésio (MgO) 0 a 3 %
•Alumina (Al2O3) 1 a 2 %•Óxido de Potássio (K2O) 0 a 1 %
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Processo de Fabrico Genérico
1) Preparação da matéria prima e fusão
2) Moldação
3) Tratamento térmico
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Principais Processos de Fabrico
Processos p/ Geometrias moldadas (ex.Garrafas)• Fundição, Centrifugação, Compressão,
Sopro
Processos p/ Vidro Plano e Tubular• Estiramento, Laminagem e Flutuação
Processos p/ Fibra de Vidro• Centrifugação e Flutuação
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Moldação por Fundição
• Fundição convencional por recurso a moldes• Produtos: lentes, espelhos, alguns produtos
cristalaria• Arrefecimento controlado para minimizar tensões
residuais e evitar fractura• Acabamento posterior: Lapidação e polimento
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Moldação por Centrifugação
1. Vidro em fusão depositado no molde
2. A rotação espalha homogeneamente omaterial pela superfície do molde
Ex. Produtos: tubos de cinescópios p/ tv’s
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Moldação por Compressão
1. Deposição de vidro em fusão2. Compressão
3. Acabamento
Produtos: objectos planos (pratos, lentes, …)
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Moldação por Sopro
1. Deposição vidro na cavidade
2. Compressão da pré-forma
3. Transferência da pré-forma para molde desopro
4. Sopragem da pré-forma
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Moldação por Duplo Sopro
1. Deposição vidro na cavidade2. Fecho do molde
3. Etapa 1 da sopragem (pré-forma)4. Transferência para molde final5. Sopro da geometria final
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Processo de Estiramento (p/ vidro plano ou tubular)
1. Processo deFourcault
– ferramentarefractária + arrefecimento2. Processo de Colburn – flexão do vidro
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Processo de Laminagem (p/ vidro plano ou tubular)
• Vidro forçado por conjunto de rolos delaminagem
• Acabamento posterior da placa de vidro
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Processo de Flutuação (p/ vidro plano ou tubular)
• Vidro apoiado em metal fundido e estirado
por rolos.
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Vidro de embalagem – Etapa 1: FUSÃOSala de ComandosO processo é controladoautomaticamente desde a enfornadas matérias primas, ao controlodos fornos de fusão e moldagemdas embalagens.
Forno e Linhas de ProduçãoA fusão das matérias primas é feitaa 1.500 graus centígrados. Desde a
enforna das matérias primas até àsaída de vidro fundidocorrespondente, decorre umperíodo médio de 24 horas.
Câmara de RegeneraçãoO ar necessário para a combustãoé pré--aquecido nesta câmara, poraproveitamento dos gases decombustão. Este processopermite uma economia de energia.
Painéis de Comandodos Fornos de Fusão
Os valores das
temperaturas, pressões edo nível do vidro fundido,no interior do forno, sãocontrolados em tempo real.
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Vidro embalagem - Etapa 2: MOLDAÇÃO
Máquina de MoldagemMáquina automática IS (individual
section). O processo desenrola-seem duas fases, começando pelamoldação da pré-forma que étransferida para o molde final que,por sua vez, define o produto final.
Posto de Controlo Estatístico doProcessoAtravés do tratamento estatístico devariáveis chave é possível controlaro processo e assim garantir ocumprimento das especificações daembalagem.
Tanque de FusãoConstruidos com refractários resistentes
a altas temperaturas os fornos têmcapacidades variáveis, função da áreado tanque de fusão. Asua vida útil variade 8 a 10 anos, dependendo da taxa deutilização.
Canal de Transporte eCondicionamento Térmico do Vidro
Após a homogeneização da suatemperatura, o vidro está pronto paraser moldado, alimentando porgravidade as máquinas de moldação.O vidro é moldado a 1.200graus centígrados.
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Vidro embalagem - Etapa 3: RECOZIMENTO
Sistema de Tratamentode Superfície a Quente (TSQ)O TSQ é constituido por uma finapelícula de tetracloreto de estanhoque reforça a resistência dasembalagens à pressão interna e aoschoques mecânicos. É aplicado acerca de 400 graus centígrados.
Arca de RecozimentoApós a moldação, as embalagens sãoaquecidas a 500 graus centígrados, eseguidamente arrefecidas dumaforma controlada em fornos contínuos
horizontais, para eliminação dastensões internas criadas no decorrerda moldação. Este processo demoraentre 30 e 60 minutos.
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Vidro embalagem – Etapa 4: INSPECÇÃO
Equipamento
de Tratamento a FrioO TSF corresponde à deposição dumPolietileno que lubrifica o exterior dasembalagens,possibilitando o seu transporte emanuseamento nas linhas de enchimento,sem perigo de se riscarem .
Máquinas de Inspecçãoem LinhaA inspecção automática é feita ao aspectovisual, microfissuras no topo e fundo, calibre,estanquicidade, espessura e algumasvariantes dimensionais.
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Vidro embalagem – Etapa 4: ARMAZENAMENTOPaletização AutomáticaSobre estrados de madeira de dimensõesnormalizadas. As camadas são separadaspor madeira prensada, cartão ou plásticocompacto. Depois de devidamenteplastificadas, as embalagens estão prontaspara seguir para o cliente, podendo percorrer,se necessário, longas distâncias.
Armazém CobertoO produto acabado éarmazenado emparques cobertos.
Recolha de Vidro Usado
Toda a embalagem de vidro recolhida,é transfomada em nova embalagem.O vidro é o único material de embalagemreciclável a 100%, preservando osRecursos naturais e o ambiente
INÍCIO DOPROCESSO
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Tubo de Vidro: Estiramento
• Estiramento por rolos
• Vidro em fusão fluí sobre a ferramenta• AR forçado utilizado para gerar tubo ôco.
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Fibra de Vidro - Estiramento
• Fibras (> 0.0025 mm)são estirados atravésde orifício numa placaaquecida de liga.
• As fibras individuais sãoagrupadas
• Velocidade deestiramento: 50 m/s.
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Tratamentos Térmicos
• Recozimento – para reduzir as tensõesinternas no vidro
• Têmpera – para aumentar a resistência dovidro. Outra vantagem é que em caso dequebra um vidro temperado fractura empedaços muito pequenos, sendo poucoprovável o corte. Ideal para aplicações desegurança.
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PROCESSOS DE PRODUÇÃO INDUSTRIAIS
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Considerações de Projecto
• Considerar requisitos ópticos
• Produto deve ser projectado para suportartensões de compressão sempre maiselevadas qua as de tracção.
• Evitar aplicações sujeitas a impacto outensões elevadas.
• Raios de concordância elevados para evitarconcentração de tensões.
• Vidro sujeito a choques térmicos devepossuir um reduzido coeficiente CTE.