MOLDES ABERTOS.pdf - comercial fiberglass
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Introdução<br />
Os moldes usados para moldar poliésteres reforçados com fibras de vidro podem ser feitos com<br />
diferentes materiais e técnicas de construção, dependendo das exigências dos processos e de<br />
aspectos econômicos. Os processos de prensagem ou injeção a quente, que trabalham com altas<br />
pressões e altas temperaturas, necessitam de moldes metálicos capazes de suportar essas<br />
condições sem deformar. Por outro lado, os moldes usados em processos a frio e que usam baixas<br />
pressões, não precisam ser caros e pesados como os metálicos.<br />
Os moldes para processos a frio podem ser feitos de madeira, de gesso ou de poliéster reforçado<br />
com fibras de vidro, dependendo do tamanho, da geometria e do número de peças a ser extraído<br />
deles. Esses moldes podem ser abertos -para laminação manual ou a pistola -ou fechados, como os<br />
usados para RTM ou prensagem com vácuo.<br />
Este trabalho trata apenas de moldes abertos construídos em poliéster reforçado com fibras de vidro e<br />
usados nos processos de laminação manual ou a pistola. Os moldes fechados usados para<br />
prensagem com vácuo ou RTM são tratados em outras publicações da Owens Corning.<br />
Os tópicos seguintes são abordados neste trabalho.<br />
1 Regras de Projeto ..........................................................................................................4<br />
2 Construção do Modelo ..................................................................................................5<br />
3 Construção do Molde .................................................................................................. 11<br />
4 Amaciamento do Molde................................................................................................19<br />
5<br />
Desmoldagem................................................................................................................21<br />
6 Manutenção e Reforma de Moldes............................................................................. 22<br />
7 Modificações em Moldes..............................................................................................24<br />
8 Custos.............................................................................................................................26<br />
3
1-1 FÁCIL ACESSO A TODOS OS PONTOS<br />
Os processos de molde aberto são muito usados para laminar peças de grandes dimensões. Nesses<br />
casos o projetista deve levar em conta a necessidade do laminador acessar com facilidade todos os<br />
pontos da peça. Algumas peças muito grandes, como cascos de embarcações, podem exigir o uso de<br />
andaimes e de moldes basculantes para facilitar a aplicação e a roletagem dos materiais.<br />
1-2 FÁCIL DESMOLDAGEM<br />
A peça deve ser projetada para ser fácil de desmoldar. Em geral as peças feitas manualmente ou a pistola<br />
desmoldam com facilidade, devido ao encolhimento que acontece quando elas esfriam. Na maioria das<br />
vezes esse encolhimento separa a peça do molde e assim facilita a desmoldagem. Todavia, podem<br />
acontecer casos em que o encolhimento dificulta a desmoldagem, como por exemplo quando a peça<br />
encolhe fechando e apertando o molde. Isso depende da geometria da peça e o projetista deve saber<br />
evitar essas situações. Existem vários artifícios para facilitar a desmoldagem, porém o projetista deve<br />
conceber seu projeto de modo a minimizar essas ocorrências.<br />
1-3 FORMAS COMPLEXAS<br />
Peças de superfícies curvas, difíceis de ser feitas em metal, são fáceis de ser moldadas em Fiberglass. O<br />
projetista deve aproveitar ao máximo essa facilidade, não apenas para conceber peças de contorno<br />
chamativo e atraente, mas também para obter estruturas rígidas que dispensam ou minimizam o uso de<br />
nervuras. Superfícies planas e flexíveis devem ser evitadas. Em seu lugar o projeto deve incluir formas<br />
complexas, que têm melhor aparência e maior rigidez.<br />
1-4 DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES<br />
1-5<br />
Ao contrário dos metais, o Fiberglass não é dúctil e não acomoda as tensões localizadas em pontos de<br />
descontinuidade geométrica. Os metais escoam e absorvem essas tensões como deformação<br />
permanente, porém o Fiberglass não tem essa capacidade e pode sofrer trincas nesses locais. Para<br />
minimizar esse problema, o projetista deve evitar variações bruscas na espessura e na geometria das<br />
peças. As mudanças de espessura devem ser feitas com caimento gradual, e os cantos devem ser<br />
engrossados para minimizar essas concentrações de tensões.<br />
EMENDAS<br />
De preferência as peças devem ser construídas inteiriças, sem emendas. Entretanto, por razões de<br />
montagem, transporte, manutenção ou outras, tais emendas podem ser inevitáveis. Nesses casos o<br />
projetista deve estar atento para posicionar de maneira correta essas emendas, para facilitar a montagem<br />
e o transporte, sem prejudicar os aspectos estéticos da peça.<br />
2 CONSTRUÇÃO DO MODELO<br />
Os processos de laminação por contato não necessitam de pressão e trabalham a temperatura ambiente.<br />
Isso permite o uso de moldes simples e de baixo custo, geralmente construídos em Fiberglass. Os moldes<br />
de Fiberglass são copiados de modelos feitos de argila, ou de gesso ou de madeira.<br />
Geralmente é dito que a superfície do modelo deve reproduzir com fidelidade a geometria da peça. Isso,<br />
porém, pode não ser verdade. Se o modelo reproduzir fielmente os detalhes da peça, o molde copiado<br />
dele também reproduzirá, em negativo, esses detalhes. Porém, as peças<br />
5
6<br />
encolhem e deformam quando esfriam e por isso não reproduzem a geometria original. Assim,<br />
se o modelo estiver "correto", reproduzindo com precisão a geometria desejada, a peça<br />
provavelmente ficará deformada. Dai concluímos que peças de geometria "correta" somente<br />
podem ser obtidas de moldes "deformados". A deformação do molde deve ser igual e contrária<br />
à da peça. O problema está em conhecer a priori essa deformação, para que ela possa ser<br />
compensada no modelo e dai, por cópia, no molde. Este assunto será abordado mais adiante,<br />
quando falarmos de empenamento. No momento vamos descrever o processo de construção<br />
do modelo e do molde supondo que não exista o problema de empenamento.<br />
Na maioria das vezes os modelos são feitos de madeira, ou de gesso ou ainda de argila. Em<br />
alguns casos eles podem ser construídos a partir de uma peça pré-existente, fazendo nela as<br />
modificações desejadas. As técnicas de construção de modelos pertencem a atividades<br />
desvinculadas da tecnologia do Fiberglass, e por isso não serão apresentadas de maneira<br />
abrangente ou profunda neste trabalho. Este trabalho trata das técnicas usadas para construir<br />
moldes. As técnicas de construção de modelos serão mencionadas de maneira superficial e<br />
apenas para modelos grandes, feitos em madeira.<br />
2-1 ESTRUTURA DO MODELO<br />
A estrutura dos modelos é construída em madeira compensada e serve três funções.<br />
. Assegurar as dimensões críticas do projeto.<br />
. Dar rigidez e manuseabilidade ao modelo.<br />
. Servir de base para o entabuamento.<br />
A localização das placas ou pranchas da estrutura depende da geometria do modelo e de suas<br />
dimensões críticas. E prática comum, principalmente na indústria naval, colocar placas<br />
transversais nas posições cujas dimensões são especificadas no desenho. Esse procedimento<br />
assegura a fidelidade dimensional nessas posições. As pranchas ou placas longitudinais são<br />
posicionadas da mesma maneira, ou conforme melhor aprouver ao modelista. As placas<br />
transversais e as longitudinais devem ser cortadas e montadas de modo a acompanhar o<br />
contorno desejado para a superfície do modelo.<br />
2-2 ENTABUAMENTO DO MODELO<br />
As tábuas são fixadas na estrutura para formar a superfície desejada. A escolha do material<br />
usado para entabuamento depende principalmente do contorno ou formato do modelo. Os<br />
modelos de curvaturas simples podem ser feitos com tábuas finas de madeira compensada,<br />
com uma borda côncava e a outra convexa, para facilitar o encaixe e reduzir as frestas nas<br />
juntas. As tábuas devem ser pregadas ou parafusadas nas pranchas da estrutura. 0<br />
entabuamento deve ser feito com tábuas largas para minimizar o número de juntas.<br />
Se a superfície for plana, o entabuamento pode ser feito com placas de fórmica.<br />
As superfícies com curvas reversas e complexas são difíceis de modelar com tábuas e devem<br />
ser feitas com argila, gesso ou espuma rígida de poliuretano.<br />
Ao terminar o entabuamento, a superfície do modelo fica bem delineada. As tábuas<br />
acompanham e reproduzem o formato desejado para a peça. Em seguida é feito o<br />
masseamento.
ABA DE CONTENÇÃO<br />
Os modelos e os moldes para laminação a pistola devem ser construídos com uma aba ou flange<br />
acompanhando seu perímetro. Essa aba serve para coletar o "overspray" de material aplicado a pistola e<br />
impedir que ele caia no chão. No processo de laminação a pistola, "overspray" é o material (fibras e<br />
resina) que fica fora da linha de corte da peça. Para reduzir a emanação de estireno no local de trabalho,<br />
o overspray deve ser coletado e impedido de cair e espalhar no chão. A aba de contenção, medida a partir<br />
da linha de rebarbação, deve ter 20 cm de largura.<br />
MASSEAMENTO<br />
A superfície entabuada reproduz o formato da peça, mas não tem bom acabamento. O acabamento é feito<br />
masseando, lixando e polindo a superfície. O masseamento é feito para esconder as frestas e demais<br />
irregularidades de grandes dimensões. As frestas devem ser enchidas com massa plástica e em seguida<br />
lixadas com lixa #120. Depois de massear e lixar as frestas, todo o modelo é masseado, para nivelar a<br />
superfície e eliminar possíveis irregularidades. A superfície masseada é então acertada para contorno e<br />
lixada com lixa #120 em lixadeira orbital.<br />
o masseamento, acerto de contorno e lixamento devem ser repetidos até a superfície ficar lisa, regular e<br />
acompanhar com exatidão o formato desejado. O pó de lixamento pode ser removido com estopa<br />
molhada em acetona.<br />
o lado não acabado do modelo, isto é, o lado oposto à superfície acabada, deve ser coberto com uma<br />
demão de resina poliéster. Essa demão de resina evita que a madeira absorva umidade. e serve para<br />
manter inalteradas as dimensões do modelo. Os locais da peça onde serão colocados insertos ou onde<br />
serão feitas furações para fixação de outros componentes devem ser marcados sobre a superfície do<br />
modelo, para daí serem transferidos ao molde e dele às peças. Feito isso, a superfície está pronta para<br />
receber o acabamento final.<br />
2-5 ACABAMENTO<br />
As marcas de lixa e outras irregularidades superficiais podem ser eliminadas aplicando a pistola uma<br />
demão de gelcoat primer parafinado. Esse gelcoat primer deve ser lixado com lixa d'água progredindo de<br />
#200 a #600 e depois polido com massa de polir automóveis. Feito isso a superfície do modelo se<br />
apresenta lisa e brilhante e está pronta para receber o selador e em seguida o desmoldante.<br />
Nota sobre massa plástica<br />
A massa plástica pode ser feita "em casa", tomando como base a formulação seguinte;<br />
Poliéster rígido<br />
Poliéster flexível<br />
Talco<br />
Estearato de zinco<br />
Estireno<br />
Acelerador e catalisador<br />
7 partes<br />
3 partes<br />
10 partes<br />
0,5 partes<br />
variável<br />
variável<br />
o masseamento e o acabamento aumentam as dimensões do modelo em 1 ou 1,5 mm. Isso deve ser<br />
levado em conta ao construir a estrutura de madeira.<br />
7
8<br />
2-6 SUPERFíCIE TEXTURIZADA<br />
Superfícies texturizadas ou com acabamento especial podem ser incorporadas no modelo<br />
colando nele materiais que tenham o padrão molde edesejado.<br />
Esse padrão é então transferido ao ada<br />
dele para as peças. A superfície texturiz comodeve<br />
ser selada e coberta com desmoldante<br />
descrito a seguir.<br />
2-7 SELADOR<br />
o selador é aplicado na superfície polida para encher as micro-porosidades existentes nela. Essas<br />
micro-porosidades estão sempre presentes em gelcoats, mesmo naqueles formulados com agentes<br />
desaerantes e aplicados com múltiplas passagens da pistola para facilitar a desaeração. Nos gelcoats de<br />
moldes e de modelos, essas micro porosidades devem ser seladas para facilitar a desmoldagem.<br />
Veremos mais adiante que os seladores devem ser aplicados também nos moldes para dar a eles<br />
superfícies lisas e isentas de micro-porosidades.<br />
2-8 DESMOLDANTE<br />
o gelcoat primer, depois de lixado, polido e selado, deve ser coberto com material desmoldante. O melhor<br />
desmoldante para essa finalidade, que assegura desmoldagem sem dificuldades, é o álcool polivinílico.<br />
Infelizmente o álcool polivinílico não dá bom acabamento, liso e brilhante, como é desejado para a<br />
superfície de modelos. Por isso ele geralmente é complementado com uma demão de cera, aplicada e<br />
polida com suavidade. A cera dá ao modelo o acabamento liso e brilhante, enquanto o álcool polivinílico<br />
assegura a desmoldagem.<br />
Assim terminamos a construção do modelo. Geralmente os modelos são construídos, usados para fazer<br />
alguns moldes, e depois deixados de lado para ser usados novamente no futuro. Para evitar deformações,<br />
os modelos de madeira devem ser guardados em lugar seco e nunca devem ser expostos ao sol. Em<br />
alguns casos pode ser conveniente fazer o modelo em Fiberglass que, ao contrário da madeira, não<br />
absorve umidade e por isso tem excelente estabilidade dimensional.<br />
Nota sobre empenamento<br />
o empenamento observado em peças de Fiberglass é causado pelo encolhimento dos laminados. Esse<br />
encolhimento tem três causas. A primeira é a perda de massa resultante da evaporação de estireno. A<br />
segunda é a redução de volume que acontece quando a resina cura. A terceira é o esfriamento dos<br />
laminados, que curam em altas temperaturas e em seguida esfriam até a temperatura ambiente.<br />
o encolhimento pode ser minimizado de várias maneiras.<br />
. Usando resinas de baixa reatividade. Essas resinas curam com pequena densidade de interligação<br />
e por isso encolhem menos que as de maior reatividade.<br />
. Usando resina com baixo teor de estireno, ou com aditivos supressores de evaporação de e8tireno.<br />
. Evitando altas temperaturas no processo. Os laminados curados em altas temperaturas encolhem<br />
.<br />
mais que os que curam em temperaturas mais baixas.<br />
Adicionando no laminado cargas com baixos coeficientes de dilatação térmica.
Vamos mostrar como o encolhimento gera empenamento. Imediatamente após a resina ser aplicada,<br />
enquanto ainda no estado líquido e à temperatura ambiente, ela ocupa seu espaço no molde em estado<br />
livre de tensões. Ao curar ela encolhe e esquenta, sendo o encolhimento da cura contrariado pela<br />
dilatação devida ao incremento de temperatura. Podemos ter uma idéia quantitativa desses eventos<br />
contrários lembrando que as resinas de reatividade média tem um encolhimento linear de 2% quando<br />
curam, e uma expansão linear de até 1 ,2% devida ao incremento de temperatura.<br />
Assim, o encolhimento linear devido à cura excede a dilatação térmica em aproximadamente 0,8%.<br />
Acontece, porém, que o encolhimento linear observado na prática é muito pequeno, bem menor que os<br />
0,8% que poderíamos esperar como resultado dessa argumentação.<br />
Por que o laminado não encolhe, quando deveria ter encolhido 0,8% ? Essa aparente anomalia pode ser<br />
explica da considerando que durante grande parte da cura a resina, apesar de gelatinizada, ainda mantém<br />
um alto grau de mobilidade molecular e é capaz de absorver esse encolhimento como deformação<br />
plástica. Isso, aliado ao fato do laminado curar confinado pelo molde, explica essa aparente discrepância.<br />
Como a peça cura confinada pelo molde, ela é impedida de encolher lateralmente, sendo forçada a retrair<br />
na direção da espessura. Essa contração na espessura acontece enquanto a resina estiver em estado de<br />
semi-cura, capaz de aceitar deformações plásticas. A dilatação devida ao aquecimento e a maior parte do<br />
encolhimento de cura acontece nessa condição e se manifestam como variação de espessura e não<br />
como variação de largura ou de comprimento.<br />
Fica claro então que o encolhimento devido à cura da resina e à evaporação do estireno tem influência<br />
pequena nas dimensões finais da peça, sendo absorvidos em sua maioria como redução de espessura.<br />
Até aqui tudo bem, observamos que a cura avançou bastante, o laminado mostra estar rígido e o<br />
encolhimento devido à cura e à evaporação do estireno foi absorvido como redução de espessura. Nesse<br />
estágio do processo o laminado ainda está quente e, apesar do avançado estado de cura, ainda é capaz<br />
de sustentar pequenas deformações plásticas. Essas deformações plásticas, porém, se tornam cada vez<br />
mais lentas a medida que a cura prossegue.<br />
Voltando nossa atenção para a peça, observamos que ela atinge o pico exotérmico e começa a esfriar. Ao<br />
esfriar o laminado estrutural pode encolher até 0,35%.. O gelcoat, que não tem fibras de vidro, pode<br />
encolher bem mais que isso, talvez 1,2%.<br />
Lembrando que o laminado está confinado lateralmente pelo molde, uma parte desse encolhimento é<br />
dissipada como deformação plástica e o restante é acomodado como tensões residuais que geram<br />
empenamento. Quanto mais lento for o resfriamento e quanto mais tempo a peça ficar no molde, maior<br />
será a parcela de encolhimento absorvida como deformação plástica, menores serão as tensões residuais<br />
e menor será o empenamento. Isso explica porque as peças que curam no molde deformam menos que<br />
as que são desmoldadas prematuramente. O argumento que acabamos de apresentar é muito importante<br />
para explicar e evitar empenamentos. Para facilitar o entendimento vamos repetir que a maior parte do<br />
empenamento acontece quando a peça esfria e não quando a resina cura. Quando o esfriamento<br />
acontece, se a peça for construí da com laminado não simétrico, as camadas que encolhem mais (gelcoat)<br />
interagem com as que encolhem menos (Iaminado estrutural) e nesse processo causam empenamento.<br />
Tudo isso acontece com a resina ainda não totalmente curada e capaz de absorver parte da retração<br />
como redução de espessura e como deformação plástica. Porém, nem toda retração é acomodada assim<br />
e parte dela é transformada em tensões residuais que geram<br />
9
10<br />
empenamentos. Vemos então que os empenamentos acontecem quando laminados assimétricos esfriam.<br />
A influência do esfriamento no encolhimento pode ser confirmada notando que o desenho das fibras no<br />
gelcoat aparece com intensidade somente após a peça esfriar. Nas peças quentes, que ainda não<br />
encolheram, quase não se nota o desenho das fibras no gelcoat.<br />
Apesar das resinas poliéster encolherem na cura, a maior parte desse encolhimento é acomodada como<br />
redução de espessura e tem pouca influência no empenamento e nas dimensões das peças. Os<br />
empenamentos acontecem quando laminados assimétricos esfriam. Portanto, para minimizar<br />
empenamentos em laminados assimétricos, devemos evitar altas exotermias na cura. Quanto menor for a<br />
temperatura de cura, menor será o empenamento.<br />
Os empenamentos podem ser minimizados usando baixos teores de catalisador e de aceleradol:; e<br />
evitando excessos localizados de resina, principalmente nos cantos das peças, onde o encolhimento fecha<br />
o ângulo e amplifica as deformações. E aconselhável deixar a peça esfriar no molde, para que o<br />
encolhimento seja parcialmente absorvido como deformações plásticas. As peças curadas no molde<br />
empenam menos que as desmoldadas antes da cura completa. É por isso que o problema de<br />
empenamento não é muito acentuado em cascos de embarcações, que ficam vários dias no molde, sendo<br />
mais grave em peças menores e de ciclo rápido, que são desmoldadas prematuramente.<br />
Na grande maioria dos casos, os transformadores procuram obter alta produtividade ativando a resina<br />
para cura rápida e fazendo a desmoldagem antes da cura completa. Essa combinação de alta exotermia<br />
com desmoldagem prematura gera muito empenamento. Uma maneira de compensar os empenamentos<br />
resultantes dessa prática é construir moldes "deformados" com deformação negativa, isto é, contrária à<br />
esperada para a peça. Vamos ver como isso pode ser feito.<br />
Primeiro construímos um modelo e um molde não deformados, reproduzindo fielmente a geometria<br />
desejada. Esse molde, construí do sem deformação, é usado para moldar uma peça, exatamente como a<br />
desejada, com as mesmas matérias primas, mesma espessura e mesma ativação para cura. Essa peça é<br />
então desmoldada e deixada para completar a cura fora do molde, exatamente como será feito em<br />
produção. Essa peça vai encolher e empenar como explicamos anteriormente.<br />
Em seguida medimos e compensamos no molde a deformação observada. Isso pode ser feito aplicando<br />
massa plástica ou gelcoat primer sobre a peça até restaurar sua forma original. Em seguida a massa<br />
plástica é removida da peça e colocada sobre o modelo. Assim fazendo, estamos transferindo para o<br />
modelo o negativo da deformação real observada na peça. Esse modelo corrigido -deformado -é usado<br />
para construir um novo molde, o qual sai com deformações contrárias das que ocorrerão no processo. As<br />
peças extraídas desse molde, ao deformar, tomam a forma desejada. Dessa maneira é possível<br />
compensar no molde as deformações esperadas e assim eliminar o empenamento. Essa técnica é útil<br />
para compensar empenamentos de superfícies planas em peças de pequenas dimensões.
3 CONSTRUÇÃO DO MOLDE<br />
Terminado o modelo, com ou sem a compensação para corrigir empenamentos, passamos ao molde.<br />
Assim como o modelo, o molde deve ser construído com esmero e paciência.<br />
Os moldes para laminação manual ou a pistola servem duas funções:<br />
a)<br />
Reproduzir com fidelidade os detalhes desejados para a peça.<br />
b) Manter inalteradas suas dimensões, apesar das variações de temperatura e de umidade a que serão<br />
submetidos.<br />
Além disso, os moldes devem também ter boa resistência a solventes, principalmente ao estireno, e<br />
suportar altas temperaturas sem deformar.. Os moldes metálicos atendem muito bem essas exigências<br />
mas são muito pesados e caros. Os feitos em madeira são leves e baratos, mas não tem boa estabilidade<br />
dimensional e tem vida curta.<br />
Os moldes metálicos são pouco usados nos processos de laminação manual ou a pistola. Os de madeira<br />
encontram aplicação quando o número de peças a produzir for muito pequeno. Na grande maioria das<br />
vezes, os moldes para laminação manual ou a pistola são construídos em Fiberglass. Os moldes de<br />
Fiberglass são leves, de baixo custo, resistem relativamente bem ao ataque de estireno e tem<br />
estabilidade dimensional satisfatória.<br />
Os moldes de Fiberglass são feitos com resinas e gelcoats especiais, que tem alta resistência ao ataque<br />
de solventes (estireno) e alta temperatura de termodistorção.<br />
A superfície dos moldes de Fiberglass pode ser feita com metal eletrodepositado, para melhorar ainda<br />
mais a resistência ao ataque do estireno. Também a estabilidade dimensional desses moldes pode ser<br />
aumentada com nervuras metálicas. Dessa maneira é possível aliar a facilidade de fabricação do<br />
Fiberglass com a estabilidade dimensional e resistência a solventes dos metais. Vamos agora descrever a<br />
técnica convencional para construir moldes feitos em Fiberglass.<br />
3-1 BICO DE AR<br />
É melhor prevenir que remediar. Os moldes devem ter pelo menos um bico para entrada de ar comprimido,<br />
mesmo que sua geometria seja favorável à desmoldagem e à primeira vista isso não seja necessário. Os<br />
bicos são colocados nos locais mais favoráveis à desmoldagem, sobre o modelo, antes de aplicar o<br />
gelcoat.<br />
3-2 GELCOAT<br />
o gelcoat tem no molde a mesma função que ele tem nas peças de Fiberglass, isto é, prover uma<br />
superfície lisa e de alto brilho. Porém, o gelcoat de moldes deve satisfazer algumas exigências<br />
específicas, que geralmente não são importantes nos usados em peças. Entre essas exigências estão a<br />
necessidade de resistir ao ataque de estireno e ter alta estabilidade térmica. A resistência a estireno é<br />
necessária para que o molde mantenha a superfície lisa e brilhante por muito tempo, sem exigir<br />
polimentos frequentes. A alta estabilidade térmica é desejável para retardar o surgimento de ondulações<br />
superficiais oriundas de deformações provocadas por altas temperaturas.<br />
Assim, a resina usada para fazer gelcoat de moldes deve ter alta reatividade e alto peso molecular.<br />
1
12<br />
As resinas poliéster isoftálicas de alta reatividade, bem como as viniléster Novolac, têm boa resistência a<br />
solventes e a altas temperaturas e são muito usadas para fazer gelcoats de moldes. Os gelcoats para<br />
moldes são comprados de fabricantes especializados, já preparados e prontos para uso.<br />
o gelcoat deve ser aplicado com pistola, em duas camadas de cores contrastantes para permitir avaliação<br />
visual do desgaste do molde e facilitar a programação das paradas para manutenção. A primeira camada<br />
deve ter baixo teor de pigmento (para melhorar o brilho) e deve ser aplicada em duas demãos de 0,2 mm<br />
cada. Essas demãos devem ser aplicadas a pistola úmido-sobre- úmido, isto é, sem esperar pela cura da<br />
primeira para aplicar a segunda. A camada de 0,4 mm é aplicada em duas demãos finas de 0,2 mm para<br />
facilitar o escape de ar e assim reduzir a porosidade do gelcoat.<br />
A figura mostra em corte as duas camadas de gelcoat usadas para fazer moldes. A camada inferior forma<br />
a superfície do molde e deve ser aplicada em duas demãos de 0,2 mm, úmido- sobre-úmido. A superior<br />
deve ser aplicada após a cura da inferio/:<br />
A segunda camada é aplicada em uma demão, tem 0,2 mm de espessura, e deve ter alto teor de pigmento<br />
de cor contrastante com a do usado na primeira camada. Essa diferença entre cores serve para indicar o<br />
grau de desgaste do molde.<br />
Os moldes sofrem desgaste quando são lavados com solventes, quando são lixados e quando são<br />
polidos para restaurar o acabamento superficial. O grau de desgaste pode ser avaliado visualmente pela<br />
intensidade das cores contrastantes. Esse controle permite programar a construção de moldes novos, ou<br />
o reparo dos existentes, sem maiores transtornos.<br />
A primeira camada de gelcoat, repetimos, deve ser aplicada em duas demãos, úmido-sobre- úmido, com<br />
apenas um pequeno intervalo entre elas, para permitir o escape de ar. A aplicação deve ser<br />
úmido-sobre-úmido para evitar que o estireno da segunda demão ataque o gelcoat da primeira, estando<br />
ele curado e tendo apenas 0,2 mm de espessura.<br />
A segunda camada deve ser aplicada após a cura da primeira, para evitar escorrimentos resultantes de<br />
uma camada líquida com 0,6 mm de espessura.<br />
o laminador deve se familiarizar com o gelcoat antes de aplicá-lo. Como o gelcoat de molde é diferente do<br />
usado rotineiramente em produção, ele pode exigir um enfoque ligeiramente diferente, e é bom que isso<br />
seja sabido antes de iniciar a aplicação. O operador deve fazer um laminado experimental sobre uma<br />
placa de vidro. Nessa placa são aplicados o gelcoat e em seguida 3 ou 4 camadas de manta com 450<br />
g/m2 .O gelcoat pode ser aplicado no modelo se tudo correr bem com esse laminado experimental.
Nota sobre espessura de gelcoats<br />
Os gelcoats aplicados a pistola perdem por evaporação uma quantidade apreciável de estireno. Um<br />
estudo recente publicado pela CFA -Composites Fabricators Association- afirma que em média 60% do<br />
estireno presente no gelcoat evapora quando a aplicação é feita a pistola. Considerando que o gelcoat<br />
tenha em média 40% de estireno, e tomando 60% de 40%, concluímos ser de aproximadamente 25% a<br />
perda de peso por evaporação. Assim, para compensar essa perda e obter as espessuras desejadas, é<br />
necessário aplicar uma quantidade de gelcoat 35% maior que aquela que permanece no molde.<br />
3-3 ARREDONDAMENTO DOS CANTOS<br />
Quando o gelcoat estiver curado, antes de iniciar a aplicação do laminado estrutural, os cantos vivos do<br />
modelo devem ser arredondados com massa feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia<br />
malha 40. Os cantos arredondados facilitam a laminação e minimizam as falhas entre o gelcoat e o<br />
laminado estrutural.<br />
3-4 CHAPA DE REBARBAÇÃO<br />
É desejável que o perímetro do molde acompanhe com precisão a linha de corte das peças. Isso deve ser<br />
assim para que as peças possam ser extraídas rebarbadas e com as dimensões desejadas, sem<br />
necessitar acertos posteriores. A rebarbação é feita passando faca ou espátula ao longo do perímetro do<br />
molde, antes da resina atingir um grau avançado de cura.<br />
O molde deve ser protegido contra danos causados pela faca ou espátula de rebarbação. Isso é feito<br />
embutindo nele uma chapa de aço inoxidável ao longo da linha de corte da peça. Essa chapa serve de<br />
guia para as facas e as espátulas.<br />
o acerto final das bordas da peça (quando necessário) deve ser feito com lixadeira, após a desmoldagem.<br />
A chapa de rebarbação deve ser de aço inoxidável, que não oxida (como as de aço carbono), nem sofre<br />
desgaste acentuado com o uso (como as de alumínio).<br />
13
14<br />
Nota sobre a chapa de rebarbação<br />
Nos moldes sem aba de contenção, a linha de corte coincide com a borda do molde e a chapa de<br />
rebarbação pode ser embutida no laminado. Nos moldes com aba de contenção, a linha de corte não<br />
coincide com a borda do molde e a chapa de rebarbação não pode ser embutida. Nesses casos, a chapa<br />
de rebarbação deve ser posicionada sobre o modelo, acompanhando a linha de corte, antes de aplicar o<br />
gelcoat e prosseguir com a construção do molde.<br />
As figuras mostram as chapas de rebarbação embutidas nos moldes. As chapas de rebarbação servem<br />
para guiar as facas ou espátulas na remoção das rebarbas verdes (não curadas).
3-5 LAMINAÇÃO DO MOLDE<br />
A primeira camada estrutural deve ser laminada entre 8 e 12 horas após a aplicação do gelcoat. Esse<br />
tempo de espera é suficiente para o gelcoat curar e não ondular quando receber o laminado estrutural. A<br />
resina usada para fazer moldes deve ter alto ponto de termodistorção para minimizar as deformações que<br />
acontecem com o uso. O laminado estrutural deve ser feito com a mesma resina usada para fazer o<br />
gelcoat. A laminação deve seguir a sequência seguinte:<br />
. Primeiro é laminada uma camada de manta fina (225 g/m2), com alto teor de vidro. O teor de vidro<br />
deve ser alto para minimizar as ondulações e a marcação do desenho das fibras. Tecidos de malha<br />
fechada e com baixa gramagem podem ser usados como alternativa à manta de 225 g/m2 .Esses<br />
tecidos permitem obter altos teores de vidro, que é bom para minimizar ondulações. É importante<br />
que o tecido tenha malha bem fechada para que o desenho dele não seja transferido à superfície do<br />
molde.<br />
. A segunda camada de manta, também com 225 g/m2, deve ser aplicada após a cura da primeira. E<br />
necessário esperar pela cura da primeira camada antes de aplicar a segunda, para evitar as altas<br />
exotermias e o encolhimento que acompanha o esfriamento. Essas duas camadas não podem ter<br />
falhas de laminação. As bolhas de ar que não puderem ser eliminadas na laminação devem ser<br />
cortadas e enchidas com massa feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia malha 40.<br />
. o mesmo procedimento deve ser adotado para as camadas seguintes, até que a espessura final<br />
{mínimo de 6 mm) do molde seja atingida. Apenas as duas primeiras camadas de manta, que ficam<br />
próximas ao gelcoat, devem ter gramagem de 225 g/m2. As demais podem ser construídas com<br />
mantas de 450 g/m2 ou até mesmo com roving aplicado a pistola. É importante esperar pela cura da<br />
camada anterior antes de aplicar a seguinte, para evitar o encolhimento associado às altas<br />
exotermias.<br />
Nota sobre o tempo de espera entre a laminação de camadas.<br />
Ao abordar esse assunto temos que distinguir entre o tempo de espera para laminar sobre gelcoats e o<br />
tempo de espera para laminar sobre camadas estruturais. Vamos começar pelo gelcoat.<br />
o tempo mínimo de espera entre a aplicação do gelcoat e a laminação da primeira camada estrutural deve<br />
ser igual ao chamado tempo de toque. O tempo de toque acontece quando o gelcoat estiver<br />
suficientemente curado para não marcar a ponta dos dedos ao ser tocado. Se a laminação for feita antes<br />
do tempo de toque, o estireno contido na resina pode atacar e enrugar o gelcoat. Quanto maior a espera<br />
após o tempo de toque, mais o gelcoat é capaz de resistir ao ataque do estireno e menor será o<br />
enrugamento e a ondulação.<br />
Assim, para obter gelcoats lisos e sem ondulações, é melhor esperar um longo tempo antes de aplicar a<br />
primeira camada estrutural. Acontece, porém, que se essa espera for muito longa duas coisas ruins<br />
podem acontecet: Uma delas é que o laminado estrutural pode ter dificuldade para aderir ao gelcoat. A<br />
outra é que o gelcoat pode separar do molde antes da laminação da primeira camada estrutural. Esse<br />
último problema é conhecido como pré-desmoldagem ou desplacamento.<br />
Portanto, temos uma janela de tempo para laminar sobre gelcoats. O tempo mínimo de espera é<br />
determinado pelo ponto de toque, para evitar enrugamento. O tempo máximo não fica bem definido,<br />
porém quanto mais longo ele for; menor será o ondulação da superfície e major será a probabilidade de<br />
desplacamento e de falta de aderência. Vamos arriscar uma quantificação desses tempos de espera.<br />
15
16<br />
Tempo mínimo de espera<br />
Tempo ótimo, admitindo pequenas ondulações<br />
Tempo sugerido para minimizar ondulações<br />
Tempo máximo de espera para evitar desplacamento<br />
tempo de toque<br />
1 a 2 horas<br />
4 a 6 horas<br />
24 horas<br />
A tabela acima nos diz que a laminação da primeira camada estrutural pode ser iniciada imediatamente<br />
após ser atingido o tempo de toque, digamos 30 a 40 minutos depois de aplicar o gelcoat. Porém, se<br />
desejarmos uma superfície lisa e sem ondulações, é melhor esperar; umas 4 a 6 horas depois de aplicar o<br />
gelcoat. Se o tempo de espera passar de 24 horas o gelcoat pode apresentar problemas de desplacamento<br />
ou dificuldade de aderência ao laminado estrutural.<br />
Para o laminado estrutural não existe a possibilidade de enrugamento e por isso não se fala em tempo de<br />
toque. A regra para laminados estruturais é aplicar imediatamente camada sobre camada,<br />
úmido-sobre-úmido, para ganhar produtividade. Isso, porém, deve ser feito com cautela para evitar as<br />
conseqiiências das altas exotermias, como empenamento da peça, desenho de fibras e ondulações do<br />
gelcoat. Para evitar esses problemas, os moldes devem ser feitos com longos tempos de espera entre a<br />
laminação das camadas.<br />
POS-CURA<br />
Sabemos que os moldes devem ter boa resistência a solventes e a altas temperaturas. Sabemos também<br />
que, para evitar altas exotermias, eles devem ser construídos de maneira lenta e gradual. Acontece que<br />
os laminados curados com baixa exotermia não tem boa resistência a solventes e a altas temperaturas.<br />
Para conciliar essa divergência, os moldes devem ser pós-curados. A pós-cura deve ser feita com o molde<br />
no modelo, aplicando incrementos graduais de temperatura. A pós-cura deve durar pelo menos 1 hora em<br />
temperatura 10°C acima do ponto de transição vítrea da resina. Depois de pós-curado, o molde deve ser<br />
resfriado lentamente. Depois de pós- curado, o molde pode ser estruturado.<br />
ESTRUTURAÇÃO<br />
Os moldes devem ter espessura maior que 6,0 mm. Muitas vezes essa espessura não é suficiente para<br />
dar a rigidez necessária. Se o molde for pequeno e tiver geometria complexa, talvez esses 6,0 mm sejam<br />
suficientes. Porém, os moldes de maior dimensão precisam ser enrijecidos com aumento da espessura<br />
ou com nervuração. As nervuras permitem fazer moldes leves, rígidos e de baixo custo. Elas são<br />
particularmente necessárias para fazer moldes de grandes dimensões, que sem elas seriam muito<br />
flexíveis ou muito pesados.<br />
As nervuras podem ser construídas diretamente no molde, laminando camadas de Fiberglass sobre<br />
formas de espuma rígida de poliuretano, ou de papelão, ou de madeira. Essas formas devem acompanhar<br />
as curvaturas do molde e são colocadas sobre ele para dar forma às nervuras. É evidente que para uma<br />
mesma geometria as formas de madeira são mais rígidas que as de poliuretano ou de papelão, porém a<br />
madeira pode absorver umidade e prejudicar a estabilidade dimensional do molde.<br />
As nervuras de Fiberglass laminadas diretamente sobre as formas tem forte tendência a marcar o gelcoat,<br />
o que é fácil de entender quando lembramos que elas ao curar encolhem e repuxam o molde. Esse repuxo<br />
marca o gelcoat e pode ser minimizado aumentando a espessura do molde e laminando as nervuras de<br />
maneira lenta e gradual.
Os moldes podem também ser estruturados com nervuras pré-moldadas feitas de aço ou de Fiberglass.<br />
As nervuras de aço são feitas com perfís retangulares soldados de modo a acompanhar as curvaturas do<br />
molde. A soldagem pode ser feita com os perfis sobre o molde, posicionados para acompanhar as<br />
curvaturas da superfície. Para evitar distorções, a soldagem deve ser feita antes de colar os perfis no<br />
molde.<br />
Mostra a massa de forração usada entre as nervuras de aço e o laminado do molde. Essa massa pode ser<br />
feita com 4 partes de areia e uma de resina, ou com material elastomérico (borracha).<br />
As nervuras pré-moldadas de aço são feitas soldando barras retangulares que acompanham as<br />
curvaturas do molde. Essas nervuras são ajustadas ao molde usando como forro uma massa de baixo<br />
encolhimento feita misturando 1 parte de resina com 4 partes de areia malha 40. O ajuste é feito<br />
interpondo essa massa entre o molde e a nervura e em seguida comprimindo manualmente um contra o<br />
outro para expulsar o excesso. O excesso de massa, expulso na compressão, deve ser removido antes de<br />
curar. Essa massa deve ser aplicada em grande quantidade para assegurar contato integral e uniforme da<br />
nervura com a superfície do molde. Como essa massa tem baixo encolhimento, ela praticamente não<br />
marca o gelcoat. A fixação final das nervuras é feita com tiras de manta de 225 g/m2.<br />
As nervuras pré-moldadas em Fiberglass são ajustadas e fixadas da mesma maneira.<br />
A seguir apresentamos as regras para nervurar moldes,<br />
.<br />
.<br />
A largura, a altura e a distância das nervuras devem ser determinados em função das dimensões e<br />
da geometria do molde. Por exemplo, moldes de grandes dimensões exigem nervuras maiores que<br />
moldes de pequenas dimensões. Moldes de curvatura pouco acentuada exigem nervuras mais<br />
próximas que os de grande curvatura. As áreas de contato das nervuras com os moldes devem ser<br />
as mais largas possíveis, para minimizar marcações no gelcoat.<br />
As nervuras laminadas diretamente no molde devem ser aplicadas após a cura plena do laminado<br />
estrutural. A resina usada para laminar as nervuras deve ser catalisada e acelerada para cura lenta,<br />
com o objetivo de reduzir a exotermia e o encolhimento associado a ela. As camadas que compõem<br />
as nervuras devem ser laminadas esperando pela cura da anterior antes de aplicar a seguinte.<br />
17
18<br />
. As nervuras pré-moldadas marcam menos o gelcoat que as laminadas diretamente sobre o molde.<br />
. Áreas extensas e planas podem ser enrijecidas com placas de espuma rígida de poliuretano<br />
cobertas com uma camada de manta com 450 g/m2. A espuma de poliuretano deve ser colocada<br />
após a construção dos 6 mm do laminado estrutural e deve ser totalmente coberta (sanduichada)<br />
pela camada de Fiberglass. As placas de espuma devem ser aplicadas sobre resina líquida, antes<br />
dela curar. Isso quer dizer que elas não podem ser colocadas diretamente sobre o molde, sem<br />
antes aplicar nele uma demão de resina com areia para prover uma base líquida para aderência. As<br />
placas devem ser envolvidas por uma camada de manta com 450 g/m2 ou o equivalente em roving<br />
picado e devem ter as bordas chanfradas para evitar transições bruscas de espessura.<br />
Nota sobre marcação de gelcoats<br />
As nervuras desenham no gelcoat de duas maneiras. A primeira explica as marcações que surgem a<br />
longo prazo, com o uso prolongado do molde. A segunda esta associada aos desenhos que aparecem a<br />
curto prazo, imediatamente após a construção do molde.<br />
Vamos começar tratando das marcações que aparecem a longo prazo. Essas acontecem porque os<br />
moldes esquentam com a exotermia gerada na cura, mas são impedidos de deformar pelas nervuras. Se<br />
as nervuras tiverem grande rigidez (desejável para restringir as deformações) e pequenas áreas de<br />
contato com o molde (como acontece com as nervuras de aço), elas podem gerar grandes tensões nele,<br />
tensões essas que com o uso causam deformações permanentes que se manifestam como desenho no<br />
gelcoat. Esse tipo de marcação acontece com qualquer nervura, seja ela laminada diretamente no molde<br />
ou pré-moldada e depois colada nele.<br />
As marcações de curto prazo, por sua vez, acontecem apenas com as nervuras construí das diretamente<br />
no molde, que repuxam o gelcoat ao curar.<br />
Nos dois casos as marcações são provocadas por tensões exercidas no molde pelas nervuras. Essas<br />
marcações podem ser minimizados com nervuras de base larga, construí das ou coladas sobre moldes de<br />
grande espessura. Quanto mais espesso for o laminado do molde e quanto mais larga for a base das<br />
nervuras, menor será essa marcação.<br />
3-8 SUPORTAÇÃO<br />
Os moldes de grandes dimensões devem ser suportados por estruturas construídas com tubos de aço<br />
soldados. Essas estruturas servem para facilitar a movimentação do molde e devem ser fixadas a ele em<br />
pontos isolados, com tiras de manta, interpondo nesses locais uma placa de aço ou de Fiberglass, para<br />
evitar concentrações de tensão.<br />
Terminada a fixação da estrutura de suportação, o molde pode ser separado do modelo. O suporte tubular<br />
que acabamos de descrever pode ser soldado a um eixo de aço, que por sua vez pode ser apoiado em<br />
cavaletes para que o molde possa ser basculado. Como opção, o suporte tubular pode ser fixado a rodas<br />
para permitir a movimentação do molde.
3-9 ACABAMENTO<br />
O acabamento do molde pode ser iniciado logo que ele for separado do modelo. O acabamento é feito<br />
lavando, lixando e polindo a superfície, para realçar a qualidade lisa e brilhante a ser transferida às peças.<br />
A lavagem é feita com água, para remover da superfície os resíduos do filme de álcool polivinílico. Em<br />
seguida a superfície é lixada com lixa d'água progressivamente fina, como por exemplo com lixas #400,<br />
#500 e #600.<br />
Depois de lixados os moldes devem ser polidos com boina de lã e pasta de polir automóveis.<br />
3-10 SELAGEM<br />
Da mesma maneira que os modelos, os moldes também devem ser selados para tapar os poros<br />
superficiais e facilitar a desmoldagem. Existem no mercado vários seladores para essa finalidade.<br />
Está pronto o molde. Para facilitar o entendimento das várias fases de construção, elas estão resumidas na<br />
tabela 2.<br />
Nota sobre o laminado estrutural de moldes<br />
Para ter um mínimo de rigidez e resistência à marcação pelo desenho das nervuras, os moldes devem ter<br />
pelo menos 6,0 mm de espessura. É claro que quanto maior for essa espessura, maior será a rigidez e<br />
menor será a marcação. A conveniência de construir moldes com espessura maior que 6,0 mm é decidida<br />
por critérios econômicos, levando em conta o número total de peças que se espera sejam extraídas deles.<br />
A espessura é incrementada aumentando o número de camadas de manta ou de roving picado.<br />
Nota sobre molde de baixo custo<br />
Existe uma opção simples para fazer moldes de grandes espessuras e de baixo custo, que pode ser<br />
considerada como alternativa ao uso de múltiplas camadas de manta ou de roving picado. Essa opção<br />
consiste simplesmente em construir o laminado estrutural do molde a pistola, com 55% de areia, 10% de<br />
roving picado e 35% de resina. Laminados com essa composição tem baixo encolhimento e praticamente<br />
não marcam o gelcoat com desenho de fibras ou ondulações. Além disso, eles tem baixo custo e podem<br />
ser construí dos com grandes espessuras sem onerar o molde.<br />
4 AMACIAMENTO DE <strong>MOLDES</strong><br />
o gelcoat de moldes novos ou recondicionados tem muitas micro-irregularidades e micro- porosidades<br />
que dificultam a desmoldagem. Com o uso essas micro-falhas têm sua influência reduzida por desgaste<br />
ou por acúmulo de cera, o que explica a maior facilidade de desmoldagem encontrada em moldes usados<br />
e amaciados. Para facilitar as primeiras desmoldagens os moldes novos ou recondicionados devem ser<br />
tratados com seladores e usar álcool polivinílico. A desmoldagem fica assegurada pelo filme continuo de<br />
álcool polivinílico. O amaciamento de moldes novos ou recondicionados deve ser feito pelo procedimento<br />
seguinte.<br />
19
20<br />
. Aplique selador no molde.<br />
. Aplique cinco demãos de cera desmoldante, polindo cada demão após a evaporação dos solventes.<br />
As demãos devem ser aplicadas em intervalos de 2 a 3 horas, para dar aos solventes tempo para<br />
evaporar.<br />
. Aplique uma demão de álcool polivinílico. O álcool cobre a cera e forma filme sobre ela, o que<br />
assegura a desmoldagem.<br />
. Lamine uma peça<br />
. Repita cinco vezes os passos anteriores, isto é, lamine cinco peças aplicando cera e álcool entre as<br />
.<br />
laminações, conforme descrito.<br />
A partir desse ponto (cinco peças desmoldadas) o álcool polivinílico pode ser dispensado.<br />
. Para as dez peças seguintes, encere o molde após cada desmoldagem.<br />
. A partir daí (quinze peças desmoldadas), o enceramento deve ser feito após laminar 5, 10 ou 15<br />
peças, dependendo da geometria da peça, da cera usada e da técnica de laminação.<br />
Nota sobre desmoldantes<br />
Notar que recomendamos apenas uma demão de álcool polivinílico, contra cinco de cera. A aplicação de<br />
cinco demãos de cera parece excessiva. Por que não três? Ou talvez apenas uma, visto que uma camada<br />
monomolecular de desmoldante é suficiente para a desmoldagem. Ademais, medições feitas em moldes<br />
encerados com múltiplas demãos não indicaram aumento da espessura da camada de cera com o<br />
incremento do número de demãos. Em verdade uma demão de cera dá camada com espessura<br />
pràticamente igual à de várias demãos, sendo realmente suficiente para a desmoldagem. Acontece,<br />
entretanto, que a aplicação de apenas uma demão de cera pode deixar pontos sem cobertura na<br />
superfície do molde ou modelo. As cinco demãos de cera servem para assegurar a cobertura total da<br />
superfície, e não têm por objetivo incrementar a espessura da camada de cera. Acreditamos que, com<br />
cinco demãos, nenhum ponto fique sem cobertura.<br />
o álcool polivinílico difere da cera em um ponto importante. A cera não forma filme sobre a superfície do<br />
modelo, enquanto o álcool forma um filme continuo, sem deixar pontos descobertos. E por isso que uma<br />
demão de álcool é suficiente para assegurar a desmoldagem.<br />
Um detalhe interessante é a ordem ou seqilência de aplicação desses desmoldantes, quando eles são<br />
aplicados juntos. A cera deve ser aplicada sobre o álcool quando for desejado obter bom acabamento na<br />
superfície moldada, como por exemplo ao laminar moldes sobre modelos. Essa aplicação pode ser feita<br />
sem problemas, desde que seja tomado cuidado no polimento da cera, para não romper o filme de álcool.<br />
A seqilência inversa, isto é, álcool sobre cera, acontece quando é desejado amaciar moldes. Nesse caso<br />
existe um problema de incompatibilidade entre a cera (não polar) e o álcool (altamente polar) que pode se<br />
manifestar como retração do álcool, que forma gotas ao invés de espalhar sobre o molde. Esse problema<br />
pode ser evitado usando uma solução altamente concentrada de álcool e fazendo a aplicação a pistola,<br />
em duas demãos. A primeira demão deve ser bem fina (névoa) e serve de base para a segunda, mais<br />
grossa.
5<br />
A cera e o álcool polivinílico são desmoldantes clássicos, não-permanentes e que devem ser reaplicados<br />
com freqiiência. O filme de álcool é destruí do na desmoldagem e deve ser reaplicado todas as vezes que<br />
for feita uma nova laminação. A cera não forma filme sobre o molde, mas sua espessura é gradualmente<br />
reduzida quando parte dela transfere para a peça na desmoldagem. Vemos então que o álcool polivinílico<br />
não tem permanência e deve ser reaplicado todas as vezes que for feita uma nova laminação. A cera tem<br />
permanência um pouco maiol; permitindo fazer várias desmoldagens com uma aplicação.<br />
Além da cera e do álcool, existe também no mercado um novo tipo de desmoldante, conhecido como<br />
polimérico ou semi-permanente. Esse desmoldante adere ao molde, não transfere à peça e não sofre<br />
desgaste acentuado com o uso. Esse novo produto permite um grande número de desmoldagens sem<br />
reaplicação e ao contrário da cera não contamina a superfície das peças nem forma no molde aquela<br />
detestável crosta ou casca que precisa ser eliminada por lixamento. Os desmoldantes semi-permanentes<br />
dispensam as aplicações frequentes, reduzem os custos de limpeza e manutenção dos moldes e também<br />
facilitam a preparação das peças a ser pintadas.<br />
DESMOLDAGEM<br />
A desmoldagem é feita sem grandes dificuldades. Algumas peças de geometria complexa e com<br />
pequenos ângulos de saída podem exigir um pouco mais de atenção. Nesses casos, as sugestões<br />
seguintes pode ser úteis para facilitar a desmoldagem.<br />
. o álcool polivinílico é praticamente infalível como desmoldante.<br />
.<br />
Depois de polida, a cera não deve ser tacada. Os moldes encerados devem ser protegidos contra<br />
contaminação acidental. Os locais tocados pelo laminador devem ser novamente encerados.<br />
. Os locais de difícil desmoldagem podem exigir a aplicação de camadas adicionais de cera.<br />
. A desmoldagem pode ser facilitada laminando na peça alças para puxamento. Essas alças são<br />
usadas para puxar a peça para fora do molde.<br />
. o molde deve ser construído com bicos para ar comprimido. O orifício para entrada de ar deve ser<br />
coberto com fita adesiva antes de aplicar o gelcoat.<br />
. Em casos extremos o molde pode ser construído com macacos hidráulicos para empurrar a peça<br />
para fora.. Nesse caso a fresta entre a placa do macaco e o molde deve ser coberta com fita<br />
adesiva para evitar penetração de gelcoat.<br />
. A desmoldagem é facilitada inserindo cunhas de madeira ou polietileno entre a peça e o molde<br />
.<br />
Em situações de emergência, a peça pode ser martelada com martelo de borracha. Isso deve ser<br />
feito com cuidado para não trincar o gelcoat do molde.<br />
. A cavidade da peça ou do molde pode ser esfriada com gelo ou com gás carbônico. O esfriamento<br />
faz com que a peça ou o molde encolha, facilitando a desmoldagem. O esfriamento pode ser feito<br />
na peça (molde fêmea), ou no molde (molde macho).<br />
21
22<br />
6 MANUTENÇÃO E REFORMA DE <strong>MOLDES</strong><br />
Quantas peças podem ser extraídas de um molde? .A resposta a essa pergunta depende do<br />
conhecimento da maneira como ele é usado e mantido, da qualidade desejada para as peças, dos<br />
materiais e da técnica de construção.<br />
Para exemplificar, podemos dizer que os moldes de madeira tem vida muito curta, durando talvez umas<br />
30 a 40 desmoJdagens, enquanto os de aço podem ter vida praticamente infinita. Os moldes feitos em<br />
Fiberglass podem durar de 500 a 1500 peças. Para finalidade de planejamento e estimação de custos, é<br />
usual admitir que os moldes de Fiberglass sejam substituídos após 500 peças.<br />
Os moldes de Fiberglass envelhecem de três maneiras. Na primeira o gelcoat sofre desgaste devido ao<br />
lixamento e polimento. Na segunda o molde deforma com o uso e marca o gelcoat com o desenho das<br />
nervuras. Na terceira o gelcoat sofre trincas ou rachaduras devido a impactos ou outros tipos de abuso.<br />
Vamos descrever cada um desses tipos de desgaste.<br />
o desgaste por lixamento e polimento acontece com grande intensidade quando cera é usada como<br />
desmoldante. O estireno do gelcoat dissolve parcialmente a cera e ataca a superfície do molde, causando<br />
perda de brilho. Além desse efeito direto, o estireno forma uma crosta de cera e poliestireno, que tafubém<br />
causa perda de brilho. Assim, os moldes perdem a superfície brilhante original e se tornam<br />
progressivamente foscos. O brilho pode ser restaurado lixando e polindo o gelcoat.<br />
o lixamento deve ser feito com lixa fina e usando limpadores de molde cuja principal função é solubilizar a<br />
cera sem atacar o gelcoat. A seguir é feito o polimento com massa de polir. O lixamento seguido de<br />
polimento restaura o brilho original, mas desgasta o gelcoat. Para evitar lixamentos frequentes, o<br />
laminador deve usar ceras de baixa solubilidade em estireno e ativar o gelcoat (da peça) para cura rápida.<br />
Os gelcoats ativados para cura lenta deixam estireno líquido em contato com o molde por um período<br />
muito grande, dando a ele tempo de causar os estragos descritos. As ceras de baixo ponto de fusão<br />
devem ser evitadas porque são muito solúveis em estireno e dão pouca proteção ao molde.<br />
o momento de fazer a restauração é determinado observando o brilho do molde e das peças moldadas.<br />
Quando for decidido que o fosqueamento é inaceitável, então é chegado o momento de fazer a limpeza .<br />
A marcação do gelcoat acontece devido ao aquecimento do molde. O molde quente é impedido de<br />
deformar pela alta rigidez das nervuras. Nesse processo, o laminado sofre pequenas deformações<br />
permanentes e cumulativas, conhecidas como deformações plásticas, que marcam o gelcoat com o<br />
desenho das nervuras. Esse desenho é objetável porque é copiado nas peças. Esse problema pode ser<br />
minimizado usando moldes de grande espessura, ou construindo o molde com resinas de alta<br />
temperatura de termodistorção.<br />
As trincas e as rachaduras acontecem devido a impactos no molde. A solução para esses problemas é,<br />
obviamente, manusear o molde de modo cuidadoso para evitar a ocorrência de impactos e de grandes<br />
deformações.<br />
Os moldes podem ser reformados substituindo o gelcoat trincado ou marcado ou gasto por outro novo. 0<br />
gelcoat a ser substituído deve ser removido com lixadeira ou broca nos locais afetados ou, se necessário,<br />
em toda a superfície do molde.
Tabela 2<br />
Fases de construção de moldes<br />
Modelo de gesso, de argila ou de madeira, ou construí do a partir de modificações em peça existente. Os<br />
modelos de peças pequenas e que serão feitas com rápido ciclo de moldagem, podem ser modificados<br />
para compensar eventuais empenamentos em superlícies planas. O modelo deve ter bom acabamento e<br />
ter marcas para localizar os pontos de furação ou outros pontos de referência importantes da peça.<br />
2. Desmoldante, geralmente uma camada de álcool polivinílico seguida de 1 demão de cera.<br />
3. Gelcoat com 0,6 mm de espessura, aplicado em 2 camadas de cores contrastantes. A primeira camada<br />
deve ter baixo teor de pigmentos e ser aplicada em duas demãos sucessivas, úmido sobre úmido, de 0,2<br />
mm cada. A segunda camada, aplicada em uma demão, deve ser rica em pigmentos e ter espessura de<br />
0,2 mm. Espere curar 12 horas.<br />
4. Manta fina (225 g/m2 ) com alto teor de vidro. A manta fina facilita a remoção de ar e minimiza o<br />
desenvolvimento de calor nessa camada crítica. Espere curar 12 horas.<br />
5. Manta fina com 225 g/m2, como no item 4. Espere curar 12 horas.<br />
6. Manta com 450 g/m2, com alto teor de vidro. Espere esfriar.<br />
7. Manta com 450 g/m2 , como no item 6.<br />
8. Manta com 450 g/m2, como no item 6.<br />
9. Manta com 450 g/m2, como no item 6.<br />
10.<br />
Manta com 450 g/m2, como no item 6. Com essa manta o laminado estrutural do molde tem a espessura<br />
mínima recomendada, de 6 mm. Porém para minimizar marcações no gelcoat e prolongar a vida do molde,<br />
podem ser usadas espessuras maiores. O incremento de espessura pode ser feito com mantas ou com<br />
roving picado.<br />
11. Pós-cura com aquecimento e resfriamento lento e gradual. A pós-cura deve ser feita com o molde no<br />
modelo e antes de colocar as nervuras.<br />
12. Nervuras pré-moldadas de aço, ou de Fiberglass, fixadas ao molde com uma manta de 450 g/ m2 .Para<br />
que essas nervuras tenham contato pleno e uniforme com o molde, elas devem ser espremidas sobre uma<br />
forração de massa feita com 4 partes de areia e 1 parte de resina. A forração de massa fica entre o molde<br />
e as nervuras. Como opção, as nervuras podem ser laminadas diretamente no molde sobre formas de<br />
papelão ou de espuma rígida de poliuretano.<br />
13.<br />
14.<br />
Suporte com perfis tubulares de aço, soldados e fixados ao molde com tiras de manta em pontos isolados.<br />
Fixação desse suporte a cavaletes com ou sem rodas para movimentação do molde.<br />
Desmoldagem, isto é, separação entre o molde e o modelo.<br />
15. Lixamento com lixa fina.<br />
16. Polimento.<br />
Selagem para tapar poros e preparar a superfície para o desmoldante.<br />
17. 23
24<br />
7<br />
Um novo gelcoat é então aplicado para substituir o antigo. Se a aplicação for feita em pontos discretos, as<br />
áreas adjacentes devem ser cobertas com máscara de papel. Restaurada a superfície do molde, ele<br />
assume mais uma vez a condição de novo. O novo gelcoat é aplicado como descrito a seguir.<br />
. Aplique uma demão de 0,3mm, com alto teor de pigmento. Espere pela cura plena dessa camada<br />
antes de prosseguir com a seguinte. A espessura de 0.3 mm é necessária para resistir, sem<br />
enrugar, o ataque do estireno da camada seguinte.<br />
. A camada seguinte, com 0,5 mm de espessura, deve ser aplicada em duas demãos. O getcoat<br />
dessa camada deve ter baixo teor de pigmento e ter cor nitidamente contrastante com a da camada<br />
anterior. A aplicação em duas demãos facilita a remoção de ar e minimiza a incidência de<br />
porosidade. A espessura final das duas camadas, 0,8 mm, é superior aos 0,6 mm recomedados<br />
para moldes. Esse excesso é necessário para compensar o desgaste resultante do lixamento que<br />
virá a seguir.<br />
.<br />
Aplique uma demão de resina parafinada, para facilitar o lixamento.<br />
. Após a cura da resina parafinada, o gelcoat deve ser lixado, com lixadeira orbital, começando com<br />
lixa grossa e terminando com lixa fina. O lixamento deve prosseguir até ocorrer o nivelamento do<br />
gelcoat novo com o original.<br />
.<br />
Para finalizar, o gelcoat é polido com boina de lã e massa de polir.<br />
Esse expediente de reforma propicia economias substanciais, principalmente em moldes de grandes<br />
dimensões, que com pequenos custos adicionais podem ter suas vidas duplicadas.<br />
MODIFICAÇÕES NO MOLDE<br />
Os moldes de Fiberglass podem ser modificados com facilidade. Essas modificações podem ser feitas<br />
como descrito em seguida.<br />
Lamine no molde velho, a ser modificado, uma peça catalisada e acelerada para cura lenta. A cura lenta e<br />
para obter uma peça o mais livre possível de empenamento.<br />
2 Essa peça, ainda no molde, é estruturada com espuma rígida de poliuretano, sanduichada com fibras de<br />
vidro para ter alta rigidez e estabilidade dimensional.<br />
3. A peça assim enrijecida é extraída do molde e posicionada sobre cavaletes de modo que sua superfície<br />
acabada fique para cima, para facilitar os trabalhos subsequentes.<br />
4. As modificações desejadas são feitas na peça, cortando ou acrescentando nela o que for desejado.<br />
Partes da peça original podem ser cortadas e substituídas por outras construídas em gesso ou em<br />
madeira, conforme o novo desenho desejado, ou então são feitas adições de nervuras e modificações de<br />
dimensões, simplesmente posicionando postiços nos locais que serão modificados.<br />
5. As áreas modificadas devem ter acabamento superficial esmerado.<br />
6.<br />
Após lixadas e polidas, as novas superfícies devem ser enceradas com 5 de mãos de cera.
7. Está pronta a peça que servirá para fazer as modificações no molde. O passo seguinte é cortar e descartar<br />
8.<br />
as partes do molde que serão modificadas. O perímetro cortado deve ser chanfrado com inclinação de 10: 1<br />
o molde, já cortado e com o perímetro chanfrado, é posicionado sobre a peça. Feito isso, ele é apertado<br />
contra a peça por meio de parafusos, para ficar perfeitamente adaptado a ela.<br />
9. A superfície do molde ao redor do perímetro chanfrado é coberta com jornal fixado com fita crepe.<br />
10. A superfície modificada da peça, que agora substituí a parte cortada do molde, é coberta com álcool<br />
polivinílico.<br />
11 A superfície da peça já tinha sido coberta com 5 demãos de cera. A fita crepe deve ser removida logo após<br />
a aplicação do álcool, antes que ele seque, para que ela não arraste o filme ao ser removida.<br />
12. A área do molde adjacente ao perímetro chanfrado é mais uma vez isolada com fita crepe e jornal, agora<br />
para aplicar o gelcoat. A fita e o jornal devem ser removidos antes do gelcoat gelatinizar.<br />
13.<br />
14.<br />
15.<br />
Em seguida é feita a reconstrução das partes do molde que foram cortadas e descartadas, dessa vez<br />
laminando sobre o perímetro chanfrado e as áreas adjacentes, com a mesma sequência de camadas do<br />
molde original, de forma lenta e gradual, como sabemos, para evitar distorções e desenho de fibras no<br />
gelcoat.<br />
Feito isso, são reconstruídas as partes das nervuras que foram cortadas nesse processo de modificação.<br />
Terminada a cura das nervuras, os parafusos são removidos e o molde é separado da peça que serviu de<br />
modelo.<br />
Alguns laminadores preferem fazer as modificações diretamente nos moldes, construindo as novas<br />
formas em madeira ou em gesso sobre eles, nos locais onde foram cortados. Esse procedimento pode<br />
levar a erros e omissões porque, como o molde é o negativo da peça, fica difícil visualizar as modificações.<br />
É mais prudente fazer as correções na peça para depois reproduzi-las no molde. Fazendo assim<br />
podemos observar, sem erros, o resultado das modificações feitas.<br />
25
26<br />
8 CUSTOS<br />
Nesta seção vamos falar sobre a contribuição dos moldes na formação do custo das peças. Essa<br />
contribuição depende do custo próprio do molde e também do número de peças extraídas dele.<br />
Começando pelo custo próprio, temos que reconhecer a dificuldade em generalizar a respeito de um tema<br />
que admite muitas opções de materiais e técnicas de construção. Sabemos que esse custo pode variar<br />
muito, em função do tamanho, dos materiais usados e da técnica de construção adotada. Moldes<br />
pequenos, simples e que podem ser laminados sobre peças existentes, custam muito menos que moldes<br />
grandes e complexos, que exigem a construção de modelos e demandam estruturação sofisticada.<br />
Da mesma maneira a vida útil de um molde, definida como o total de peças extraídas dele, também varia<br />
muito, dependendo de contingências de mercado e do número máximo de peças possível de ser laminado<br />
nele. Esse número máximo possível, que define a vida máxima do molde, é difícil de ser precisado porque<br />
depende de variáveis de processo, dos materiais usados, da espessura estrutural, etc, como vimos nas<br />
páginas anteriores.<br />
Mas como nossa intenção não é frustrar o leitor com generalidades, vamos arriscar um palpite e dar<br />
valores ao custo próprio e à vida máxima esperada para moldes de Fiberglass construídos conforme a<br />
técnica aqui apresentada<br />
o custo de um molde feito como descrito neste trabalho, incluindo a construção do modelo, deve<br />
corresponder a aproximadamente 25 vezes o custo de cada peça laminada nele. Um molde assim deve<br />
servir para moldar muitas peças antes de ser reformado, mas vamos supor que após a moldagem de 500<br />
peças ele seja descartado. Assim, se esse molde for usado 500 vezes, a incidência do custo dele, por<br />
peça, será<br />
25<br />
500<br />
25<br />
100<br />
x 100 = aprox. 5% do custo da peça<br />
Se o mercado determinar que serão laminadas apenas 100 peças, ao invés de 500, o mesmo cálculo<br />
anterior indica que o molde incrementa em 25% o custo da peça.<br />
x 100 = aprox 25% do custo da peça<br />
Devemos ficar atentos para situações como essa. Os moldes podem ter influência marcante no custo das<br />
peças. Se a demanda de peças for pequena é melhor fazer moldes baratos, de madeira. Se for grande,<br />
talvez seja mais interessante fazer moldes de Fiberglass com 10 mm ou até 15 mm de espessura. Esses<br />
moldes são mais caros que os de 6 mm, mas tem vida mais longa.<br />
Rio Claro, 13 de Junho de 1999.
®<br />
OWENS CORNING<br />
AV. BRASIL, 2567 DISTRITO INDUSTRIAL<br />
13505-600 RIO CLARO SP<br />
TEL 0800 707 3312 FAX 19 3527 3105<br />
Pub MA 01.08..1999 Brasil, Agosto 1999, Copyright © 1999<br />
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