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s processos de extrusão e trefilação são amplamente usados para a fabricação de diversos produtos de nosso dia-a-dia, com por exemplo, cabos elétricos, cabos telefônicos, tubos e varetas de metal. Pela extrusão consegue-se perfis de formatos complicados ou tubos e pela trefilação, rolos de arame, cabos ou fios elétricos.
17.1. Extrusão
Nesse processo de conformação mecânica, um bloco de metal é forçado a passar através do orifício de uma matriz sob alta pressão, de modo a provocar a redução de sua secção transversal. Por esse processo são fabricados barras cilíndricas, tubos e materiais com formas de secção transversal irregular (nesse caso, somente para materiais mais facilmente extrusáveis, como o alumínio). A figura 1 mostra os dois processos fundamentais da extrusão, o processo direto e o indireto. A extrusão é um processo realizado geralmente a quente.
O processo de extrusão a frio tem sido atualmente muito aplicado na indústria. Existem diversos métodos e, a figura seguinte (1)^ mostra os mais comumente utilizados. Materiais como o aço-carbono SAE 1020 (0,20% de Carbono na composição) são muito fáceis de extrudar a frio. A indústria automobilística utiliza esse processo na fabricação de invólucros de velas de ignição, capas de juntas esféricas, pinos de pistões, porcas de rodas, etc..
A extrusão a frio tem progredido rapidamente e já existem técnicas para extrudar a frio materiais mais difíceis, como o aço (inclusive o inoxidável), ligas de alumínio, cobre, chumbo e magnésio. Na extrusão à frio são utilizadas, geralmente, prensas verticais mecânicas, mas para peças maiores, já estão sendo empregadas prensas hidráulicas.
Na fabricação de produtos plásticos e de borracha, além da injeção, sopro e termoformagem, tem-se utilizado muito a extrusão. Utilizando-se da extrusão, fabricam-se sacos de lixo, tubos, mangueiras, etc.. Nessas indústrias, as extrusoras são divididas em dois grupos, as que processam produtos encaminhados para reciclagem e as que processam produtos com matéria-prima convencional.
Nas fábricas que operam com plásticos industriais recicláveis, as extrusoras são os principais equipamentos, trabalhando muitas vezes, em regime integral (24 h/dia). O
(^1) Chiaverini (1986).
O
funcionamento do processo de extrusão de plásticos é muito simples: o material plástico é colocado na extrusora, onde é aglutinado, ficando totalmente homogeneizado. A máquina opera com determinada temperatura (que varia de acordo com o tipo de material plástico que está sendo trabalhado). Após sair da máquina, os produtos são refrigerados em banho. Nas extrusoras mais modernas (com alimentação forçada) o material não é mais aglutinado, mas sim, moído, lavado e seco, sendo, em seguida, extrusado e picotado na própria matriz da máquina.
As figuras seguintes^2 mostram extrusoras utilizadas para recuperação de plásticos, ou seja, utilizadas para produtos reciclados.
(^2) Catálogo de produtos Metalúrgica Ricardo (2000).
Os produtos obtidos por esse processo, vão apresentar um acabamento melhor ou não, em função das propriedades do material empregado e, do tipo de tratamento sofrido por este. Preferencialmente, procura-se trabalhar com aços com baixo teor de carbono. Os defeitos mais comuns que ocorrem na trefilação são: rasgos na superfície, carepa muito forte, bobina mal enrolada, dimensões fora das especificações e diferenças de espessura entre extremidades do fio.
Por processos paralelos à trefilação pode-se obter ainda fios com diversos tipos de revestimentos, sendo os principais: cobre, estanho e zinco. Recomenda-se na trefilação do aço, utilizar-se com matéria-prima, aços com o menor teor de carbono possível.
A etapa inicial do processo de fabricação de fios é a laminação do lingote, até que este atinga as dimensões da fieira de maior diâmetro, ou no caso da fabricação de fios finos, até aproximadamente 8 mm (diâmetro do fio-máquina).
Após, o material passa por um banho com insuflamento de ar, seguido por submersão em CaOH 2 (cal virgem), que tem por objetivo, criar uma superfície capaz de absorver o lubrificante. Finalmente então, o material é trefilado, porém, antes de passar pelas duas últimas fieiras, deverá sofrer um banho de H 2 SO 4 (decapagem). Após a decapagem, o material passa pelas fieiras que restam, recebendo um acabamento limpo e polido.
Os defeitos mais comuns do processo de trefilação são: rasgos na superfície, carepa muito forte, bobina mal enrolada, dimensões fora das especificações e, diferença de espessura entre as extremidades do fio.
O armazenamento deve obedecer a tabela abaixo (Brasil, 1992): Diâmetro do fio (mm) Diâmetro da bobina (mm) Relação (D/d) 8 800 100 4 600 150 2 450 225 1 300 300 ½ 200 400
17.2.1. Cabos de aço
São os principais produtos fabricados por trefilação. Os cabos de aço são elementos flexíveis, utilizados principalmente em aparelhos de suspensão de carga, formados basicamente por arames de alta resistência.
Os cabos de aço são, geralmente, preferidos do que as correntes porque: são mais leves, menos susceptíveis de danos devido a solavancos, de operação mais silenciosa (mesmo em altas velocidades), maior índice de segurança, etc.. No aspecto da segurança, é importante observar que enquanto as correntes rompem-se repentinamente, nos cabos de aço, os fios externos, sujeitos a um maior desgaste, rompem-se primeiro (antes dos fios internos), deixando o cabo com aspecto “esfiapado”, o que permite uma rápida identificação do momento de substituição.
Conforme for o fator de risco envolvido, usam-se, para cabos de aço, os seguintes fatores de segurança:
- Cabos para tração no sentido horizontal 4 a 5
- Elevadores de baixa velocidade 8 a 10
- Elevadores de alta velocidade ou transporte de passageiros 10 a 12
- Transporte de metal fundido, venenos e/ou explosivos, pontes rolantes 6 a 8
- Substâncias ácidas 5 a 6
A figura 3 mostra os diferentes modos de torção encontrados em cabos de aço. Esse dado é importante para o aspecto da segurança, e deve ser analisado juntamente com a alma do cabo. Por exemplo, exceto em casos especiais, deve-se evitar o uso de cabos de torção Long, com alma de fibra, pois estes apresentam pouca estabilidade e pequena resistência ao amassamento.
A alma dos cabos pode ser de fibra ou de aço. As almas de fibras, em geral, dão maior flexibilidade ao cabo, enquanto que as de aço, garantem maior resistência a amassamentos. A figura (3)^ mostra alguns tipos de almas.
Para se medir um cabo, deve- se proceder conforme indicado na figura (3)^ , pois o seu diâmetro, é o da circunferência que o circunscreve.
Os cabos devem ser sempre manuseados com cuidado, a fim de evitar nós (estrangulamentos). Assim, conforme mostra a figura (3)^ , nunca deve-se permitir que um cabo tome a forma de um laço.
(^3) Brasil (1992).
