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Processamento de Processamento de Materiais Cerâmicos Materiais Cerâmicos
Processo de Colagem
1
Professor Anselmo
André Pinto Machado RA: 280275Léo Rodrigo Bossonario RA: 279560Mauricio Vasconcellos Massucato RA: 279463Pedro de Pádua Paula RA: 279439
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Índice Índice Definição
◦O que é colagem?◦O que é Barbotina?◦2 tipos: Colagem de barbotina em molde ou
Colagem de Fita;Processo
◦Fluxograma;◦Definição das etapas e descrição dos agentes;◦Barbotina: Reologia, Estabilização,
Componentes;Comparação com os demais processos Produtos
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Definição – Colagem Definição – Colagem É um processo conformação de pó-
cerâmico;Com a preparação de uma mistura
coloidal: Barbotina, esta dita as características do produto final;
Resume-se em um processo onde retira-se a parte líquida da matéria Barbotina, restando então o particulado aglomerado que é a peça a verde;
Antigo, simples e de baixo custo;3
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Definição – BarbotinaDefinição – BarbotinaEstá é a matéria principal do
processo ;Composta de:
◦Solvente (Água, orgânico) ;◦Pó-cerâmico;◦Dispersantes;◦Ligantes;◦Plastificantes;
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Definição – 2 TiposDefinição – 2 TiposColagem de
Barbotina em Molde◦ Processo de peças
diversas e de formato complexo;
◦ Uso de moldes normalmente de gesso para a drenagem da parte líquida;
◦ Destaca-se pela grande diversidade de moldes.
Colagem de Fita◦ Processo para
formação de fitas ou filmes cerâmicos;
◦ Neste processo a parte líquida é eliminada por evaporação.
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ProcessoProcesso
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Preparação da Barbotina
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Processo – EtapasProcesso – EtapasMoagem
◦ Etapa onde: Pó-cerâmico + Solvente + Dispersante, são moídos para diminuir os aglomerados, distribuir o dispersante e reduzir a viscosidade.
◦ Utiliza-se moinho de bola ou vibratório. Mistura
◦ Neste ponto destaca-se a relevancia da ordem em que as partes são acrescentadas a Barbotina. Dispersante para evitar a competição pela superficie do
pó, barbotina mais uniforme; Logo depois, plastificante para auxiliar a dispersão dos
ligantes; Por ultimo o ligante.
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Processo – EtapasProcesso – EtapasDeaeração
◦Processo para a retirada das bolhas, “espuma” da barbotina, formada na mistura;
◦Pode ser por câmara de deaeração a vácuo, rolagem lenta ou centrifugação;
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Mistura de água com solvente;Usada para a colagem de peças e é
chamada também de cola da argila;Esta determina as características da
peça final;Assim são relevantes as seguintes
características da Barbotina:◦Estabilização◦Reologia◦Formação/ Componentes
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Estabilização
◦ Esta é importante para evitar a floculação que ocorre devido a atração das cargas, nesta caso o dispersante é agente principal;
◦ Estabilização Eletrostática: Formação de uma camada iônica para o isolamento das partículas.
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Estabilização
◦ Estabilização Estérica Isolamento das partículas pela interação das mesmas
com cadeias poliméricas. ◦ Estabilização Eletroestérica
União das duas anteriores para partículas com forte atração.
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Reologia
◦Baixa viscosidade para facilitar o processo de colagem, mas não tão baixa a ponto de haver sedimentação;
◦Para se obter maior densidade a verde após a colagem, a carga de sólidos deve ser relativamente alta, de modo a se reduzir a retração final;
◦Relação com os aditivos: Ligantes: aumentam a viscosidade e mudam o
comportamento de escoamento de newtoniano para pseudoplástico.
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesPós Cerâmicos
◦Matriz da barbotina;◦A quantidade de pó cerâmico na
barbotina varia em geral de 40 a 50% em massa;
◦Detalhes importantes sobre as partículas são: o tamanho médio e sua distribuição, a área superficial e o nível de impurezas;
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesSolvente
◦Pode ser água ou líquido orgânico;◦Deve ser inerte aos outros
componentes;◦Ter baixo ponto de ebulição; ◦Baixa viscosidade;
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesDispersante (defloculante)
◦Cobre as partículas cerâmicas e as mantêm numa suspensão estável na barbotina; Estabilização da Barbotina.
◦É eliminado na termólise; ◦Dispersante em excesso pode se
comportar como aglutinante;
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesLigantes
◦É utilizado para se obter uma peça cerâmica com resistência mecânica a verde suficiente para permitir sua manipulação e armazenagem;
◦Forma pontes orgânicas entre as partículas;
◦Este devem ser compatíveis, auxiliar na estabilização, atuar como lubrificantes, se decompor a baixas temperaturas.
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Processo – Barbotina Processo – Barbotina Formação / ComponentesPlastificantes
◦Estes dissolvem os ligantes e melhoram a distribuição destes na barbotina, o que causa a flexibilidade da folha cerâmica a verde;
◦São comumente glicóis (polímeros);
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Processo – Colagem de Processo – Colagem de FitaFitaEm máquina apropriada, pode ser
continua (superfície desliza, normalmente superfície de vidro) ou em batelada (máquina desliza, normalmente de aço inox);
Movimento relativo de uma lamina niveladora;
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Processo – Colagem de Processo – Colagem de FitaFitaVariação da lamina niveladora para
melhorar a precisão da espessura, normalmente utilizado para filmes muito finos.
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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMoldeIntrodução da barbotina num molde
de gesso, onde permanece por um certo tempo até que o solvente contido na composição seja absorvido pelo gesso e as partículas sólidas sejam acomodadas na superfície do molde;
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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMoldeO que acontece na parede do molde:
Obtêm-se corpos verdes de alta densidade, devido as forças capilares envolvidas que atuam de modo a formar uma parede compacta de partículas sobrepostas.
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Processo – Colagem em Processo – Colagem em MoldeMolde A taxa de crescimento da espessura da camada depositada na
parede do molde de gesso:
◦ t é o tempo necessário para a formação de uma camada depositada de espessura L1
◦ ΔP é a queda de pressão através da parede◦ constante C inclui a viscosidade do líquido, a quantidade de líquido
na suspensão, o fator de empacotamento das partículas e o coeficiente de permeabilidade
Quanto mais água, mais vagaroso o processo, pois a água deve ser filtrada através do depósito formado. Altos valores de viscosidade são marcados por altas velocidades de deposição. Velocidades de deposição mais lentas produzem melhor empacotamento das partículas e melhor densidade a verde.
Assim: barbotina deve ter baixa viscosidade e boa dispersão é necessária para assegurar a máxima fluidez .
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Processo – Colagem em Processo – Colagem em moldemoldeMoldes
◦Geralmente são de gesso de alta permeabilidade e pequeno tamanho de poro de modo a absorver o solvente da barbotina sem escoamento das partículas em suspensão para dentro da parede
do molde;◦custo relativamente baixo, simplicidade no manuseio, porosidade controlada e boa exatidão dimensional.
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Processo – SecagemProcesso – SecagemRemoção completa do solvente da peça;Esta não pode ser rápida pois pode
provocar o fechamento dos poros superficiais;
Secagem lenta: uso de câmaras de secagem de umidade controlada, onde a remoção da umidade se dá pela variação da umidade da câmara.
Na colagem por folha a secagem pode reduzir em até 50% a espessura da folha. Há a utilização de uma corrente de ar quente contra o sentido da folha.
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Processo – TermóliseProcesso – TermóliseEtapas de remoção dos aditivos;Tratamento termico feito pelo aquecimento
lento do ar a baixas temperaturas (< 500ºC);Diferentes mecanismos, como difusão, no
caso, por exemplo, de resinas acrílicas, ou por meio de forças capilares;
Velocidade de aquecimento precisa ser controlada, de modo que a taxa de evaporação dos componentes orgânicos não ultrapasse a taxa de difusão (ou de transporte capilar), para que não se formem bolhas de ar.
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Processo – Sinterização Processo – Sinterização Processo básico da industria de
matérias cerâmicos.Processo termicamente ativado
através do qual um conjunto de partículas apenas em contato mútuo liga-se umas às outras, formando uma superestrutura rígida, total ou parcialmente densa.
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ProdutosProdutosColagem de Fita
◦Industria eletrônica◦Capacitores comuns e multicamadas◦Circuitos eletrônicos
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ProdutosProdutosColagem em Molde
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Peças Artísticas
Panelas
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ProdutosProdutosColagem em Molde
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Louças Sanitárias
Formas Diversas
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ConclusãoConclusãoImportância do processo;
Presença na industria;
Atuação no Engenheiro de Produção.
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Dúvidas ?Dúvidas ?
Obrigado... São Carlos, 18 de Maio de 2009
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