Como moldar e dobrar chapas Acrílicas

02 outubro 2018

Castcril está apresentando uma série de artigos para ajudar você trabalhar, manipular, negociar e conhecer o mercado Acrílico.

Chapas Acrílicas Cast são consideradas um produto moderno e com maior qualidade no mercado, por sua facilidade de adquirir formas, por sua leveza e alta resistência. Possuem infinitas possibilidades de cores, em nosso catálogo você encontra uma gama de mais de 1200 cores produzidas.

Chapas acrílicas cast ou fundidas são termoplásticos que, quando aquecidos, tornam-se maleáveis, adquirindo uma consistência semelhante à da borracha, permitindo, dessa maneira, serem moldadas das mais variadas formas. Com o resfriamento tornam-se rígidas, conservando, porém, a forma que lhes foi dada durante a moldagem.

A transição do estado de rigidez para o estado plástico ocorre gradativamente. O primeiro sinal visível de amolecimento é notado a cerca de 105°C, temperatura na qual algumas peças já moldadas podem mostrar uma tendência a desmoldar. A 120°C, aproximadamente, as chapas acrílicas cast se tornam maleáveis para moldagem em geral. Recomenda-se que o material seja uniformemente aquecido a uma temperatura entre 165 e 190°C. Atingida a temperatura necessária para moldagem as chapas devem ser transferidas para o molde. Se a moldagem for realizada à temperatura abaixo de 130°C, as peças poderão sofrer ruptura, pois terá sido altamente tensionada. Consequentemente terá menor resistência ao impacto e maior tendência à formação de fissuras e rachaduras, principalmente quando a operação de colagem e impressão for feita após a moldagem. Com temperaturas acima de 190°C corre-se o risco de degradar o material, formando bolhas ou marcas dos moldes utilizados, podendo até rasga-lo durante ou imediatamente após a moldagem.

Para evitar que esse fato ocorra, a temperatura da estufa deverá ser ajustada, medindo-se a temperatura da chapa em vários pontos, por meio de termômetro infravermelho com laser.

O tempo de aquecimento dependerá da espessura da chapa e do tipo de estufa utilizada. A fórmula abaixo poderá ser empregada para uma estimativa de tempo de aquecimento requerido:

T = 3,0 x e
onde: T = tempo em minutos (min)
e = espessura em milímetros (mm)
3,0 = valor constante.

Uma maneira prática de estimar se uma chapa está pronta para moldagem é quando, dobrada, sobre si mesma, retorna imediatamente, sem nenhum sinal de rigidez. Não há vantagem no aquecimento por períodos mais longos do que o necessário e o procedimento de deixar o material em repouso na estufa não é aconselhável.
As chapas cast também podem ser reaquecidas e novamente modeladas no formato desejado.
O filme protetor das chapas deve ser removido antes da moldagem.

A faixa de temperatura de moldagem para chapas acrílicas extrusadas deve ser entre 150 a 170°C.

Tempo de Moldagem para chapas acrílicas:

Propriedades Térmicas e moldagem Valores
Temperatura de moldagem de chapas ‘cast’ 165 a 190º C
Tempo de aquecimento em estufa de chapas ‘cast’ 3 a 4 min/mm
Temperatura de moldagem de chapas extrusadas 150 a 170ºC
Tempo de aquecimento em estufa de chapas extrusadas 2,5 a 3 min/mm
Temperatura de uso contínuo de chapas   –     40 a 80 º C
Condutividade térmica 0,18 W/m º C
Auto ignição Acima de 490 º C
Flamabilidade (taxa de queima  mm/min 25

Resfriamento

Durante a moldagem, as peças devem ser mantidas nos moldes até que esfriem a cerca de 60º C ou menos. Deve-se evitar o resfriamento forçado paras não gerar tensões no material. Diferença de temperatura entre as duas superfícies de uma peça pode provocar tensões indesejáveis, suficientes para causar empenamento, assim como variações de temperatura entre diferentes pontos de uma peça podem resultar em distorção óptica.

Equipamentos para Moldagem e Processos

Os custos de equipamentos e moldes são relativamente baixos, podendo-se conseguir formas bi ou tridimensionais, através de uma ampla variedade de processos.

Dobradeira com Fio de calor

Trata-se de uma mesa de cerâmica ou madeira com um canal transversal e resistência para aquecimento, com o objetivo de aquecer uma faixa estreita da chapa acrílica na localização desejada e utilizada unicamente para dobragem em linha reta. É importante que a resistência produza um calor uniforme ao longo do comprimento. As chapas devem ser posicionadas além de 6 mm das resistências e caso a chapa supere espessura de 4 mm, é conveniente colocar resistências em ambos os lados.

Vários desses aquecedores podem ser usados, lado a lado, permitindo executar, simultaneamente, diversas dobras. A energia necessária é da ordem de 850 W /m.

Forno de Gás com Circulação Forçada de Ar

Proporciona calor uniforme e temperatura constante, praticamente sem riscos de sobre aquecimento das chapas. Deve atingir pelo menos 170º. e seu tamanho é relativo à dimensão do trabalho requerido. Sua função é amolecer a chapa por aquecimento para obtenção de moldagem.

Moldes

As ferramentas usadas para moldagem de chapas acrílicas são simples e relativamente baratas, pois podem ser elaboradas de materiais como madeira, resina epóxi, gesso, alumínio, etc. Trata-se de materiais estáveis, rígidos e que conseguem suportar as pressões e temperaturas de moldagem sem deformação.

Tipos de moldagem para trabalho com acrílico

Gravidade

É o método mais sensível, pois não requer equipamentos especiais para moldagem. Deve-se colocar a chapa de acrílico na temperatura de moldagem
sobre o molde, e esta por seu próprio peso, adota o formato do molde. É aconselhável colocar pinças nas extremidades da placa acrílica, para evitar possíveis ondulações durante o resfriamento. É recomendado para produtos simples de duas dimensões.

Vácuo

O formato da peça será dada pela forma e tamanho do aro de sucção da chapa e pela pressão do ar exercida sobre a peça, como a banheira, abaixo:

Sopro

As chapas acrílicas aquecidas são submetidas à força do ar comprimido e seguras em pinças nas bordas, deformando até atingirem a bolha desejada. Trata-se de processo de poucos recursos, utilizado normalmente para cúpulas arredondadas de luminárias.

Moldagem Mecânica

As chapas de acrílico podem ser moldadas como se fossem de metal, com molde tipo macho e fêmea, para se obter peças de dimensões precisas e mínimas tolerâncias. É recomendado que o molde para este processo seja de metal:

Moldagem ou curvatura a frio

As chapas acrílicas podem ser curvadas a frio, no entanto, a curvatura obtida é limitada, quando comparada a outros materiais plásticos.
As orientações, a seguir, são recomendadas para curvaturas a frio em chapas acrílicas cast e extrusadas:

Fórmula para definição do raio mínimo de curvatura ( r ) de chapas acrílicas:

r = a x e, onde:
a – valor constante, de acordo com tipo de chapa:
a = 200 (para chapas cast ou fundidas)
a = 300 (para chapas extrusadas)
e = espessura da chapa acrílica

Portanto, para uma chapa cast de 3,0 mm de espessura, o raio mínimo de curvatura será:
r = 200 x 3,0 mm = 600 mm