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Plásticos cada vez mais substituem metais

Plásticos cada vez mais substituem metais

15/11/2019 Alexandre Farhan e Larissa Rodrigues Mendes

Nas últimas décadas, ficou cada vez mais comum a transição do uso de metais para o de plásticos de alta performance.

A grande dúvida, porém, é saber com segurança se será possível a substituição de certos componentes sem perdas de propriedades importantes para o desempenho dos produtos que serão lançados no futuro próximo.

A metalurgia foi uma grande conquista na história do homem. Aos poucos, utensílios de pedra e madeira foram substituídos por componentes de metal como o bronze, o cobre e o ferro.

Isso aconteceu porque havia escassez de matérias-primas, mas também por aspectos culturais e a evolução do conhecimento humano. E isso tem sido assim até os nossos dias.

Os materiais metálicos geralmente possuem características próprias como rigidez, resistência mecânica e a altas temperaturas, têm alta densidade, condutividade elétrica e de calor, além de proporcionar uma boa aparência aos produtos.

Já os plásticos dispõem de características como flexibilidade, maciez, isolamento térmico/elétrico, entre outras peculiaridades.

A importância de cada propriedade depende unicamente da sua aplicação que, normalmente, exige uma mistura de especificações.

Um bom exemplo da substituição de matéria-prima é a bomba d'água dos carros, que hoje é feita de poliftalamida (PPA). No passado, era produzida em alumínio.

A peça é aquela que possibilita a perfeita refrigeração do motor, garantindo seu bom funcionamento. Esse tipo de plástico contém 40% de fibra de vidro e oferece alta resistência à hidrólise, ou seja, aquela decomposição ou alteração química pela ação da água.

Possui também capacidade para se ajustar à presença de líquidos de resfriamento em altas temperaturas. O maior destaque desse material, quando também comparado a outros tipos de plásticos, é sua rigidez e resistência à ação química, mesmo em altas temperaturas.

Tem a vantagem ainda de ser uma matéria-prima versátil para produção, no processo de injeção de peças com os mais diferentes formatos.

O mais importante é que o uso dos chamados “polímeros (plásticos) de engenharia” em substituição aos metais, além de permitir um menor tamanho da peça e aumentar sua precisão, reduz os custos de produção, porque elimina uma série de etapas que haveria no processo tradicional de produção com metais.

Como exige menores temperaturas de processamento, consequentemente, também reduz o consumo de energia e diminui substancialmente despesas com transporte e mais algumas outras.

A redução de custos pode chegar até a 40%, segundo estudos a respeito em laboratório. O fato foi comprovado em um ensaio que compara os custos de produção de uma peça em alumínio fundido e uma peça plástica em poliamida semiaromática.

Por isso, cada vez mais os engenheiros antenados com a otimização dos custos industriais buscam unir o desenvolvimento de produtos resistentes, mas com a redução significativa do peso das peças.

Um estudo feito em um centro de pesquisa na Finlândia concluiu que uma redução em 10% do peso de um carro de passeio significa uma economia entre 6% e 7% no consumo de combustível.

Como as novas regulamentações sobre emissão de CO2 devem ficar cada vez mais rígidas, da mesma forma que os carros se tornam mais leves, com menor consumo de consumo e mais segurança, esses componentes plásticos se tornam cada vez mais indispensáveis na produção automotiva.

Metais como aço, bronze e zinco chegam a ter índices de peso até cinco vezes maiores que o de um “plástico de engenharia”.

Mesmo no caso do alumínio, metal considerado leve, o seu peso chega ser o dobro dos “polímeros de engenharia”.

Na prática, substituir esses materiais metálicos significa produzir o mesmo produto com até cinco vezes menos matéria-prima. É uma redução expressiva, sem dúvida.

Outra peça de veículos automotores que teve sua matéria-prima substituída na maior parte deles foi a maçaneta. O antigo zinco fundido usado na sua fabricação foi substituído por um plástico do tipo poliamida semiaromática com ótimos resultados.

Houve uma redução no peso da peça, que proporcionalmente corresponde a uma economia de mais de 3 kg por veículo. Sem falar que o material garante um excelente acabamento no lado externo.

Atualmente, também é possível produzir parafusos e peças com roscas, além de fabricá-los com espessuras muito finas, utilizando materiais plásticos com alto teor de fibras (até 70%).

Mas antigamente, a incorporação de fibras aos plásticos era tida como procedimento de má qualidade para a superfície da peça.

Com a chegada das novas tecnologias, que combinam plásticos com fibras, há garantia de mais longevidade dos moldes de injeção, ou em outras palavras, as máquinas que fabricam plásticos são mais poupadas e sofrem menos desgaste.

Além dos carros, até bicicletas de competição de alta performance estão assimilando os materiais plásticos para seus componentes e suportes, como as poliamidas especiais com fibras de carbono e fibras longas de vidro.

Esses materiais garantem ao quadro da bicicleta rigidez, resistência mecânica, propriedades de absorção de choque e naturalmente redução de peso.

Para quem não sabe, o quadro é a parte central e principal componente de uma bike. É nele que as rodas e os demais peças são acopladas.

As novas tecnologias do mundo do plástico não param por aí. A procura por polímeros cada vez mais avançados, que atendam às mais exigentes aplicações, tem mexido com a estrutura dos fabricantes, visando a melhoria contínua dos seus produtos.

Essa mudança não é observada apenas no setor de mobilidade, mas também na indústria do óleo e gás, eletroeletrônica, alimentícia e médico-hospitalar.

* Alexandre Farhan é diretor-técnico da Escola LF, de cursos profissionalizantes em plásticos.

* Larissa Rodrigues Mendes é engenheira de materiais e analista técnica de processo de injeção plástica treinada pela Escola LF.

Fonte: Vervi Assessoria



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