Processamento de Materiais Cerâmicos Processo de Colagem Professor Anselmo André Pinto Machado RA: 280275 Léo Rodrigo Bossonario RA: 279560 Mauricio Vasconcellos Massucato RA: 279463 Pedro de Pádua Paula RA: 279439

Índice Definição Processo Comparação com os demais processos Produtos 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

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;

Definição – Barbotina Está é a matéria principal do processo ; Composta de: Solvente (Água, orgânico) ; Pó-cerâmico; Dispersantes; Ligantes; Plastificantes;

Definição – 2 Tipos Colagem de Barbotina em Molde Colagem de Fita 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.

Processo Preparação da Barbotina Solvente e Pó-Cerâmico Dispersante Moagem Mistura Deaeração Colagem Secagem Termólise Sinterização Dispersante Preparação da Barbotina Plastificante Ligante

Processo – Etapas Moagem Mistura 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.

Processo – Etapas Deaeração Processo para a retirada das bolhas, “espuma” da barbotina, formada na mistura; Pode ser por câmara de deaeração a vácuo, rolagem lenta ou centrifugação;

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

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.

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.

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.

Processo – Barbotina Formação / Componentes Pós 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;

Processo – Barbotina Formação / Componentes Solvente Pode ser água ou líquido orgânico; Deve ser inerte aos outros componentes; Ter baixo ponto de ebulição; Baixa viscosidade;

Processo – Barbotina Formação / Componentes Dispersante (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;

Processo – Barbotina Formação / Componentes Ligantes 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.

Processo – Barbotina Formação / Componentes Plastificantes 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);

Processo – Colagem de Fita Em 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;

Processo – Colagem de Fita Variação da lamina niveladora para melhorar a precisão da espessura, normalmente utilizado para filmes muito finos.

Processo – Colagem em Molde Introdução 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;

Processo – Colagem em Molde O 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.

Processo – Colagem em Molde 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 .

Processo – Colagem em molde Moldes 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.

Processo – Secagem Remoção 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.

Processo – Termólise Etapas 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.

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.

Comparação com outros processos

Comparação com outros processos

Comparação com outros processos

Comparação com outros processos

Comparação com outros processos

Comparação com outros processos

Produtos Colagem de Fita Industria eletrônica Capacitores comuns e multicamadas Circuitos eletrônicos

Produtos Colagem em Molde Peças Artísticas Panelas

Produtos Colagem em Molde Louças Sanitárias Formas Diversas

Conclusão Importância do processo; Presença na industria; Atuação no Engenheiro de Produção.

Dúvidas ? Obrigado... São Carlos, 18 de Maio de 2009