Fabricação dos Perfis de PVC para Janelas (Processo de Fabricação)
 


 

1. Armazenamento (em silos)


Constituem os depósitos de matéria-prima, isso é, as reservas para permitir o funcionamento contínuo do processo de extrusão de uma fábrica de perfis em PVC. A qualidade do produto extrusado se deve em muito na sua produção contínua, isto é, sem interrupções. Sendo assim, uma fábrica de perfis deve possuir um estoque significativo de matéria prima a fim de alimentar este processo contínuo.
“controle de qualidade da matéria-prima”
Ao receber a matéria-prima, são feitas análises de controle de qualidade prévia anteriores ao armazenamento. São verificados tanto o PVC como os aditivos que serão incorporados durante o processo avaliando, entre outras propriedades:


- Granulometria.
- Percentual de umidade.
- Cor.
- Impurezas.

2. A Mistura


É nessa etapa que o PVC recebe seus aditivos, aqui está a receita de cada um dos fabricantes, seus estabilizantes, lubrificantes, modificadores. Aqui também existe uma grande variação para o preço final de cada produto, afinal a qualidade e quantidade destes aditivos interfere significativamente no seu custo. Estes aditivos têm a finalidade de equilibrar dureza e pigmentos, e fazer com que o produto acabado seja estável. Além da receita de boa qualidade é necessário fazer a homogeneização, isto é, agitação mecânica por tempo suficiente e controlado. Uma vez isto realizado, os componentes são levados da misturadora para o depósito que alimentará as extrusoras. Este processo pode ser todo automatizado e pneumático ou não, dependendo do tamanho da fábrica, porém o mais importante é a realização de processos de controle de qualidade em cada uma das etapas, com a finalidade de garantir sempre a repetitividade do produto, fato que interfere diretamente na coloração e resistência do produto acabado.

3. A Extrusão


A extrusão é o setor onde propriamente se fabrica o perfil de PVC a partir da mistura de matéria-prima. A mistura é introduzida pelo dispositivo dosador, avança através dos fusos, pelo cilindro da máquina, onde é aquecido, plastificado, desairado e é comprimido a baixas pressões na matriz. As extrusoras são instaladas em filas paralelas e o número de extrusoras de uma empresa muitas vezes classifica o tamanho desta empresa, e interfere diretamente na sua capacidade produtiva, tendo em vista o processo contínuo e a fabricação de apenas um modelo de perfil a cada vez.

Na saída da extrusora encontra-se a matriz, que confere ao perfil a forma desejada, isto é, o formato que os pesquisadores desenvolveram e entenderam ser o mais adequado ao uso que de se destina. Esta ferramenta é uma peça importante para se conseguir a extrusão perfeita de um perfil e é equipada com placas que visam dar contorno ao interior do perfil. Dois fatores são importantes nesse ponto, primeiro a qualidade em si da ferramenta de extrusão (matriz), isto pode ser verificado através do processo de fabricação da matriz propriamente e da qualidade do material do qual ela e fabricada, o segundo ponto é a manutenção e tempo de uso desta matriz, como todo material ela também possui uma vida útil, e durante esta, deve sofrer a correta manutenção e aferições para garantir a repetitividade do produto extrusado.

Na saída do perfil extrusado, ainda quente e plástico, muitas vezes existe um calibrador de vácuo que refrigerada através de água. Neste processo, a massa de PVC solidifica-se ao longo do próprio calibrador. Conferindo ao perfil as suas dimensões definitivas. Em seguida o o perfil é submetido a um banho de água para continuar a esfriar. A velocidade em que este processo ocorre pode ser ajustada com precisão e assegura o correto funcionamento de todo conjunto da instalação.

Durante o processo de extrusão podem ser realizados vários ensaios a fim de garantir a continuidade de qualidade, alguns só são possíveis de serem feitos em laboratório equipados, o que infelizmente não é regra em todas as fábricas. Após a seleção das amostras na linha de extrusão são verificados em geral:


- Superfície.
- Código.
- Peso específico.
- Brilho.
- Cor.
- Resistência ao impacto.
- Dimensões e tolerâncias.
- Retração.
- Resistência do canto soldado.
- Temperatura VICAT.
- Módulo de elasticidade.

4. Corte e Marcação

Os perfis saem de forma contínua da extrusora e necessitam ser cortados, esse processo é realizado por serras circulares, na medida desejada, e depois embalados para o transporte. O comprimento normal de corte é de 6 metros, porém por uma questão de aproveitamento algumas empresas optam por medidas diferentes, seja para facilitar o transporte em container menores, seja para facilitar o gerenciamento de seus estoques próprios nas fábricas de esquadrias. No Brasil e na Ásia, por exemplo, a marcação individual em cada perfil não é obrigatória ainda, como ocorre na Europa e na Argentina, essas marcações normalmente se referem a origem do produto e outras classificações locais, como espessura ou classe, e o lote. Na janela acabada é praticamente impossível ver a marcação pois ela é feita nas regiões onde o perfil fica em contato com a parede ou com o vidro.

Nesse momento são realizados controles de perfil acabado, principalmente referentes aos agentes atmosféricos, isso é, são verificadas as reações que podem ocorrem com uso prolongado do perfil no meio ambiente. As amostras podem ser ensaiadas de duas formas, a primeira em laboratório, onde são utilizadas câmaras que simulam as condições reais enfrentadas pelos perfis de forma acelerada. No Brasil temos dois tipos de câmaras que simulam o intemperismo acelerado são utilizadas Weather-O-Meter e QUV/CUV. Porém também é possível, e aconselhável, as empresas extrusoras manterem amostras ao ar livre em condições meteorológicas extremas, isso é, em altitude, ou regiões onde o clima sofre grandes oscilações e amplitudes de temperatura e umidade.

O que é uma Câmara de QUV/CUV?

A luz UV é responsável por quase toda a fotodegradação na durabilidade dos materiais expostos ao ar livre. As lâmpadas fluorescentes da QUV simulam as críticas ondas curtas de UV e reproduzem de forma realística os danos d+as propriedades físicas que são causadas pelo sol. Os tipos de danos incluem mudança na cor, perda de brilho, escamação, rachaduras, fissuras, nevoas, bolhas, fragilização, perda de força e oxidação. O orvalho é grande responsável pela maior parte da umidade que ocorre na exposição ao ar livre, não a chuva. O sistema de condensação da câmara QUV simula o orvalho de forma muito realista e acelera o seu efeito usando a temperatura elevada. As câmaras QUV podem acomodar até 48 amostras (74mm x 150mm) e atender a uma enorme gama de normas internacionais, nacionais e especificações de indústrias, garantindo a confiabilidade e reprodutibilidade nos programa de testes. A Câmara de QUV tem um baixo custo e sua manutenção é simplificada, tornando-a uma boa opção para as empresas no controle de qualidade de referente ao envelhecimento dos materiais.

5. Reciclagem

A reciclagem tornar-se diariamente um processo cada vez mais integrado a fabricação e a produção. Primeiro devido a responsabilidade com o meio ambiente e claro, assim como com a diminuição nos custos causados por uso exclusivo de matéria-prima virgem. Em geral as empresas de fabricação de perfis de PVC para janelas utilizam na produção de perfis novos apenas seu próprio rejeito, normalmente perfis que foram considerados inconformes em análises dimensionais ou início e fim de linha de extrusão, que também não podem ser aproveitados para a fabricação de janelas. Então o PVC é selecionado, lavado e granulado e pode ser novamente incorporado nos processos de produção.

Marco, Folha e Baguete – Entenda a diferença nos perfis principais.

Marco, também conhecido como caixilho, é o perfil que entra em contato direto com a estrutura da parede, isso é, o perfil que é fixado diretamente no vão de abertura, enquanto na sua outra extremidade se articula com o perfil de folha, ou em caso de janelas sem folhas, podem receber vidros e formar a tipologia quadro fixo, sem movimento. O marco pode ser considerado o perfil mais importante da janela, pois apesar de alguns imaginarem que a folha recebe pressão por estar em uma superfície maior o marco é responsável pela fixação da janela tanto a estrutura da construção quanto a folha, e consequentemente pela segurança geral. Marcos mal fixados, ou mal especificados podem gerar transtornos que vão desde a facilidade de arrombamento até, em caso extremos, o desprendimento da janela.

 

Folha – é perfil que tem movimentação ou não, e que recebe o vidro ou outro tipo de superfície e lâminas, podendo esta ser em PVC também ou madeira, metálica e até compostos mistos. Normalmente recebe uma borracha que pode ou não ser coextrusada, para fazer a vedação entre o PVC e o Vidro, aumentando a vedação e diminuindo o atrito.

 

Baguete – é um perfil que se encaixa a folha normalmente clicado, mas em alguns sistemas para aumentar o desempenho pode ser colado. Um detalhe importante é que ele deve ser sempre instalado pela parte interna do imóvel, devido a questões de segurança (pois sua retirada permite sacar o vidro com facilidade) e após, para realizar possíveis manutenções que se façam necessárias como a troca do vidro, por exemplo. Como o perfil de folha, em geral ele também recebe borrachas de vedação (que podem ser vedações a base de silicone também), na região que fica em contato com o vidro, e esta borracha pode ou não já ser extrusada com o perfil.

 

Reforços metálicos

Geralmente em aço galvanizado, mas em alguns sistemas se utiliza também alumínio. A função principal do reforço é de manter a rigidez dos perfis, garantir o bom funcionamento da janela e suportar o peso dos vidros, ao longo de sua vida util. Vale a pena lembrar que a estrutura do reforço interno é de suma importância no cálculo de desempenho estático da esquadria e na sua resistência a fatores como resistência ao vento.

O que é aço e o que é ferro?

O aço é uma liga metálica, em resumo formado por ferro e carbono, por isso muito costumam chamar de aço carbono inclusive, mas a porcentagem de carbono na liga varia entre 0,008 e 2,11%. Caso a proporção de carbono supere 2,11% já é considerado ferro fundido. A função do carbono na liga é principalmente conferir resistência, e criar uma estrutura cristalina entre os átomos de Ferro. O aço, ao contrário do ferro fundido, mantém suas propriedades típicas de metal, sendo facilmente moldável por forja, laminação ou extrusão, enquanto o ferro fundido é um metal mais frágil e de difícil trabalho.

Como se classifica um aço:

- pela quantidade/percentual de carbono;
- pela sua composição química;
- pela sua constituição e microestrutura
- pela sua aplicação/uso

Entendendo-se sobre a obtenção do aço partimos então para o segundo processo, a galvanização, que é a aplicação de uma camada protetora de Zinco, ou ligas de Zinco, na superfície do aço com a finalidade específica de evitar a corrosão (ferrugem). No caso dos perfis de reforço (alma de aço) usados nas Janelas de PVC o processo mais utilizado é a Galvanização por imersão a quente (hot-dip Galvanizing ou HDG), no qual as peças ou estruturas são mergulhadas em um banho de zinco fundido. Em alguns casos na bibliografia você também irá encontrar a nomenclatura “galvanização a fogo”, porém é exatamente o mesmo processo. O importante é que a peça, ou perfil, seja mergulhado em uma solução que contenha pelo menos 98% de Zinco com outros aditivos, e em temperatura média de 450°C. Esta peça permanece em banho até que atinja a temperatura adequada e a reação entre o Zinco e o Ferro do aço se concretize, formando um revestimento resistente à corrosão, isso se deve ao sacrifício do Zinco, que por ser mais anódico do que o ferro na série galvânica, perde sua camada superficial antes do aço ser exposto. De uma maneira geral, o ferro do aço galvanizado continua interno, isto é, abaixo da superfície de zinco, mas devido a esta proteção ele não é atingido.

Vale uma consideração final sobre esse processo, pois durante a fabricação das Janelas de PVC o reforço metálico sofre perfuração dos parafusos tanto de fixação no perfil de PVC quanto de fixação no vão, em obra. Sendo assim, é importante verificar se a fábrica utiliza parafusos de boa qualidade e/ou fazem proteção anti ferrugem nas regiões onde ocorre está perfuração. Este detalhe é muito mais sensível e importante em obras onde a concentração salina é elevada (litoral).

História da Galvanização

“Em 1741, o químico francês Melouin descobriu que o recobrimento de zinco poderia proteger o aço da corrosão. Em 1837, o engenheiro Sorel patenteou a galvanização a fogo utilizando o termo galvanização (do nome de Luigi Galvani, 1737-1798, um dos primeiros cientistas interessados na eletricidade) porque é a corrente galvânica que protege o aço.”

 

O que é módulo de elasticidade?

O Módulo de elasticidade ou Módulo de Young é um coeficiente mecânico que apresenta a medida da rigidez de um material sólido. É de fundamental importância sua definição na engenharia, principalmente para o cálculo de fachadas, pois através dele é possível calcular a tensão de ruptura por exemplo de uma estrutura, temperaturas críticas e outras tantas propriedades mecânicas. É uma propriedade intrínseca dos materiais, isto é, depende de sua composição química, microestrutura e defeitos (poros/trincas/deformações). Já a Tensão corresponde a força ou carga, por unidade de área, aplicada sobre o material, enquanto a deformação é a mudança nas dimensões, por unidade da dimensão original. Ambos são medidos em unidade de Pressão, podendo ser Pa (Pascal), N/mm²...

Abaixo segue uma tabela com os módulos de elasticidade dos principais materiais envolvidos na composição das janelas de PVC.

Borrachas de vedação - Elas são utilizadas em diversos sistemas de janelas de PVC, mas sempre tem a mesma função, promover estanqueidade, seja entre dois perfis, marco e folha por exemplo (como em uma porta de geladeira), ou como falado anteriormente entre o vidro e os perfis que o sustentam.

Estas vedações devem ser fabricadas num material especialmente adequado para aguentar os grandes esforços a que é submetida a janela. Encontramos janelas de PVC com vedações de borracha, chamadas EPDM, em geral na cor preta, mas também silicones (diversas cores) e até mesmo vedações feitas de PVC (mais raras) mas existentes.

 

O que é EPDM?

A borracha de etileno-popileno-dieno (EPDM), foi introduzida em 1962 nos Estados Unidos, porém sua produção comercial só iniciou um ano depois. Esta borracha (EPDM) era obtida através da vulcanização de uma borracha de EPM com peróxido, porém atualmente a reação é desenvolvida com um dieno através da vulcanização com enxofre e aceleradores convencionais. O produto da polimerização assim obtido é o EPDM, que é um termo polímero, que tem como principais diferenciais a alta resistência ao vapor, assim como excelentes resultados quando exposto aos calor, água e intempéries. É utilizado em larga escala como vedante de sistemas hidráulicos que utilizam líquidos não inflamáveis à base de fosfato orgânico. Sua única deficiência é a baixa resistência a óleos minerais, derivados de petróleo e solventes, da mesma forma que o PVC em si. Explicando porque este tipo de vedação é de longe a mais utilizada nas janelas de PVC, até hoje.

E o Silicone (SI) (MVQ)?

Sua principal característica é a possibilidade de ser exposto a uma larga escala de temperatura, tanto frio extremo como calor excessivo. Sua flexibilidade se mantém até temperaturas próximas a -70°C, e de outro lado pode suportar até 260°C. Apresenta uma boa resistência a álcoois, ácidos diluídos e ao ozônio. Tem como deficiência a baixa resistência mecânica. Não é recomendado seu uso junto a hidrocarbonetos como querosene e parafina e também sob pressão de vapor superior a 3,5kgf/cm², pois pode resultar em inchamento e amolecimento consideráveis.

 

Comparativo entre Silicone e EPDM

Existe Ddferença entre o Silicone eo EPDM?
Polymer Solutions News Team 26 de fevereiro de 2016 6 publicou assim: Silicone e EPDM (monómeros de etileno propileno e dieno) são tipos de borrachas que compartilham características e usos verdadeiramente únicos. Apesar disso, existem diferenças notáveis ​​entre eles em termos de suas propriedades, que é algo a considerar quando você está escolhendo entre os dois.
 

Vamos começar com uma visão geral de cada um, então descubra.

EPDM - Monómeros de propileno e dieto de etileno é uma borracha sintética de alta densidade que é extremamente versátil com capacidade para suportar altas temperaturas (até 215°C). Devido a essa versatilidade, ele é usado nas indústrias automotiva e em várias outras indústrias. Dentro disso, EPDM é freqüentemente usado para Selos Mecânicos, O-Rings e demais vedantes por causa de suas propriedades resistentes contra intempéries, ácidos e alcális. Algumas das principais propriedades da EPDM incluem:

  • Forte ácido e resistência alcalina

  • Resistência de alta temperatura até 215°C

  • Retardador de chamas

  • Rentável para fabricar

  • Excelentes propriedades de intemperismo

  • Faixa de tensão de 500-2500 P.S.I

Silicone - Silicone é uma borracha flexível geralmente não reativa e que possui propriedades interessantes que o tornam um material amplamente utilizado em várias indústrias diferentes. O silicone tem uma resistência a altas temperaturas até 315°C (por isto é utilizada na culinária atualmente, inclusive) e excelentes propriedades retardadoras de chama. Isso o torna ideal para empresas de engenharia e automotivas. Também é comumente usado na indústria de pintura de revestimentos a pó, onde geralmente é utilizado para sua reciclabilidade e resistência ao calor efetiva para mascarar e proteger áreas enquanto elas são pintadas e aquecidas. Algumas das principais propriedades da Silicone incluem:

  • Resistência a altas temperaturas de até 315°C

  • Boas propriedades retardadoras de chama

  • Faixa de tensão de 200-1500 P.S.I

  • Excelentes propriedades de intemperismo

A escolha passa a ser técnica, baseada nas necessidades de cada projeto, porém independente de Silicone ou EPDM o importante é que sejam empregados materiais de boa qualidade que passaram por testes/ensaios que comprovam essa qualidade.