Alívio de Tensões (distencionamento) de Chapas Acrílicas

Alívio de Tensões

O tratamento para “distencionar” o acrílico cast e extrusado é importante antes e depois do processo de transformação, visando eliminar as fissuras ou crazing que aparecem. De acordo com o engenheiro Fábio Fiasco, proprietário da Sinteglas, especializada em colas, todas as chapas acrílicas, inclusive as extrusadas a partir da resina de PMMA, com diferentes graus de intensidade, carregam tensões internas ou residuais resultantes dos efeitos térmicos de seus processos de fabricação. Para aliviar as tensões do acrílico são empregados dois processos distintos:

Normalização (normalizing)

Processo de tratamento térmico utilizado para chapas ANTES de serem transformadas (usinagem, moldagem ou colagem). Neste procedimento, as chapas (como fabricadas) são aquecidas uniformemente a uma temperatura acima de seu ponto de transição (entre 138 a 140°C) até que se garanta o completo relaxamento das tensões existentes. Depois, se dá o resfriamento lento até a temperatura ambiente em uma proporção que evite a reintrodução de tensões. Nas aplicações mais críticas exige-se a normalização independente da intensidade das tensões internas presentes no material.

Recozimento (annealing)

Processo de tratamento térmico utilizado para aliviar as tensões APÓS o material sofrer qualquer transformação (usinagem, moldagem ou colagem). Para o uso comum das chapas cast, é permitido que o alívio das tensões presentes  no material original, quando esse for de baixa intensidade, seja negligenciado  dispensando o processo de normalização.

No entanto, as tensões térmicas e mecânicas decorrentes da transformação e usinagem do material, principalmente as que precedem a colagem, não podem ser desprezadas, pois são justamente as responsáveis pelas falhas de aparência e resistência. Vale lembrar que, por utilizarem solventes, a colagem e a impressão com tintas atacam a superfície do acrílico evidenciando e intensificando o efeito  crazing. Neste caso, é necessário fazer o  recozimento. Esse tratamento térmico é realizado com temperaturas abaixo da temperatura de transição. São três etapas consecutivas:

  • a) O componente é aquecido lentamente até a faixa de temperatura entre 87ºC e 93ºC.
  • b) Essa temperatura é mantida por um tempo “T” determinado (patamar).
  • c) Depois o material é resfriado lentamente para evitar a reintrodução de tensões ou deformações térmicas.

a) Aquecimento

Carregar a peça na estufa com temperatura ambiente. A temperatura do ar circulando dentro da estufa não deve aumentar mais que 18ºC/hora até atingir a temperatura selecionada (conf. tabela).

Tabela para condições de recozimento de peças moldadas (conformadas por calor):

Alívio de Tensões (distencionamento) de Chapas Acrílicas

c) Resfriamento

O tempo de resfriamento não deve ser menor que o tempo utilizado no patamar, ou assegurar um gradiente de resfriamento de pelo menos 12°C / hora. A temperatura do ar circulante na estufa deve permanecer dentro de uma variação não superior a ± 3ºC da temperatura selecionada na tabela acima.

b) Patamar de temperatura constante

Na prática, o tempo de recozimento (annealing) – “T” em horas, pode ser determinado como sendo igual a espessura da chapa – em mm. Assim, uma chapa de 3,0 mm deve permanecer por 3 horas na temperatura descrita pela tabela a seguir:

Considerações

Para as chapas extrusadas as condições de tempo e temperaturas para operações de alívio são diferentes e devem ser consultadas junto ao fabricante do material.

As operações de alívio de tensões só devem ser realizadas em estufas de circulação de ar com controle preciso e com variações não superiores a ±3ºC para o diferencial de temperatura no espaço entre as prateleiras.

As estufas adequadas devem possuir dutos com trocadores de calor ou resistências blindadas. O ventilador deve ter capacidade de suprimento de ar a uma velocidade de aproximadamente 100m/min. Podem ser estufas elétricas ou a gás e, neste caso, com trocadores de calor para evitar circulação de produtos combustíveis no espaço aquecido.

No Brasil são raríssimos os casos em que são requisitados ou especificados alívio de tensões (recozimento) para produtos fabricados em acrílico. No exterior, entretanto, existem empresas especializadas em executar esse serviço.

Para comprovar a eficácia do tratamento de recozimento utilizam-se placas Polaroid (ou o efeito de luz polarizada) e a conclusão é baseada na experiência prática do avaliador sendo, portanto, um critério sem caráter científico que deve ser amplamente discutido entre fornecedor e cliente.

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