BR102023019962A2 - Câmara para a fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a uma câmara para a fundição à vapor (1) de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreendendo um recinto (3) que compreende pelo menos duas partes (3a, 3b), em que pelo menos uma parte é móvel (3a) para permitir sua abertura e seu fechamento, e em que uma parte das superfícies é coberta por um revestimento isolante, notavelmente a superfície interior do recinto ou a superfície exterior dos influxos de vapor.

Description

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se, de maneira geral, à fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] Tradicionalmente, moldes em alumínio são utilizados para a fabricação de peças moldadas em espuma expandidas ou alveolares, por exemplo o poliestireno expandido. Esses moldes são integrados em câmaras à vapor em alumínio ou em aço sofrendo múltiplas variações de temperatura no momento de seu funcionamento. Em particular, após a injeção de esferas ou pérolas alveolares nas impressões de um molde, o vapor é injetado para aquecer e eventualmente expandir as esferas contidas no molde para obter um corpo tendo a forma concedida pelas impressões. As impressões são de fato microperfuradas para permitir ao vapor de penetrar ao centro do material. Em seguida uma fase de resfriamento do molde para estabilizar o corpo moldado antes de o retirar ao abrir o molde. Cada ciclo dura algumas dezenas de segundos a alguns minutos e a temperatura é alternativamente alcançada, para a fundição de poliestireno expandido por exemplo, a 110-120 °C por injeção de vapor sob pressão na câmara e no molde, e então reduzida a 80 °C por descompressão e/ou aspersão de água para fixar a peça. Todavia, essas variações incessantes de temperatura causam dispersões importantes de energia no dispositivo de fundição e a câmara à vapor geralmente em aço ou alumínio, por um lado devido à massa importante de metal presente na ferramenta (diversas centenas de quilogramas de aço e de alumínio), e igualmente devido ao volume importante de vapor circulando na câmara. Ao final, menos de 10 % da energia fornecida é utilizada para a fundição da matéria alveolar.

[0003] Certos fabricantes buscaram reduzir a perda energética isolando a câmara e ou os moldes. Não obstante, essa abordagem induz à formação de condensação no molde, que é nefasta para a qualidade do produto final, o que pode provocar defeitos de preenchimento nos ciclos a seguir induzindo a defeitos nas peças a seguir por falta de preenchimento no molde. De fato, pode-se por exemplo observar o aparecimento de um filme de água nas impressões impedindo o ar de escapar corretamente no momento da introdução de matéria na impressão ao ciclo seguinte, criando assim microbolsas de ar impedindo as esferas alveolares de se colocar corretamente na impressão. Isso resulta em peças malformadas e/ou de densidade não homogênea.

[0004] Tais moldes para fabricar produtos moldados por um método a vapor são por exemplo descritos em JP3874708. A câmara a vapor 109 e o molde no interior do qual são colocadas as impressões descritas nesse documento, retomado aqui na Figura 1, compreendem notavelmente um material de proteção 107 resistente à água, aqui uma camada de aço inoxidável, e um material de isolamento térmico 108, aqui uma camada de amianto, resistente à compressão fixadas contra as placas traseiras 106 da câmara a vapor 109, placas mantidas à distância entre as duas partes complementares do molde 102 e 103 por suportes 105. A camada 107 de material resistente à água permite proteger a camada de isolamento da umidade empurrando essa umidade graças a propriedades hidrófobas. A superfície dessa camada deve ser lisa para permitir que a condensação seja drenada eficazmente. É primordial que a camada isolante 108 seja resistente à compressão pois ela suporta o molde e, portanto, as impressões, e garante a exatidão da forma do produto expandido. As camadas de material 107 e 108 são fixas com a ajuda de parafusos entre a placa traseira e a borda das placas laterais 112 e 113. Essas placas laterais não são isoladas pelos materiais 107 e 108.

[0005] Um tal molde permite reduzir a quantidade de vapor necessária para o aquecimento e a expansão do material. Um inconveniente desse tipo de molde é que ele não permite controlar a condensação do vapor no interior do molde. Ou, a presença de condensação pode ocasionar defeitos de preenchimento de produtos a seguir.

[0006] Outros inconvenientes podem ser evocados em relação à condensação. No momento da ejeção da peça moldada, é sabido utilizar dois tipos de ejetor: ejetor mecânico e/ou injeção de ar. Quando o ar é enviado via os orifícios de vapor para ejetar a peça moldada, gotículas de água serão assim projetadas nas peças. Essa umidade irá apresentar um problema de conservação no momento do armazenamento das peças em saquetas plásticas, por exemplo. Essas peças devem, portanto, ser submetidas às etapas adicionais de secagem antes de poder as armazenar. Além disso, as esferas alveolares, tal como o poliestireno absorvendo a umidade, o que induz a variações de peso na faixa até 10 % do peso. Isso danifica fortemente a qualidade do produto, que deve geralmente responder a critérios precisos de umidade. É, portanto, importante gerar o mínimo de água possível na peça moldada a fim de evitar de a sobrecarregar.

[0007] Foi proposto evacuar a condensação com a ajuda de uma bomba de drenagem. É por exemplo o que é descrito no documento EP2227366 em que o condensado de vapor formado na câmara é aspirado. O inconveniente desse molde é a utilização de energia suplementar para o funcionamento de um tal dispositivo, o que acrescenta um custo suplementar no produto final.

[0008] Foi, portanto, julgado necessário pela requerente de melhorar os sistemas de fundição por injeção a vapor, buscando evitar em primeiro lugar a formação de condensação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] Para esse fim, a invenção se refere a uma câmara para a fundição por expansão à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreendendo:

[0010] - um recinto que compreende pelo menos duas partes, em que pelo menos uma parte é móvel para permitir sua abertura e seu fechamento, e em que a superfície interior é pelo menos em parte coberta de isolante (térmico), caracterizado pelo fato de que uma placa em material condutor térmico cobre o isolante.

[0011] Foi constatado que o isolamento interno de uma câmara a vapor induz à formação de condensação no interior da câmara. A requerente identificou, de maneira surpreendente, que cobre o isolante térmico com uma placa em material condutor térmico soluciona esse problema impedindo a condensação de se formar.

[0012] O material condutor térmico compreende de preferência metal, pode-se tratar de metal puro ou de um compósito. De preferência, esse metal é alumínio, cobre e/ou inox. De preferência, a placa em material condutor térmico (19) compreende alumínio, cobre e/ou inox. Em um modo particular, a placa é em alumínio, em cobre e/ou em inox.

[0013] A presença dessa placa permite limitar as variações de temperaturas da superfície interna do recinto. Assim, não somente não é mais necessário aquecer diversas centenas de quilogramas de metal (o quadro da câmara) graças à camada isolante, mas, no momento da etapa de resfriamento, a placa interna de material condutor conserva uma temperatura suficientemente elevada durante a fase de resfriamento do molde para evitar a condensação do vapor ao ciclo seguinte. Isso resulta não somente um ganho energético considerável, mas um sistema de evacuação da condensação não é mais útil.

[0014] Isso permite ainda diminuir os tempos de ciclo ao otimizar o método de fundição a vapor com um ganho energético e econômico significativamente superior aos sistemas existentes, mas também permite reduzir a impressão de carbono do processo de fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma.

[0015] A câmara para a fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma pode designar indiferentemente uma câmara tradicional no interior da qual é disposto um molde com impressões perfuradas ou uma câmara com um molde dito “monobloco” com impressões perfuradas, isto é, uma câmara em que as paredes (do recinto) são confundidas com o molde, ou um sistema híbrido. Em todo caso, o recinto compreende um molde com pelo menos uma impressão perfurada.

[0016] A impressão perfurada é o elemento servindo para obter a forma de peça desejada. De preferência, a impressão é constituída por uma parte de punção e de uma parte de matriz que delimitam, quando elas são associadas à forma da peça a ser moldada. O interior das impressões é destinado a estar em contato com os materiais expandidos ou alveolares ou de espuma. As perfurações da impressão são dimensionadas de maneira a serem menores que as esferas de material alveolar, mas suficientemente grande para permitir a passagem de vapor através dessas esferas.

[0017] O recinto e o molde podem ser dois elementos distintos ou o molde pode, pelo menos em parte, ser confundido com o recinto.

[0018] O recinto designa um volume delimitado por um envelope rígido, definido por exemplo por um quadro e paredes. O recinto tem, de preferência, uma forma paralelepipédica retangular. Em um modo particular, o recinto é um cubo.

[0019] O recinto compreende pelo menos duas partes em que pelo menos uma parte é móvel para permitir sua abertura e seu fechamento. Geralmente, uma parte fixa coopera com a parte móvel no momento de seu funcionamento para garantir a estabilidade do sistema.

[0020] Cada parte do recinto é associada a uma parte do molde.

[0021] Uma parte do molde suporta uma parte de punção da impressão composta por relevo. A outra parte do molde suporta a parte de matriz da impressão perfurada, disposta para ser complementar à punção no momento do fechamento do recinto. Assim, a abertura do recinto permite a abertura do molde e impressões para a ejeção das peças moldadas quando o recinto estiver fechado, de maneira clássica, bem conhecida pelo versado na técnica.

[0022] O recinto compreende sistemas de conexões fluidas entre o interior do recinto e o exterior do recinto, de preferência dispostos nas faces laterais do recinto, tais como pelo menos um influxo de água, pelo menos um influxo de vapor, e pelo menos um injetor das esferas alveolares. Esses sistemas de conexões permitem levar diretamente a diferentes matérias para o interior do recinto, quando ele está fechado. De preferência, o recinto compreende igualmente pelo menos um conduto para a aplicação do vácuo.

[0023] De preferência, o influxo de água é disposto em uma face lateral do recinto. Ele é ligado a uma fonte de água e permite conduzir a água no interior do recinto, de preferência sob a forma de pulverizador ou aspersão orientada para pelo menos uma impressão. O influxo de água participa no sistema de resfriamento para resfriar o interior da cavidade do molde a fim de fixar a peça moldada antes da etapa de estabilização pelo vácuo para retirar os resíduos de água e de vapor anteriormente à ejeção da peça. O influxo de água é disposto para funcionar de maneira descontínua e é bem conhecida pelo versado na técnica.

[0024] De preferência, o injetor de esferas alveolares é colocado em uma face lateral do recinto para conduzir esferas alveolares no interior de pelo menos uma impressão perfurada do molde. O injetor de esferas é disposto para funcionar de maneira descontínua e é bem conhecido pelo versado na técnica.

[0025] De preferência, o influxo de vapor é colocado em uma face lateral do recinto para permitir a introdução de vapor no recinto, de preferência para pelo menos uma impressão. O influxo de vapor desemboca no recinto no nível de uma entrada de vapor. Em certos casos, o influxo de vapor pode igualmente funcionar como um influxo de ar, para participar na ejeção da peça da impressão no momento de sua abertura.

[0026] De preferência, pelo menos um defletor de vapor é disposto no recinto face à entrada de vapor para garantir uma dispersão mais rápida do vapor no recinto. O defletor é por exemplo posicionado a alguns centímetros da entrada de vapor, de preferência no máximo a 10 mm de distância, de preferência 5 mm.

[0027] De preferência, o recinto compreende um quadro garantindo sua rigidez. Por exemplo, esse quadro pode ser em alumínio, ou em qualquer outra matéria garantindo a rigidez. O quadro pode ainda incluir meios de reforço.

[0028] As paredes do recinto podem ser fabricadas no mesmo material que o quadro, ou em um outro material.

[0029] Vantajosamente, a espessura do recinto pode ser compreendida entre 10 e 40 mm, de preferência entre 20 e 30 mm.

[0030] Em modo operacional, o recinto pode ter duas posições, uma posição aberta e uma posição fechada.

[0031] Vantajosamente, meios de fechamento são previstos para manter o recinto fechado de maneira estanque durante as injeções sucessivas de esferas nas impressões, de vapor e de água para as impressões.

[0032] A câmara da invenção se caracterizada pelo fato de que a superfície interior do recinto é pelo menos em parte coberta de uma camada de isolante. De preferência, o recinto é coberto pelo menos a 50 % por uma camada de isolante, de preferência pelo menos a 70 % por uma camada de isolante, de preferência pelo menos a 90 % por uma camada de isolante e de preferência ainda integralmente.

[0033] Se o isolante for um material relativamente rígido, a camada de isolante pode ser montada no interior do recinto por um sistema de pino e entalhe no nível de ângulos a fim de evitar o acesso do vapor às arestas e/ou aos cantos do quadro, e assim evitar a formação de condensação.

[0034] Vantajosamente, uma camada de isolante designa de maneira ampla uma ou mais camadas de isolantes sobrepostas, eventualmente de naturezas diferentes. Isso permite aumentar e/ou combinar as propriedades térmicas do isolante.

[0035] Um isolante pode ser um material flexível ou rígido eventualmente expandido, alveolar ou em espuma, como aqueles atualmente utilizados em outras aplicações de isolamento (lãs minerais, poliestireno, poliuretano, resina ou vidro epóxi...), e/ou um revestimento isolante, e/ou materiais têxteis como tecidos não- tecidos.

[0036] O isolante pode ter uma espessura total compreendida entre 1 e 45 mm, de acordo com o tipo de isolante utilizado. Por exemplo, quando se trata de um material expandido, alveolar ou em espuma, a espessura pode ser compreendida entre 15 e 45 mm, de preferência entre 20 e 30 mm. Quando se trata de um revestimento isolante, a espessura necessária é geralmente menor para obter uma condutividade térmica comparável, por exemplo entre 1 mm e 10 mm, de preferência entre 1,5 mm e 5 mm.

[0037] O isolante é escolhido de acordo com critérios técnicos tais como uma boa resistência térmica e mecânica, um baixo coeficiente de dilatação, e uma boa estabilidade ao calor e à umidade ao longo do tempo de utilização.

[0038] Um isolante de tipo material expandido, alveolar ou em espuma tem de preferência uma densidade compreendida entre 1,70 e 2 g/cm3.

[0039] Um revestimento isolante, aqui isolante térmico, designa de preferência um material fluido ou semifluido que pode ser escalonado, por exemplo com a ajuda de um pincel ou de um rolo de pintura ou projetada (com a ajuda de uma aspersão ou uma pistola de pintura), para obter, após secagem, uma camada isolante de espessura na faixa de alguns mícrons a alguns milímetros. Diversas camadas podem ser aplicadas uma na outra, tendo em conta um tempo de secagem entre as aplicações.

[0040] De preferência, o revestimento isolante térmico compreende partículas de material isolante, de preferência partículas minerais como cerâmica ou vidro. Trata-se por exemplo de microesferas isolantes a microbolha, microesferas ocas em vidro, por exemplo em borossilicato, de microcorpo oco em cerâmica.

[0041] Essas partículas são suspendidas em uma base aquosa polimérica podendo conter formaldeído, (metil)acrilato, estireno..

[0042] Por exemplo, uma camada de revestimento isolante tem uma espessura compreendida entre 0,3 e 0,7 mm. Vantajosamente, diversas camadas, por exemplo entre 2 e 8 camadas, por exemplo 5 camadas podem ser aplicadas, para obter uma espessura compreendida entre 1 mm e 5 mm, por exemplo entre 2 mm e 3 mm.

[0043] O revestimento isolante é de preferência aplicado na superfície interior do recinto e é coberto por uma placa em material condutor térmico.

[0044] O revestimento isolante pode ser aplicado na superfície interior do recinto e/ou na placa em material condutor térmico.

[0045] O revestimento isolante é de preferência aplicado nas placas em material condutor térmico (Alu ou Inox) que são em seguida aplicadas no interior do recinto com a ajuda de um silicone de alta temperatura e/ou igualmente aparafusadas.

[0046] O isolante tem de preferência uma condutividade térmica compreendida entre 0,001 e 0,40 W/mK, 0,01 e 0,40 W/mK, 0,05 e 0,40 W/mK, de preferência entre 0,10 e 0,35 W/mK.

[0047] O isolante tem de preferência uma resistência térmica compreendida entre 150 e 250 °C.

[0048] Em certos casos, o isolante pode ter uma resistência à compressão compreendida entre 400 - 550 MPa.

[0049] Em certos casos, o isolante pode ter uma resistência à flexão compreendida entre 350 - 450 MPa.

[0050] O isolante pode ter uma rigidez dielétrica compreendida entre 10 - 20 kV/mm.

[0051] Uma placa em material condutor térmico cobre a camada de isolante. O material condutor térmico tem de preferência uma condutividade térmica compreendida entre 230 e 400 W/m.K.

[0052] De preferência, a placa em material condutor térmico compreende alumínio e/ou inox. De preferência, a placa em material condutor térmico é em alumínio, em inox ou em cobre.

[0053] A placa em material condutor térmico tem de preferência um coeficiente de condutividade térmica compreendido entre 200 e 400 W.m-1K-1, de preferência entre 220 e 395 W.m-1K-1, e de preferência entre 230 e 300 W.m-1K-1.

[0054] A placa em material condutor térmico tem de preferência um baixo coeficiente de dilatação linear, isto é, o coeficiente de dilatação linear de 20 a 100 °C é compreendido entre 15 x 10-6 e 30 x 10-6.

[0055] De preferência, a placa em material condutor térmico cobre de preferência pelo menos 70 % da camada de isolante, de preferência 80 %, de preferência 90 %, de preferência a integralidade da camada de isolante.

[0056] De preferência, a espessura da placa em material condutor térmico é compreendida entre 1 e 5 mm, de preferência entre 1 e 3 mm. Isso permite ter uma rigidez suficiente para sua integração no recinto e o confere uma boa durabilidade, sem sobrecarregar de forma imprudente o dispositivo e a massa metálica a ser aquecida.

[0057] A placa em material condutor pode vantajosamente ser reforçada mecanicamente por uma camada em compósito orgânico como Bakelite e Frathernit.

[0058] A placa em material condutor é fixada na camada de isolante com a ajuda de meio de fixação permitindo garantir uma resistência mecânica suficiente como por exemplo uma rosca em inox.

[0059] O material expandido ou alveolar ou de espuma moldado na câmara a vapor da invenção pode por exemplo ser poliestireno, polipropileno, polietileno e/ou poliestireno/polietileno.

[0060] A requerente foi surpreendida pela eficácia do revestimento isolante para reduzir o consumo de vapor no método de fundição. A implementação desse revestimento sendo simples, ela imaginou isolar outras partes da aparelhagem.

[0061] A invenção se estende, portanto, igualmente, de maneira mais geral, à utilização de um revestimento isolante térmico para isolar pelo menos em parte um dispositivo de fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma.

[0062] Vantajosamente, o revestimento isolante pode ser aplicado no quadro do recinto de fundição, no interior e/ou no exterior das câmaras à vapor, sejam elas fixas ou móveis, e/ou na superfície exterior de condutos ou zonas de passagem de vapor.

[0063] De preferência, o revestimento isolante não está em contato com o vapor. Quando é aplicado em zonas internas da câmara, ele é de preferência coberto de maneira estanque à água por uma camada protetora.

[0064] A invenção é igualmente relativa a uma câmara para a fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreendendo um recinto que compreende pelo menos duas partes, em que pelo menos uma parte é móvel para permitir sua abertura e seu fechamento, sendo que o recinto compreende pelo menos um influxo de vapor, e pelo menos um injetor de esferas alveolares, caracterizado pelo fato de que as superfícies do recinto e/ou o influxo de vapor são pelo menos em parte cobertas por um revestimento isolante térmico.

[0065] De preferência, a superfície exterior de influxos de vapor é coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

[0066] De preferência, a superfície interior do recinto é coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

[0067] O revestimento isolante, em particular quando é aplicado na superfície interior do recinto é disposto para não entrar em contato direto com o vapor. Isso implica que ele pode ser coberto por uma camada protetora estanque à água. Pode se tratar, por exemplo, de uma camada polimérica, de uma pintura hidrófoba, de uma placa em plástico ou outro material adequado, ou da placa em material condutor. Juntas estanques podem ser acrescidas, notavelmente quando materiais rígidos são utilizados, para selar os contornos e impedir qualquer infiltração de vapor.

[0068] De preferência, o revestimento isolante tem uma espessura compreendida entre 1 e 5 mm, de preferência entre 2 e 4 mm.

[0069] A invenção será mais bem compreendida com a ajuda da descrição de diversos modos de realizações, correspondente ao desenho no qual:

[0070] - a Figura 1 representa uma câmara a vapor de acordo com a técnica anterior (JP3874708)

[0071] - a Figura 2 representa, uma vista em perspectiva, de um primeiro modo de realização de uma câmara para a fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma em configuração aberta de acordo com a invenção

[0072] - a Figura 3 representa, uma vista lateral da câmara da Figura 2 em configuração fechada.

[0073] - a Figura 4 é um esquema explodido em corte da câmara à vapor da Figura 2 em configuração aberta.

[0074] - a Figura 5 é uma vista em perspectiva de um defletor de vapor de acordo com a invenção disposto na câmara da Figura 2.

[0075] - a Figura 6 é uma vista esquemática em corte de uma disposição de diferentes camadas do recinto da Figura 2.

[0076] As características, variantes e as diferentes formas de realização da invenção podem ser associadas umas com as outras, de acordo com diversas combinações, na medida em que elas não são incompatíveis ou exclusivas umas em relação às outras. Será possível notavelmente imaginar variantes da invenção compreendendo apenas uma seleção de características suficientes para conferir uma vantagem técnica e/ou para diferenciar a invenção em relação ao estado da técnica anterior.

[0077] Em referência às Figuras 2 a 6, uma câmara 1 para a fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreende um recinto 3 com pelo menos duas partes distintas, 3a e 3b. A parte 3a é aqui móvel enquanto a parte 3b é fixa, para permitir a abertura e o fechamento do recinto 3. A parte fixa 3b coopera aqui com a parte móvel 3a no momento de seu funcionamento para permitir a produção de peça moldada.

[0078] Nesse exemplo não limitante, o recinto 3 compreende um molde 4 com impressões perfuradas 5, aqui quatro impressões 5 são representadas. O molde 4 é constituído por uma carcaça tendo como papel manter as impressões perfuradas 5 servindo para obter a forma de peça desejada.

[0079] O molde 4 é em duas partes distintas com uma parte 4a associada à parte 3a do recinto e uma outra parte 4b associada à parte 3b do recinto.

[0080] A parte 4a do molde 4 suporta uma parte de punção da impressão 5. A outra parte 4b do molde suporta a parte de matriz 5b da impressão perfurada 5. Quando o recinto é fechado, as duas partes 5a e 5b das impressões são associadas de maneira a delimitar o volume da peça a ser moldada.

[0081] O interior das impressões 5 é destinado a estar em contato com os materiais expandidos ou alveolares ou de espuma. Essas impressões são aqui por exemplo em alumínio. Elas são perfuradas. As perfurações das impressões são dimensionadas de maneira a serem menores que as esferas de material alveolar, mas suficientemente grandes para permitir a passagem de vapor para o interior da impressão, através dessas esferas.

[0082] O molde 4 compreende um sistema de ejeção 6 da peça moldada. O sistema de ejeção compreende aqui oito ejetores 6, atravessando a grande face da parte móvel 3a do recinto e desembocando no interior das impressões 5. Os ejetores 6, quando eles são acionados, quando o molde 4 é aberto, exercem uma pressão na peça moldada para a destacar.

[0083] O recinto 3 compreende um quadro rígido e faces laterais, nas quais são dispostos sistemas de conexões fluidas entre o interior do recinto e o exterior do recinto.

[0084] Trata-se notavelmente aqui de um influxo de água 7, aqui dois influxos de água, atravessando a grande face da parte móvel 3a do recinto e destinado a conduzir água líquida para aspersores dispostos no recinto, orientados para as impressões 5. Essa água é destinada a resfriar as impressões 5 para fixar o material após cozimento. O influxo de água 7 participa do resfriamento da cavidade do molde 4. O influxo de água 7 é disposto para funcionar de maneira descontínua e é bem conhecido pelo versado na técnica.

[0085] Influxos de vapor 8, aqui quatro influxos de vapor, são igualmente localizados de frente para as duas partes opostas do recinto 3a e 3b, no alto do recinto. Eles são destinados a fazer penetrar o vapor no recinto 3, e no molde 4 de maneira que ela atravesse as impressões 5, para a soldagem do material alveolar.

[0086] Aqui igualmente, como é geralmente o caso, os influxos de vapor 8 podem igualmente funcionar como influxos de ar, para participar na ejeção da peça da impressão no momento de sua abertura.

[0087] Injetores de esferas alveolares 9, aqui oito injetores, atravessam a grande face da parte móvel 3a do recinto e desembocando no interior das impressões perfuradas 5 do molde 4 (não representado).

[0088] O injetor de esferas 9 é disposto para funcionar de maneira descontínua e é bem conhecido pelo versado na técnica.

[0089] Válvulas (não representadas) permitem abrir e fechar esses diversos injetores no momento adequado do ciclo de fundição.

[0090] O material expandido ou alveolar ou espuma introduzido nas impressões via os injetores 9 pode por exemplo ser poliestireno, polipropileno, polietileno e/ou poliestireno/polietileno.

[0091] O recinto 3 compreende igualmente pelo menos um conduto para a aplicação do vácuo 10 para extrair o ar e o gás ainda presentes no molde após a fase de resfriamento pela água. De preferência, o conduto de aplicação de vácuo é conectado a uma bomba à vácuo colocado próximo da câmara 1. Esse equipamento é bem conhecido pelo versado na técnica.

[0092] O recinto 3 compreende meios de travamento 11 previstos para manter o recinto 3 fechado de maneira estanque durante as injeções sucessivas de esferas nas impressões 5, de vapor e de água para as impressões 5. Esses meios de travamento 11 podem ser fixadores em duas partes, colocadas uma de frente para a outra no perímetro das partes 3a e 3b do recinto. Elas cooperam entres elas no momento do fechamento da câmara 1. Aqui, doze fixadores (três por face do recinto) são fixados nas partes laterais 3a e 3b do recinto. O número e/ou o tipo de fixadores pode depender das dimensões da câmara.

[0093] O recinto 3 compreende meios de reforço como por exemplo aqui reforços 12 colocados ao longo da face lateral da parte 3a do recinto. As extremidades de reforços são fixadas com a ajuda de rosca 13 no quadro traseiro 14 da parte 2a da câmara adicional. Essas roscas 13 podem ser por exemplo de tipo FH M12 x 60 mm.

[0094] A parte 3b do recinto compreende em sua parte traseira um circuito de irrigação 15 a fim de regular a temperatura do molde 4.

[0095] Defletores de vapor 16 dispostos no recinto 3 face à entrada de vapor para garantir uma dispersão mais rápida do vapor no recinto (Figura 5). O defletor 16 é por exemplo fixado a alguns centímetros da entrada de vapor 8 na placa com a ajuda de rosca 16a.

[0096] Uma camada de isolante 17, aqui por exemplo uma camada rígida de resina epóxi, é colocada nas faces interiores do recinto 3 (Figura 4), em particular nas faces laterais (nas quais o recinto se abre) assim como nas faces maiores. Placas 19 em metal condutor cobrem o isolante.

[0097] A camada de isolante 17 compreende aqui duas camadas 17 e 17a. Ela é montada no interior do recinto 3 por um sistema de pino e entalhe no nível dos ângulos (Figura 6) a fim de evitar o acesso do vapor às arestas e/ou aos cantos do quadro, e assim evitar a formação de condensação.

[0098] A camada de isolante 17, 17a é posicionada e fixada nos quatro lados do quadro do recinto 3 por exemplo com a ajuda de rosca 18.

[0099] A composição bicamada do isolante permite aumentar e/ou combinar as propriedades térmicas do isolante. Na Figura 5, uma camada de isolante adicional 17a cobre a camada de isolante 17.

[00100] O isolante 17, 17a pode ter uma espessura total compreendida entre 15 e 45 mm. É possível ter espessuras diferentes entre 17 e 17a. É igualmente concebível combinar mais de duas camadas.

[00101] Os isolantes 17 e 17a são escolhidos de acordo com critérios técnicos, tais como uma boa resistência térmica e mecânica, um baixo coeficiente de dilatação, e uma boa estabilidade ao calor e à umidade ao longo do tempo de utilização. Por exemplo, um isolante pode ser uma resina epóxi.

[00102] Exemplos de faixas ideais nas propriedades mecânicas de isolantes são descritas na tabela 1 abaixo: [TABELA 1]

[00103] Um exemplo não limitante de isolante adequado para a presente invenção é aquele vendido sob o nome comercial Deltherm 68.890 vendido pela empresa BASFF Thermal Engineering SRL ou ainda EPGM 203 pela empresa Melpro SAS.

[00104] A placa em material condutor térmico 19 cobrindo é aqui placa em alumínio, material escolhido por suas propriedades contanto que seu preço seja acessível. Outros materiais são, todavia, concebíveis, como por exemplo o inox ou o cobre, ou ligas ou compósitos.

[00105] As características do cobre, do inox e do alumínio são detalhadas a título de exemplo na tabela 2 abaixo: [TABELA 2]

[00106] O material condutor térmico 19 tem de preferência uma condução térmica compreendida entre 230 e 450 W-m-1-K-1. A condutividade térmica de um material é uma grandeza física que caracterizada sua capacidade de difundir o calor nos meios sem deslocamento macroscópico de matéria. Consequentemente, o alumínio e o cobre têm uma boa condutividade.

[00107] A placa em material condutor térmico 19 tem de preferência um baixo coeficiente de dilatação linear, isto é, o coeficiente de dilatação linear de 20 a 100 °C compreendido entre 15 x 10-6 e 30 x 10-6.

[00108] A placa em material condutor térmico 19 cobre aqui a quase totalidade da superfície do isolante, que cobre ela mesma a quase totalidade da parede interior do recinto. Mesmo se uma cobertura menos importante seria provavelmente menos eficaz, ela seria ainda assim mais rentável que não a ter. O material condutor cobre, portanto, de preferência pelo menos 70 % da camada de isolante 17 ou 17a, de preferência 80 %, de preferência 90 %, de preferência a integralidade da camada de isolante 17 ou 17a.

[00109] De preferência, a espessura da placa em material condutor térmico 19 é aqui de 5 mm. Isso permite ter uma rigidez suficiente para sua integração no recinto 3 e o confere uma boa durabilidade, sem sobrecarregar de forma imprudente o dispositivo e a massa metálica a ser aquecida.

[00110] As placas 19 são fixadas ao isolante 17, 17a com a ajuda de rosca 20, aqui em inox para resistir às condições úmidas previstas no interior do recinto, e não dificultam nenhuma das propriedades da placa 19.

[00111] Um exemplo não limitante de uma placa em material condutor térmico 19 adequado para a presente invenção é aquele vendido sob o nome comercial AG 3C 5083 vendido por Eyrolliage®.

[00112] As características da placa AG 3C 5083 são descritas na tabela 3 abaixo: [TABELA 3]

[00113] As Figuras 2 a 6 ilustram um modo de realização particular da câmara da invenção. O versado na técnica conhece em seu conjunto o princípio de funcionamento de tais câmaras e as variações técnicas que podem ser fornecidas, de acordo com o tipo de material alveolar utilizado, o tamanho e a forma das peças a serem moldadas, etc...

[00114] A inovação se situa aqui no nível da camada isolante 17 combinada a uma placa em material condutor térmico 19.

[00115] No momento de um processo de fundição de peças, em um primeiro tempo, o recinto é fechado, esferas de espuma alveolares são injetadas nas impressões 5, vapor é em seguida injetado no recinto 3 e o molde 4 de maneira a penetrar nas impressões 5 para soldar as esferas alveolares. Água líquida é em seguida projetada com a ajuda de uma aspersão nas impressões para fixar as peças moldadas. Uma etapa de vácuo permite extrair a umidade residual e acelera a estabilização da peça moldada. O recinto 3 é em seguida aberto, os ejetores 6 de peça acionados e/ou um fluxo de ar aplicado para ejetar as peças. O recinto 3 é em seguida fechado para um novo ciclo.

[00116] Graças ao isolamento combinado às placas em material condutor 19, a perda energética do processo é consideravelmente diminuída. Apenas as placas em material condutor 19 são submetidas às variações de temperaturas a cada ciclo, o que representa um volume de matéria bem inferior ao quadro e paredes do recinto. Além disso, a temperatura das placas em material condutor 19 não desce consideravelmente no momento da fase de resfriamento da peça, permitindo assim à umidade introduzida na câmara (vapor, aspersão de água) não se condensar nessas paredes e na câmara em geral, evitando os defeitos de fabricação devido à condensação.

[00117] Uma outra implementação da invenção foi igualmente realizada, substituindo as placas isolantes 17 e 17a por um revestimento isolante.

[00118] O revestimento isolante térmico é aqui uma pintura hidrófoba branca compreendendo uma mistura de polímeros de estireno e acrílicos (formaldeído, metacrilato e estireno) em uma base aquosa, inibidores e retardadores de fogo e aditivo de cerâmica microgranulares a células fechadas tendo uma condutividade térmica perto de 1 mW/m. °C por camada foi aplicado ao pincel em diversas camadas (tipicamente 5 camadas de 0,5 mm) até a obtenção de uma camada de 2-3 mm na superfície interior do recinto (no lugar do isolante 17 e 17a) e coberto com uma placa condutora em alumínio (2,5 mm de espessura). Uma junta estanque, aqui uma junta em silicone acético para aplicação em alta temperatura, é depositada em perímetro de maneira a impedir qualquer contato entre o vapor do processo e a pintura.

[00119] A pintura foi ainda aplicada ao pincel com uma espessura de 1,5 a 5 mm nas partes exteriores e visíveis da máquina, nas quais circula o vapor.

[00120] Um ciclo de produção padrão foi conduzido. Foi observado que a temperatura aumentada na face externa do recinto é 50 % inferior à temperatura aumentada para uma mesma produção sem pintura (43,8 °C contra 84,2 °C sem isolante). O consumo de vapor é diminuído em 39 % em relação a um ciclo sem isolamento.

[00121] É antecipado que isolando toda a câmara, a economia de vapor possa alcançar os 50 %.

[00122] A pintura poderá ser igualmente aplicada na pistola.

[00123] Para melhorar a adesão da pintura nas diferentes superfícies, a primeira camada pode ser diluída com água, por exemplo a 50 % em volume.

[00124] Em um primeiro aspecto da invenção, uma câmara para a fundição por expansão à vapor (1) de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreende um recinto (3) que compreende pelo menos duas partes (3a, 3b), em que pelo menos uma parte é móvel (3a) para permitir sua abertura e seu fechamento, e em que a superfície interior é pelo menos em parte coberta de isolante (17), caracterizado pelo fato de que uma placa em material condutor térmico (19) cobre o isolante (17).

[00125] Na câmara do primeiro aspecto, o recinto (3) pode compreender um molde (4) com pelo menos uma impressão perfurada (5).

[00126] Na câmara do primeiro aspecto, o recinto (3) pode compreender sistemas de conexões fluidas entre o interior e o exterior do recinto (3), sendo que as conexões fluidas são pelo menos um influxo de água (7), pelo menos um influxo de vapor (8) e pelo menos um injetor de esferas alveolares (9).

[00127] Na câmara do primeiro aspecto, a superfície interior do recinto (3) pode ser coberta pelo menos a 50 % pelo isolante (17), de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

[00128] Na câmara do primeiro aspecto, o isolante (17) pode ser montado no interior do recinto (3) por um sistema de pino e entalhe no nível dos ângulos.

[00129] Na câmara do primeiro aspecto, o isolante (17) pode compreender uma ou mais camadas de isolantes sobrepostas (17a), eventualmente de naturezas diferentes.

[00130] Na câmara do primeiro aspecto, a placa em material condutor térmico (19) compreende alumínio e/ou cobre.

[00131] Na câmara do primeiro aspecto, a placa em material condutor térmico (19) pode ter um coeficiente de condutividade térmica compreendido entre 200 e 400 W.m-1K-1.

[00132] Na câmara do primeiro aspecto, a placa em material condutor térmico (19) pode ter um coeficiente de dilatação linear de 20 a 100 °C compreendido entre 15 x 10-6 e 30 x 10-6.

[00133] Na câmara do primeiro aspecto, a placa em material condutor térmico (19) cobre de preferência pelo menos 70 % do isolante (17).

[00134] Na câmara do primeiro aspecto, a espessura da placa em material condutor térmico (19) é compreendida entre 2 e 7 mm.

[00135] As diferentes características propostas para a câmara do primeiro aspecto podem eventualmente ser combinadas entre elas, e não são exclusivas umas das outras.

[00136] Em um segundo aspecto da invenção, uma câmara para a fundição à vapor (1) de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreende um recinto (3) que compreende pelo menos duas partes (3a, 3b), em que pelo menos uma parte é móvel (3a) para permitir sua abertura e seu fechamento, sendo que o recinto (3) compreende pelo menos um influxo de vapor (8), e pelo menos um injetor de esferas alveolares (9), caracterizado pelo fato de que as superfícies do recinto e/ou o influxo de vapor são pelo menos em parte cobertas por um revestimento isolante térmico.

[00137] Na câmara do segundo aspecto, a superfície exterior de influxos de vapor pode ser coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

[00138] Na câmara do segundo aspecto, a superfície interior do recinto (3) pode ser coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

[00139] Na câmara do segundo aspecto, o revestimento isolante aplicado na superfície interior do recinto é disposto para não entrar em contato direto com o vapor.

[00140] Na câmara do segundo aspecto, o revestimento isolante aplicado na superfície interior do recinto pode ser coberto por uma placa em material condutor térmico.

[00141] Na câmara do segundo aspecto, a placa em material condutor térmico (19) pode compreender alumínio, inox e/ou cobre.

[00142] Na câmara do segundo aspecto, a placa em material condutor térmico (19) pode ter um coeficiente de condutividade térmica compreendido entre 200 e 400 W.m-1K-1.

[00143] Na câmara do segundo aspecto, a placa em material condutor térmico (19) pode ter um coeficiente de dilatação linear de 20 a 100 °C compreendido entre 15 x 10-6 e 30 x 10-6.

[00144] Na câmara do segundo aspecto, a espessura da placa em material condutor térmico (19) pode ser compreendida entre 2 e 7 mm.

[00145] Na câmara do segundo aspecto, o revestimento isolante pode ter uma espessura compreendida entre 1 e 5 mm, de preferência entre 2 e 4 mm.

[00146] Na câmara do segundo aspecto, o revestimento isolante pode compreender partículas minerais.

[00147] As diferentes características propostas para a câmara do segundo aspecto podem eventualmente ser combinadas entre elas, e não são exclusivas umas das outras.

Claims (13)

1. Câmara para a fundição à vapor (1) de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma compreendendo um recinto (3) que compreende pelo menos duas partes (3a, 3b), em que pelo menos uma parte é móvel (3a) para permitir sua abertura e seu fechamento, sendo que o recinto (3) compreende pelo menos um influxo de vapor (8), e pelo menos um injetor de esferas alveolares (9) caracterizada pelo fato de que as superfícies do recinto e/ou do influxo de vapor são pelo menos em parte cobertas por um revestimento isolante térmico.

2. Câmara, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície exterior de influxos de vapor é coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

3. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a superfície interior do recinto (3) é coberta pelo menos a 50 % pelo revestimento isolante, de preferência pelo menos a 70 %, de preferência pelo menos a 90 %.

4. Câmara, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o revestimento isolante aplicado na superfície interior do recinto é disposto para não entrar em contato direto com o vapor.

5. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o revestimento isolante aplicado na superfície interior do recinto é coberto por uma placa em material condutor térmico.

6. Câmara, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a placa em material condutor térmico (19) compreende o alumínio, o inox e/ou o cobre.

7. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizada pelo fato de que a placa em material condutor térmico (19) tem um coeficiente de condutividade térmica compreendido entre 200 e 400 W.m-1K-1.

8. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato de que a placa em material condutor térmico (19) tem um coeficiente de dilatação linear de 20 a 100 °C compreendido entre 15 x 10-6 e 30 x 10 6.

9. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizada pelo fato de que a espessura da placa em material condutor térmico (19) é compreendida entre 2 e 5 mm.

10. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o revestimento isolante tem uma espessura compreendida entre 1 e 5 mm, de preferência entre 2 e 4 mm.

11. Câmara, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o revestimento isolante compreende partículas minerais.

12. Utilização de um revestimento isolante térmico caracterizada pelo fato de que se destina a isolar pelo menos em parte uma câmara de fundição à vapor de materiais expandidos ou alveolares ou de espuma.

13. Utilização, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o revestimento isolante é aplicado no quadro do recinto de fundição, no interior de câmaras à vapor, e/ou nas superfícies exteriores de condutos ou zonas de passagem de vapor, sendo que o revestimento não está em contato com o vapor.