BR112022021404B1

BR112022021404B1 - Método para formação de um recipiente a partir de um material termoplástico, e aparelho para moldagem termoplástica por sopro

Info

Publication number: BR112022021404B1
Application number: BR112022021404-9A
Authority: BR
Inventors: Sushil IYER
Original assignee: Elc Management Llc
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2024-01-16
Also published as: CA3176190A1; US11148344B1; AU2021259764A1; EP4139112A1; CN115697677A; US20210323214A1; EP4139112A4; KR20230046277A; JP2024500258A; WO2021216794A1; BR112022021404A2

Abstract

método e aparelho de moldagem por sopro. em um método para formar um recipiente a partir de um material termoplástico, um pré-molde termoplástico pode ser introduzido em uma cavidade de sopro a uma temperatura maior ou igual a uma temperatura de transição vítrea de um material termoplástico e menor que uma temperatura de fusão do material termoplástico. uma pressão de fluido pode ser introduzida em um pré-molde que pode expandir o pré-molde radialmente para fora para formar um recipiente semi-acabado. uma superfície externa do recipiente semi-acabado pode ser engatada com uma parede da cavidade de sopro. a parede da cavidade de sopro pode ser aquecida rapidamente. o calor pode ser transferido para a superfície externa do recipiente semi-acabado. um acabamento de superfície pode ser transmitido da parede da cavidade de sopro para a superfície externa do recipiente semi-acabado.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção se refere a recipientes termoplásticos; mais particularmente, a invenção se refere a um método e aparelho para obter acabamentos de superfície de alta qualidade em recipientes termoplásticos moldados por sopro.

ANTECEDENTES

[0002] Conforme representado na Figura 1, a modelagem por sopro é o processo de formar um tubo fundido (doravante "tubo semimanufaturado" ou "pré-forma") de material termoplástico incluindo polímeros e/ou resinas e colocar o tubo semimanufaturado ou pré-forma dentro de uma cavidade de sopro. O tubo fundido é inflado com ar comprimido para assumir o formato da cavidade e resfriado antes de ser removido do molde.

[0003] Os métodos convencionais atuais de obtenção de acabamentos de superfície de alta qualidade em recipientes termoplásticos moldados por sopro podem exigir um processo de decoração secundário, por exemplo, aspersão, transferência por calor, serigrafia, gofragem mecânica, etc. Esses processos secundários são geralmente aplicados a um recipiente após à moldagem. Em outras palavras, obter um acabamento de alta qualidade em recipientes termoplásticos geralmente exige submeter o recipiente a processamento adicional após à moldagem do recipiente.

[0004] Tecnologias de aquecimento e resfriamento podem ser usadas em aplicações de moldagem por injeção para se obter transferência ou acabamento de superfície de um molde para uma peça. Na moldagem por injeção, o material termoplástico tem uma temperatura de fusão acima de seu ponto de fusão, ao entrar em um molde ou cavidade que tem um acabamento de superfície desejado. A temperatura de fusão é a temperatura real do material termoplástico ao sair do bocal. Dessa forma, o material termoplástico pode estar em um estado completamente fundido e se solidificar dentro do molde durante o processo, de modo que o acabamento da superfície do molde pode ser transferido para a peça, à medida que o material termoplástico se solidifica. Esse estado fundido do material termoplástico pode facilitar a transferência do acabamento de superfície para a peça.

[0005] A presente invenção é fornecida para resolver os problemas discutidos acima e outros problemas, e para fornecer vantagens e aspectos não fornecidos por recipientes termoplásticos anteriores e métodos de produção dos mesmos. Uma discussão completa das características e vantagens da presente invenção é adiada até a descrição detalhada a seguir, que prossegue com referência aos desenhos em anexo.

SUMÁRIO

[0006] Um aspecto da presente invenção é direcionado a um método de formação de um recipiente a partir de um material termoplástico. O método compreende as etapas de: i. introduzir uma pré-forma termoplástica em uma cavidade de sopro a uma temperatura maior que ou igual a uma temperatura de transição vítrea da pré-forma termoplástica e menor que uma temperatura de fusão da pré-forma termoplástica; ii. introduzir uma pressão de fluido na pré-forma para expandir a pré-forma radialmente para fora para formar um recipiente semiacabado; iii. engatar uma superfície externa do recipiente semiacabado a uma parede da cavidade de sopro; iv. aquecer a parede da cavidade de sopro; v. transferir calor para a superfície externa do recipiente semiacabado; e vi. conferir um acabamento de superfície da parede da cavidade de sopro sobre a superfície externa do recipiente semiacabado.

[0007] Esse primeiro aspecto da invenção pode incluir um ou mais dos seguintes recursos, sozinhos ou em qualquer combinação razoável. O método pode compreender adicionalmente a etapa de deformar a superfície externa do recipiente semiacabado durante a etapa de transferência de calor. A etapa de aquecimento pode ser alcançada através de aquecimento por indução. O método pode compreender adicionalmente a etapa de aplicar uma corrente aos condutores dentro do molde e criar um campo magnético dentro do molde. A corrente pode ser uma corrente alternada entre 10 kHz e 50 kHz. Uma temperatura da parede da cavidade de sopro pode ser aquecida até uma faixa entre 60 °C e 130 °C. O método pode compreender adicionalmente a etapa de executar a etapa de aquecimento por menos de 6 segundos. O método pode compreender adicionalmente a etapa de resfriar a parede da cavidade de sopro após a etapa de aquecimento. A etapa de resfriamento pode ser executada após a execução da etapa de aquecimento. A etapa de resfriamento pode compreender introduzir uma pressão de fluido de resfriamento no molde através de passagens embutidas em um corpo do molde. As etapas de aquecimento e resfriamento podem ser executadas coletivamente por menos de 40 segundos ou até que o molde atinja uma temperatura inferior a 60 °C.

[0008] Um segundo aspecto da invenção é direcionado a um aparelho de modelagem por sopro em termoplástico. O aparelho inclui um molde que compreende um corpo de molde e uma cavidade de sopro côncava formada no mesmo. Um ou mais indutores elétricos estão dentro do corpo de molde. Uma fonte de corrente alternada é conectada no indutor, sendo que uma frequência da corrente alternada se situa entre 10 kHz e 50 kHz.

[0009] O segundo aspecto da invenção pode incluir um ou mais dos seguintes recursos, sozinhos ou em qualquer combinação razoável. O molde pode ser produzido a partir de um material magnético. O material magnético pode ser um aço ferramenta. O aparelho de modelagem por sopro em termoplástico pode compreender adicionalmente passagens de resfriamento dentro do corpo de molde. Um indutor elétrico dentre o um ou mais indutores elétricos pode estar localizado dentro da passagem de resfriamento. Um espaço anular pode ser formado dentro da passagem de resfriamento em torno do indutor elétrico. Os um ou mais indutores elétricos podem incluir porções espaçadas igualmente em torno de uma circunferência da cavidade de sopro côncava. O aparelho de modelagem por sopro em termoplástico pode compreender adicionalmente um acabamento de superfície em uma parede da cavidade de sopro que é configurado para engatar um recipiente semiacabado dentro da cavidade de sopro. O aparelho de modelagem por sopro em termoplástico pode compreender adicionalmente uma fonte de fluido de resfriamento conectada de maneira fluída à passagem de resfriamento.

[0010] Outros recursos e vantagens da invenção serão evidentes a partir do relatório descritivo a seguir tomado em conjunto com os desenhos abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Para entender a presente invenção, ela será agora descrita a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[0012] a Figura 1 é um diagrama de um processo de moldagem por sopro da técnica anterior;

[0013] a Figura 2 é um diagrama de uma operação de modelagem por sopro da presente invenção;

[0014] a Figura 3 é uma vista elevada de um molde para uso em uma operação de modelagem por sopro da presente invenção;

[0015] a Figura 4 é uma vista em seção transversal de um meio- molde para uso em uma operação de modelagem por sopro da presente invenção, mostrando a variabilidade de temperatura dentro do molde;

[0016] a Figura 5 é uma vista alternativa do molde da Figura 4;

[0017] a Figura 6 é uma vista esquemática de um aparelho de modelagem por sopro da presente invenção mostrando, entre outras coisas, uma expansão de uma pré-forma radialmente para fora até que um recipiente semiacabado engate uma parede de uma cavidade de sopro;

[0018] a Figura 7 é uma vista em seção transversal parcial de um molde para uso em uma operação de modelagem por sopro da presente invenção mostrando uma vista ampliada de um indutor, que compreende um condutor tubular e uma passagem de resfriamento anular em torno do indutor e uma passagem de resfriamento através do condutor tubular;

[0019] a Figura 8 é um gráfico de um ciclo de aquecimento e resfriamento rápido de modelagem por sopro;

[0020] a Figura 9 é uma comparação tabelada de um primeiro recipiente (doravante, "recipiente E") produzido de acordo com um método da técnica anterior e um segundo recipiente (doravante, "recipiente R") produzido de acordo com um método da presente invenção e usando um aparelho da presente invenção; e

[0021] a Figura 10 é uma comparação lado a lado de um recipiente à direita (doravante, "R") produzido de acordo com a presente invenção e um recipiente à esquerda (doravante, "L") produzido em uma cavidade de sopro idêntica sem aplicação de aquecimento por indução rápida

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Embora esta invenção seja suscetível a modalidades em muitas formas diferentes, modalidades preferenciais da invenção são mostradas nos desenhos e serão aqui descritas em detalhes com o entendimento de que a presente revelação deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar o amplo aspecto da invenção às modalidades ilustradas.

[0023] Em um processo de moldagem por sopro, um tubo semimanufaturado ou pré-forma (doravante, "pré-forma") entra em uma cavidade de sopro em uma condição sólida acima de sua temperatura de transição vítrea (Tg). Isso torna difícil a alta replicação e transferência de um acabamento de superfície gravado de uma parede da cavidade de sopro para uma peça acabada ou semiacabada. Entretanto, os inventores constataram que, através de um aquecimento rápido da parede da cavidade de sopro e através do controle de uma pressão de sopro, um material termoplástico acima de sua temperatura de transição vítrea pode ser pressionado contra uma superfície gravada da parede da cavidade de sopro para conferir replicação ou transferência da superfície gravada sobre uma superfície externa de uma peça acabada ou semiacabada.

[0024] Um controle de processo de aquecimento rápido, temperatura de pré-forma e pressão de sopro são as principais variáveis na obtenção de um acabamento desejado. O controle desses parâmetros alcança uma consistência, reprodutibilidade e qualidade de peça muito mais altas em comparação com os métodos secundários convencionais de aplicação de um acabamento de superfície. Adicionalmente, sem aquecimento rápido da cavidade de sopro, os acabamentos de superfície finos sobre a superfície da cavidade de sopro não são transferidos para a peça em um processo de moldagem por sopro, ao contrário da moldagem por injeção, onde a maior parte de um acabamento de superfície será transferida sem resfriamento por calor, porém com uma resolução mais baixa.

[0025] Dessa forma, um fator principal que influencia o acabamento de superfície de uma peça moldada por sopro acabada é a temperatura da parede de cavidade. Entretanto, a temperatura da pré-forma é importante para assegurar que a peça possa ser soprada adequadamente. A temperatura da pré-forma varia de acordo com o material, mas deve ser pelo menos igual ou maior que a temperatura de deformação Vicat do material que está sendo soprado. Deve-se considerar que a temperatura de deformação Vicat pode ser utilizada para comparar as características de calor dos materiais.

[0026] Aqui, "semiacabado" se refere ao recipiente conforme a pré- forma é expandida até e incluindo a peça durante a remoção do processo de moldagem por sopro. Este termo contempla que a peça pode ser submetida a processos adicionais, como rotulagem, adição de uma tampa de recipiente, etc., subsequente ao processo de moldagem por sopro. Deve ser apreciado que uma peça pode ser um recipiente, garrafa, embalagem e outras formas de peças.

[0027] Assim, um aspecto do método e aparelho de modelagem por sopro revelado neste documento é que acabamentos de superfície finos de alta qualidade (macro, micro e nano) visualmente e fisicamente semelhantes aos acabamentos de superfície criados por métodos secundários podem ser alcançados dentro de uma cavidade de sopro de um molde pela transferência de tais acabamentos de superfície finos gravados na cavidade de sopro para as peças sopradas na cavidade de sopro, eliminando, assim, o processo secundário.

[0028] Em relação aos processos convencionais, esse método e aparelho inovadores podem fornecer consistência e reprodutibilidade aprimoradas de até aproximadamente 97 %; adesão decorativa aprimorada de serigrafia, estampagem a quente e transferência por calor. Como não há camada de aspersão que afete a adesão potencial, pode-se obter compatibilidade melhorada do recipiente. Os tratamentos de superfície, incluindo, mas não se limitando a, aspersões e decoração secundária, não conferem incompatibilidade e tensão ao recipiente. Portanto, o tempo de ciclo é melhorado em pelo menos 25 % com o uso de resfriamento rápido e aquecimento por indução. Isso pode permitir uma faixa mais ampla de acabamentos de superfície pretendidos sem a necessidade de modificação de uma ferramenta ou aspersão. Adicionalmente, uma faixa mais ampla de materiais pode ser utilizada em comparação com a moldagem por injeção, pois a replicação de superfície não depende de materiais com propriedades de alta temperatura de fusão. Uma "camada de aspersão", como é entendido pelo versado na técnica, é uma camada de revestimento formada sobre um artigo através de um processo de revestimento no qual os materiais são aspergidos sobre a superfície do artigo.

[0029] Com referência à Figura 2, um método inovador da presente invenção compreende as etapas de: introduzir uma pré-forma termoplástica 10 termicamente condicionada (Figura 6) em uma cavidade de sopro 14 (Figura 6) (etapa 100); introduzir uma pressão de fluido de sopro 18 (Figura 6) na pré-forma 10 (etapa 200) e expandir a pré-forma 10 radialmente para fora contra uma parede 22 (Figura 6) da cavidade de sopro 14; aquecer a parede 22 da cavidade de sopro 14 (etapa 300); e remover um recipiente acabado ou semiacabado 26 (Figura 6) do molde (etapa 400). Essas etapas são convencionais conforme compreendido pelo versado na técnica de modelagem por sopro. A expansão da pré-forma 10 em um recipiente semiacabado 26, conforme ilustrado na Figura 6, fornece estágios intermediários do recipiente semiacabado 26 mostrados em linhas tracejadas.

[0030] O método compreende adicionalmente a etapa de aquecer rapidamente a parede 22 da cavidade de sopro 14. Essa etapa permite a transferência de calor entre o recipiente semiacabado 26, em que um acabamento de superfície da parede 22 da cavidade de sopro 14 é transferido para uma superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26. Essa etapa exige um aparelho projetado adequadamente, incluindo um molde, um que inclui meios para aquecer rapidamente a parede 22 da cavidade de sopro 14. Tais moldes são ilustrados nas Figuras 3 a 7. Os moldes são aquecidos através de aquecimento por indução.

[0031] O aquecimento por indução é o processo de aquecimento de um molde eletricamente condutivo (geralmente um metal) por indução eletromagnética. As correntes parasitas geram calor dentro do molde.

[0032] Uma corrente indutiva alternada 34 a partir de uma fonte 36 é aplicada aos indutores 42 a uma frequência entre 10 kHz e 300 kHz. Isso induz correntes na direção oposta nas passagens 50 e um campo eletromagnético 38 que faz com que uma difusão térmica se propague para a parede da cavidade de sopro 14 (vide Figura 6). Esse processo continua até que uma temperatura da parede 22 da cavidade de sopro 14 seja aquecida até uma faixa entre 60 °C e 130 °C. Essa temperatura é adequada para deformar a superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26 após o engate com a parede 22 da cavidade de sopro 14. Combinada com a pressão de fluido de sopro 18 fornecida ao interior 58 do recipiente semiacabado 26, a deformação permite a transferência do acabamento de superfície desejado para a superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26.

[0033] Consequentemente, o molde é produzido a partir de um material condutor, como um material metálico. Ligas de ferro são geralmente materiais metálicos. Um aço ferramenta magnético de 1,2343 (H11) tem uma resistividade elétrica de cerca de 40 Q^m, uma permeabilidade relativa de cerca de 55 e uma condutividade térmica de cerca de 27 W/mr°K.

[0034] Um ou mais indutores 42 são incorporados em um corpo 46 do molde próximo à parede 22 da cavidade de sopro 14. Os indutores 42 são distribuídos uniformemente em um material magnético ao redor da parede 22 da cavidade de sopro 14. Em outras palavras, os indutores 42 são espaçados igualmente ao redor da cavidade de sopro 14 dentro do corpo de molde 46. Entretanto, embora seja ideal ter os indutores igualmente espaçados, restrições de design muitas vezes proíbem tal espaçamento, e são obtidos resultados desejados quando os indutores 42 não estão igualmente espaçados.

[0035] Os indutores 42 compreendem um condutor elétrico 44, como um fio de cobre trançado ou similares. Esses condutores 44 estão localizados dentro de uma passagem 50, ou uma rede de passagens 50, no molde. As passagens 50 podem assumir a forma de canais em formato tubular, sulcos, condutos e similares. Os condutores 44 são revestidos com uma ou mais camadas isolantes 54.

[0036] A corrente indutiva alternada 34 a uma frequência entre 10 kHz e 300 kHz pode ser fornecida a partir de uma fonte de corrente alternada 36 que pode ser conectada eletricamente aos indutores 42. Isso induz correntes na direção oposta nas passagens 50 e um campo eletromagnético que faz com que uma difusão térmica se propague para a parede 22 da cavidade de sopro 14 (Figura 6).

[0037] O método compreende adicionalmente a etapa de resfriar rapidamente o molde após a etapa de aquecimento. Dessa forma, o aparelho inclui um meio para resfriar o molde. Esse meio pode assumir a forma de passagens adicionais 50 passando através do molde, longitudinalmente e/ou transversal a uma altura do molde, e conectadas de forma fluída a uma fonte de pressão de fluido de resfriamento 62. O fluido de resfriamento pode ser injetado nas passagens 50 para resfriar rapidamente o molde e/ou controlar a difusão térmica. Alternativamente, ou adicionalmente, os meios de resfriamento podem compreender um condutor tubular 70 que pode permitir que a pressão de fluido de resfriamento 66 flua através do mesmo.

[0038] Alternativamente, ou adicionalmente, os meios de resfriamento compreendem um espaço 74 entre uma parede circunferencial das passagens de condutor 50 e as camadas isolantes 54 do condutor 44. Um fluido de resfriamento pode, então, ser introduzido no espaço 74 para resfriar o molde. Aqui, o espaço 74 é criado aumentando-se a área da seção transversal das passagens 50 de modo que a área da seção transversal da passagem 50 seja substancialmente maior do que a área da seção transversal do condutor 44 e das camadas isolantes 54. O termo "substancialmente", conforme usado neste contexto, se destina a abranger uma estrutura através da qual o espaço 74 formado por uma distância entre a porção radialmente mais externa da(s) camada(s) condutora(s)/isolante(s) e a parede da passagem é grande o suficiente para permitir um fluxo de um fluido através do mesmo. O espaço 74 é, de preferência, anular, de modo que o espaço 74 forma um vão circunferencial ao redor da circunferência da(s) camada(s) condutora(s)/isolante(s). Em cada caso, o fluido de resfriamento flui através do molde entre dois ciclos de aquecimento.

[0039] O aparelho e o método de modelagem por sopro são controlados por um controlador adequado 78, como um computador, microcontrolador, painel de controle com fio, processador de dados, etc. O controlador 78 pode ter uma memória não transitória com uma ou mais rotinas de software. As rotinas de software podem controlar o ciclo ou duração de aquecimento/resfriamento, a operação de uma fonte de pressão de fluido de sopro 82 em termos de duração, pressão, volume, etc., uma fonte da corrente alternada 36 e a fonte da pressão de fluido de resfriamento 62.

[0040] Em uma modalidade específica da presente invenção, uma pré-forma termoplástica 10 é introduzida em uma cavidade de sopro 14 a uma temperatura que é maior que ou igual a uma temperatura de transição vítrea da pré-forma termoplástica 10 e menor que uma temperatura de fusão da pré-forma termoplástica 10. Uma pressão de fluido de sopro 18 é introduzida na pré-forma 10 para expandir a pré- forma 10 radialmente para fora para formar um recipiente semiacabado 26. A pressão de fluido de sopro 18 continua até que uma superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26 entra em contato com uma parede 22 da cavidade de sopro 14. A parede 22 da cavidade de sopro 14 é aquecida através de aquecimento por indução. Uma corrente é aplicada aos condutores 44 dentro do corpo de molde 46 e cria um campo magnético dentro do corpo de molde 46. A corrente é uma corrente alternada 34 entre 10 kHz e 300 kHz. Calor é transferido para a superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26. Uma temperatura da parede 22 da cavidade de sopro 14 é aquecida até uma faixa entre 60 °C e 130 °C durante um período menor que 6 segundos. O calor gerado com a transferência de calor deforma a superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26. Um acabamento de superfície da parede 22 da cavidade de sopro 14 é conferido sobre a superfície externa 30 do recipiente semiacabado 26. A parede 22 da cavidade de sopro 14 é resfriada após a etapa de aquecimento. O resfriamento da parede 22 inclui uma pressão de fluido de resfriamento 66 no molde através das passagens 50 embutidas em um corpo 46 do molde. As etapas de aquecimento e resfriamento são executadas coletivamente por menos de 40 segundos no total ou até que o molde atinja uma temperatura inferior a 60 °C.

[0041] Com referência à Figura 8, ciclos de aquecimento/resfriamento exemplificadores são ilustrados de acordo com uma modalidade da presente revelação. Uma duração do ciclo de aquecimento é de 5 segundos e pode aumentar a temperatura do molde de menos de 60 °C até aproximadamente 90 a 108 °C. A difusão do calor continua a aquecer o molde acima de 110 °C. A etapa de resfriamento começa e continua por um período de cerca de 35 segundos até que a temperatura do molde atinja cerca de 50 °C.

[0042] Com referência à Figura 9, um exemplo ilustrativo de um recipiente R produzido de acordo com a modalidade apresentada acima é comparado com um recipiente E produzido de acordo com a técnica anterior. O recipiente E foi produzido usando-se um método de modelagem por sopro convencional com uma cavidade simples (isto é, sem acabamento de superfície). O acabamento de superfície do recipiente E foi alcançado pelo processo secundário da técnica anterior de revestimento por aspersão - método de aspersão convencional. O recipiente R foi produzido usando-se uma cavidade de sopro que tem um acabamento de superfície. O acabamento de superfície foi transferido para o recipiente R a 97 % ou mais de replicação. Conforme mostrado na Figura 9, Ra é a aspereza média de uma superfície; Rz é a diferença entre o "pico" mais alto e o "vale" mais profundo nas superfícies; e RSm é a largura média do pico. O recipiente E pode fornecer uma Ra de aproximadamente 0,4012 micrômetros (μm), uma Rz de aproximadamente 2,7845 μm, e uma RSm de aproximadamente 41,6655 μm. O recipiente R pode fornecer uma Ra de aproximadamente 1,5294 μm, uma Rz de aproximadamente 8,5857 μm, e uma RSm de aproximadamente 109,5578 μm.

[0043] Com referência à Figura 10, o recipiente R, à direita, foi, novamente, produzido de acordo com a modalidade apresentada acima, em comparação com um recipiente L, à esquerda, produzido de acordo com a técnica anterior. Os recipientes E, L foram produzidos usando-se cavidades de sopro que têm acabamentos de superfície de parede de cavidade substancialmente idênticos. A transferência do acabamento de superfície da parede de cavidade de sopro para o recipiente R foi maior do que a transferência do acabamento de superfície da parede de cavidade de sopro para o recipiente L. Em outras palavras, o recipiente R foi produzido com aplicação de aquecimento por indução, enquanto o recipiente L foi produzido sem aplicação de aquecimento por indução, mas dentro de um acabamento de superfície idêntico na superfície de cavidade de sopro. O recipiente L foi soprado na cavidade que continha o acabamento de superfície fino, mas não foi efetivamente transferido, uma vez que o resfriamento rápido por indução não foi aplicado. O recipiente R foi soprado nessa mesma cavidade, mas com a indução ativada, o que permitiu que o acabamento de superfície fino fosse transferido com sucesso.

[0044] As vantagens da presente invenção incluem a capacidade de modelagem por sopro de acabamentos de superfície de alta qualidade em embalagens, dentro do próprio molde, mediante a aplicação de tecnologia de aquecimento/resfriamento para fornecer acabamentos finos transferidos a partir da parede 22 da cavidade de sopro 14. Essa tecnologia pode ser usada em conjunto com, por exemplo, modelagem por sopro e extrusão, modelagem por sopro e injeção, modelagem por sopro, estiramento e injeção, etc. Esse processo alcança um acabamento de superfície de alta qualidade a um nível macro, micro ou nano. Ela permite a modelagem por sopro de diferentes tipos e níveis de acabamento de superfície sem a necessidade de ferramentas diferentes ou modificações de aspersão. É importante notar que ela pode eliminar a decoração de acabamento secundária de recipientes, ao mesmo tempo em que obtém acabamento de superfície fino e de alta qualidade. O novo processo alcança uniformidade, consistência e repetitividade de acabamento de superfície.

[0045] Embora modalidades específicas tenham sido ilustradas e descritas, várias modificações são possíveis sem se afastar significativamente do espírito da invenção, e o escopo da proteção é limitado apenas pelo escopo das reivindicações em anexo.

Claims

1. Método para formação de um recipiente a partir de um material termoplástico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: introduzir um pré-molde termoplástico (10) em uma cavidade de sopro (14) a uma temperatura maior ou igual a uma temperatura de transição vítrea do pré-molde termoplástico (10) e menor que uma temperatura de fusão do pré-molde termoplástico (10); introduzir uma pressão de fluido (18) no pré-molde (10) para expandir o pré-molde (10) radialmente para fora para formar um recipiente semi-acabado; engatar uma superfície externa (30) do recipiente semiacabado (26) com uma parede (22) da cavidade de sopro (14); aquecer a parede (22) da cavidade de sopro (14); transferir calor para a superfície externa (30) do recipiente semi-acabado (26); conferir um acabamento superficial da parede (22) da cavidade de sopro (14) para a superfície externa (30) do recipiente semiacabado (26); e arranjar um ou mais indutores elétricos (42) dentro de um corpo de molde (46) e espaçar porções de um ou mais indutores elétricos (42) igualmente sobre uma circunferência da cavidade do sopro (14).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de: amaciar a superfície externa (30) do recipiente semiacabado (26) durante a etapa de transferência de calor.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de aquecimento é realizada por aquecimento por indução.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de: aplicar uma corrente aos condutores (44) dentro do molde e causar um campo magnético dentro do molde.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a corrente é uma corrente alternada entre 10 kHz e 50 kHz.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma temperatura da parede (22) da cavidade de sopro (14) é aquecida a uma faixa entre 60° e 130° Celsius.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de: realizar a etapa de aquecimento por menos de 6 segundos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de: resfriar a parede (22) da cavidade de sopro (14) subsequente à etapa de aquecimento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de resfriamento é realizada após a etapa de execução da etapa de aquecimento.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de resfriamento compreende a introdução de uma pressão de fluido no molde por meio de passagens (50) embutidas em um corpo do molde (46).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as etapas de aquecimento e resfriamento são realizadas coletivamente por menos de 40 segundos ou até que o molde atinja uma temperatura inferior a 60° Celsius.

12. Aparelho para moldagem termoplástica por sopro para uso em um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende: um molde compreendendo um corpo de molde (46) e uma cavidade de sopro (14) côncava formada no mesmo; um ou mais indutores elétricos (42) dentro do corpo do molde (46); uma fonte de uma corrente alternada conectada através do indutor (42) sendo que uma frequência da corrente alternada está entre 10 kHz e 300 kHz, sendo que o molde é produzido a partir de um material magnético, sendo que o material magnético é um aço ferramenta, sendo que um indutor elétrico (42) de um ou mais indutores elétricos (42) está localizado dentro da passagem de resfriamento (50), sendo que um espaço anular é formado dentro da passagem de resfriamento (50) sobre o indutor elétrico (42), e sendo que um ou mais indutores elétricos (42) incluem porções espaçadas igualmente em torno de uma circunferência da cavidade de sopro côncava (14).

13. Aparelho para moldagem termoplástica por sopro, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um acabamento de superfície em uma parede (22) da cavidade de sopro (14) configurada para engatar um recipiente semi-acabado (26) dentro da cavidade de sopro (14).

14. Aparelho para moldagem termoplástica por sopro, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte de fluido de resfriamento (62) conectado fluidamente à passagem de resfriamento (50).