PT1792707E

PT1792707E - Processo e dispositivo para a união de uma peça a processar em plástico com outra peça a processar

Info

Publication number: PT1792707E
Application number: PT60244282T
Authority: PT
Inventors: Jorge F Dos Santos; Sergio De Traglia Filho Amancio; Matthias Beyer
Original assignee: Helmholtz Zentrum Geesthacht
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2013-08-27
Also published as: CA2569354C; CA2569354A1; US20100276079A1; DE102005057891A1; JP5129476B2; JP2007155133A; US20070124912A1; EP1792707A3; EP1792707B1; US7780432B2; ES2431842T3; EP1792707A2; US8025827B2; DE102005057891B4

Description

1 ΡΕ1792707

DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A UNIÃO DE UMA PEÇA A PROCESSAR EM PLÁSTICO COM OUTRA PEÇA A PROCESSAR" O presente invento diz respeito a um processo para a união de uma peça a processar em plástico com outra peça a processar, bem como a um dispositivo para a execução do processo.

Nas indústrias automóvel, de construção naval e de construção é cada vez mais frequente a utilização das chamadas estruturas multimateriais que incluem tanto plásticos como metais, estando os dois componentes materiais unidos entre si através de uniões por equilíbrio de forças. Tal permite combinar as propriedades características de ambos os materiais num material compósito com propriedades mais vantajosas. Para unir entre si plásticos e metais re-corre-se antes de mais a uniões mecânicas e uniões por colagem.

No que respeita às uniões mecânicas, são especialmente utilizadas as uniões rebitadas ou encastradas, as quais têm, contudo, as desvantagens seguintes. Por um lado, são propícias ao surgimento de tensões altamente concentradas nas peças a processar. Por outro lado, podem dar azo a que posteriormente ocorra um afrouxamento da união na sequência de reptação, humidade ou relaxamento. Finalmente, 2 ΡΕ1792707 as uniões mecânicas têm a desvantagem de o aspecto visual do seu exterior excluir a possibilidade de serem utilizadas em zonas visíveis ou requerer um posterior acabamento.

As uniões por colagem têm a desvantagem de só muito dificilmente se poder avaliar a sua resistência. Além disso, por estar dependente do tempo de endurecimento de uma cola, a duração da etapa de estabelecimento de uma união por colagem torna-se comparativamente longa. Acresce que durante o endurecimento podem ser libertados solventes, pelo que pode tornar-se necessária uma vigilância das emissões quando do estabelecimento da união por colagem. Caso o endurecimento requeira adicionalmente temperaturas elevadas, as peças a processar podem ser afectadas. Finalmente, o estabelecimento de uma união por colagem pode requerer o tratamento prévio das superfícies externas a serem unidas, o que se traduz num esforço produtivo suplementar.

Na produção de estruturas multimateriais são ainda utilizados, além de procedssos de união mecânica e de união mediante colagem, processos de soldadura. Os processos de soldadura utilizados para esse efeito incluem as soldaduras mediante ultrassons, de resistência, mediante vibração, mediante indução e mediante radiação infravermelha. Em princípio, contudo, estes processos de soldadura têm as seguintes desvantagens. Por um lado, requerem igualmente um tratamento prévio das superfícies externas; por outro, em virtude do seu grau de eficiência comparativamente reduzido, a quantidade de energia consumida no estabele- 3 ΡΕ1792707 cimento de uma tal união mediante soldadura é relativamente grande. Acresce que a fiabilidade das uniões deste modo obtidas não é senão limitada, pelo as mesmas não são aplicadas em domínios sensíveis.

Foram entretanto desenvolvidas as chamadas 'técnicas de união híbrida' em que se procura alcançar uniões com características melhoradas recorrendo a combinações de duas ou mais técnicas de união convencionais.

Em DE 101 49 633 AI foi dada a conhecer a união de golas de metal, em que começa por ser puncionado um orifício na peça metálica por forma a que o orifício fique depois circundado por uma "gola" metálica circular. Esta gola é posteriormente pressionada para dentro da peça em plástico que se pretende unir com a peça metálica, por forma a obter-se uma união por complementaridade formal. Esta penetração sob pressão pode contudo originar fissuras na peça em plástico, o que por sua vez pode impedir que a união cumpra a sua tarefa quando sujeita a cargas.

Num outro procedimento híbrido unem-se entre si um metal e um plástico de um modo em que, no âmbito de um processo de moldação por injecção, o plástico é injectado em cavidades previamente executadas nas peças metálicas, pelo que se obtém uma união por complementaridade formal entre o plástico, por um lado, e o metal, por outro. Contudo, uma vez que o seu estabelecimento requer que as peças metálicas sejam previamente sujeitas a uma preparação moro- 4 ΡΕ1792707 sa, um tal procedimento híbrido torna-se ele próprio muito moroso, prolongando os ciclos de trabalho.

Em GB 2 278 571 é dado a conhecer um processo para a união de duas peças a processar, em que começa por ser executada uma cavidade em cada uma das peças, após o que as peças são justapostas por forma a que as cavidades fiquem alinhadas uma com a outra. Em seguida, um elemento de ligação é disposto sobre a superfície externa de uma das peças de modo a ficar sobreposto às cavidades alinhadas e depois aquecido de modo a tornar-se plasticamente deformável. Finalmente, o material plasticamente deformável é pressionado para dentro das cavidades.

Em US 3,122,465 é dado a conhecer um processo para a união de duas camadas de um material têxtil, em que elementos de um material termoplástico são individualmente pressionados para dentro do material têxtil e subsequentemente fundidos. Neste caso foi também previsto que o tecido fosse perfurado em diversos locais antes da inserção nele dos elementos termoplásticos e que estes elementos fossem então inseridos nos correspondentes orifícios.

Em JP 59 201 817 A encontra-se descrito um processo em que começa por ser aplicado um material fibroso na zona de sobreposição de duas peças a processar bidimensio-nais, após o que esta zona é perfurada com recurso a agulhas por forma a que ambas as peças a processar sejam atravessadas por fibras individuais. Em seguida, as superfícies 5 ΡΕ1792707 das peças a processar opostas àquelas superfícies das mesmas sobre que foi aplicado o material fibroso são aquecidas por forma a que as fibras que delas emergem possam ficar soldadas umas às outras.

Em EP 0 340 094 A2 é dado a conhecer um processo para a união entre peças a processar em plástico e em metal, no qual começa por ser executado um orifício na peça a processar metálica, a qual é depois justaposta a uma peça a processar em plástico por forma a que o referido orifício fique adjacente a um elemento de ligação, elemento este que por fim é aquecido e pressionado para dentro do referido orifício.

Em JP 62 207 629 A também se encontra descrito um processo para a união entre uma peça a processar em metal e uma peça a processar em plástico, a qual foi provida mediante moldação, e de modo a que o conjunto resultante constituísse uma peça inteiriça, de um elemento de ligação, o qual é posteriormente fundido. Este material fundido penetra num furo executado num momento precedente, antes de a peça a processar metálica ser justaposta à peça a processar em plástico. Assim sendo, esta publicação também não preconiza que a cavidade seja executada na peça a processar metálica ou na outra peça a processar somente quando esta já se encontra justaposta à peça em plástico.

Em FR 2 071 122 foi dado a conhecer um processo para a união de um elemento de charneira metálico com uma 6 ΡΕ1792707 ponte de óculos em plástico, em que o elemento de charneira exibe uma cavidade disposta de modo a ficar alinhada com um elemento de ligação de que a ponte foi provida por forma a que o conjunto obtido constituísse uma peça inteiriça. Em seguida, o elemento de ligação é aquecido com recurso a um elemento calorífero até se tornar plasticamente deformável. Por fim, o material constituinte do elemento de ligação é pressionado para dentro da cavidade com recurso a um êmbolo .

Tendo como ponto de partida o estado da arte, subjazia por conseguinte ao invento a tarefa de disponibi-lizar um processo e um dispositivo com recurso aos quais pudesse, num curto intervalo de tempo e sem necessidade de um grande investimento instrumental, ser estabelecida uma união por complementaridade formal entre uma peça a processar em plástico e uma outra peça a processar.

Este objectivo foi alcançado em primeiro lugar por um processo composto pelas etapas seguintes: - disponibilização de uma peça a processar em plástico e de uma outra peça a processar; - justaposição da outra peça a processar à peça a processar em plástico; - provimento de um elemento de ligação sobre aquela das superfícies externas da peça a processar em plástico que é 7 ΡΕ1792707 oposta àquela das superfícies externas da mesma peça que ficou apoiada de encontro à outra peça a processar após a justaposição; - execução de uma cavidade naquela das superfícies externas da outra peça a processar que ficou apoiada de encontro à peça a processar em plástico após a justaposição, - em que a cavidade executada na outra peça a processar consiste num furo e - em que o furo penetra na outra peça a processar depois de ter atravessado o elemento de liqação e a peça a processar em plástico; - aquecimento do elemento de liqação por forma a que o material constituinte do elemento de ligação fique plastificado; e - introdução do material plastificado na cavidade mediante o exercício de pressão.

No processo de acordo com o invento começa por justapor-se uma outra peça a processar - a qual, numa forma preferida de execução do invento, pode consistir numa peça a processar metálica - a uma peça a processar em plástico. Para tal, aquela das superfícies externas da peça a processar em plástico que é oposta àquela das superfícies externas da mesma peça que ficou apoiada de encontro à outra peça a processar após a justaposição é provida de um elemento de ligação. Este elemento de ligação foi preferen- ΡΕ1792707 cialmente configurado de modo a ser cilíndrico. É preferido que a peça a processar em plástico já tenha sido provida do referido elemento de ligação, sendo também preferido que o conjunto resultante constitua uma peça inteiriça por forma a que o elemento de ligação possa ser disponibilizado em simultâneo com a peça a processar em plástico. Numa primeira alternativa, esta peça a processar em plástico pode adquirir desde logo a forma requerida no âmbito de um processo de moldação por injecção. Numa segunda alternativa, o elemento de ligação pode ser produzido com recurso a fresagem até alcançar a forma pretendida. Em ambos os casos fica assegurado que o material constituinte da peça a processar em plástico permanece homogéneo mesmo após o estabelecimento da união, não exibindo portanto quaisquer inclusões de materiais estranhos, em particular nas zonas de ligação.

Noutra alternativa, o elemento de ligação pode ser justaposto enquanto elemento separado da peça a processar em plástico, pelo que esta não tem de ser sujeita a qualquer processamento especial de modo a torná-la apta a ser utilizada no processo de acordo com o invento. É também executada uma cavidade na outra peça a processar, a qual consiste simplesmente num furo. Em seguida, o elemento de ligação é aquecido até se tornar plasticamente deformável, por forma a que o seu material constituinte, agora plastificado, possa ser pressionado para den- ΡΕ1792707 tro da cavidade executada na outra peça a processar.

Deste modo se obtém não só uma união por complementaridade formal entre, por um lado, a peça a processar em plástico e, por outro, a outra peça a processar, como se assegura que, após a inserção com recurso a pressão do material constituinte do elemento de ligação, a superfície externa da peça a processar em plástico não exibe protuberâncias, sendo, pelo contrário, plana.

Uma vez que a deformação da peça a processar em plástico ocorre a uma temperatura superior à normal, dela apenas resultam- se é que resultam - ligeiras tensões na zona de ligação.

Recorrendo ao processo de acordo com o invento pode substituir-se as uniões com configurações puntiformes representativas do estado da arte, tais como as resultantes de rebitagens ou ' rebitagens' com recurso a cola, sem ter de se proceder a adaptações construtivas importantes no que respeita às peças a processar. Uma outra vantagem consiste em o processo de acordo com o invento ser facilmente auto-matizável, por exemplo associando-lhe um robô.

Numa forma preferida de execução do processo, um elemento de ligação separado da peça a processar em plástico pode ser justaposto a esta última antes da execução na mesma da cavidade mencionada. 0 elemento de ligação separado pode além disso ser constituído quer pelo mesmo material 10 ΡΕ1792707 que a peça a processar em plástico, quer por um material distinto do que constitui esta.

Numa forma preferida de execução do processo, exerce-se sobre o material que é empurrado para dentro da cavidade uma pressão que é mantida até o material arrefecer e em consequência endurecer. Garante-se deste modo que o processo de retracção inerente ao arrefecimento não conduz à formação de espaços ocos no interior da cavidade preenchida, o que poderia conduzir a uma união insuficientemente estável. A cavidade exibida pela outra peça a processar é além disso executada enquanto furo que se prolonga, atravessando a peça a processar em plástico. Neste caso, o material constituinte do elemento de ligação já plastificado pode ser pressionado para dentro da cavidade executada na outra peça a processar sem que para tal tenha de ser exercida uma pressão particularmente grande.

Uma vez estabelecida a união, para que, segundo a direcção ao longo da qual se estende a cavidade, seja alcançada uma complementaridade formal entre as duas peças a processar, é ainda preferido que o furo consista num furo roscado. A cavidade executada na outra peça a processar pode ainda consistir num furo de passagem, tendo-se que, de modo também preferido, aquele dos troços do furo de passa- 11 ΡΕ1792707 gem que é adjacente àquela das superfícies externas da outra peça a processar que não defronta a peça a processar em plástico exibe um diâmetro maior do que o do restante furo de passagem. Desta forma de execução da cavidade resulta uma complementaridade formal segundo a direcção axial. Consegue-se assim que a união produzida de acordo com o invento tenha uma capacidade de suportar cargas elevada, mesmo segundo a direcção ao longo da qual se estende a cavidade.

De acordo com uma outra forma preferida de execução do invento, a superfície externa da outra peça a processar adjacente à peça a processar em plástico é tornada áspera ou submetida a abrasão. Deste modo se conseguenão só melhorar a adesão do plástico à superfície externa da outra peça a processar como, adicionalmente, destruir as camadas oxidadas eventualmente presentes sobre esta superfície externa, de modo a que a condição inicial da mesma esteja inequivocamente definida. Pode ainda proceder-se a outros tratamentos superficiais, tais como os normalmente utilizados para aumentar a capacidade adesiva de superfícies externas a serem unidas com recurso a colagem. Estes tratamentos podem consistir em corrosão química ou irradiação com feixes de electrões. A tarefa atrás delineada é adicionalmente executada com recurso a um dispositivo provido de um elemento perfurador envolvido por um êmbolo anular que exibe uma superfície frontal e é, por sua vez, envolvido por um anel 12 ΡΕ1792707 calorífero, o qual exibe uma superfície de apoio anular e pode ser aquecido, êmbolo esse que pode ser deslocado segundo a direcção axial do elemento perfurador - entre uma posição recuada, na qual a superfície frontal do êmbolo fica atrás da posição de apoio do anel calorífero, e uma posição avançada, na qual a referida superfície frontal fica localizada no mesmo plano que a referida superfície de apoio - e elemento perfurador esse que pode ser deslocado segundo a sua direcção axial - entre uma primeira posição, na qual a ponta do elemento perfurador se encontra localizada no plano da superfície frontal do êmbolo quando este se encontra na sua posição recuada, e uma segunda posição, na qual a ponta do elemento perfurador se projecta para além do plano da superfície de apoio do anel calorífero.

Quando o elemento perfurador assume a sua primeira posição e o êmbolo assume a sua posição recuada, o dispositivo de acordo com o invento pode ser colocado sobre uma peça a processar em plástico provida de um elemento de ligação de modo a que este último fique no interior da cavidade envolvida pelo anel calorífero.

Em seguida, o elemento perfurador, que tem de preferência a capacidade de rodar, pode ser levado a penetrar na peça a processar em plástico e na outra peça a processar de modo a que seja produzida nesta última a cavidade requerida. Finalmente, o elemento perfurador é levado a retroceder até voltar a ocupar a sua primeira posição, após o que o elemento de ligação é aquecido com recurso ao anel 13 ΡΕ1792707 calorífero até se tornar plasticamente deformável. Uma vez alcançado esse estado do elemento de ligação, desloca-se o êmbolo até à sua posição avançada por forma a que o material plastificado que se encontra na cavidade seja pressionado para dentro do furo e por conseguinte para dentro da cavidade.

Por conseguinte, o dispositivo de acordo com o invento viabiliza uma forma simples de realização do processo já descrito precedentemente. As vantagens a que já se aludiu a propósito do processo de acordo com o invento são aliás igualmente válidas no que toca ao dispositivo de acordo com o invento. 0 presente invento será em seguida elucidado com recurso a desenhos em que o que se encontra representado são meros exemplos preferidos de execução do invento. Nestes desenhos são mostrados:

Figura 1 um corte longitudinal através de um dispositivo de acordo com o invento;

Figura 2 cortes transversais de configurações possíveis da união entre uma peça a processar em plástico e uma outra peça a processar;

Figura 3 as etapas a) a c) de uma forma preferida de execução do processo de acordo com o invento; 14 ΡΕ1792707

Figura 4 as etapas d) e e) da forma preferida de execução do processo de acordo com o invento.

Na Figura 1 encontra-se representado um exemplo de execução de um dispositivo 1 de acordo com o invento para o estabelecimento de uma união entre uma peça a processar em plástico e uma outra peça a processar. O dispositivo 1 exibe um receptáculo 2 cuja forma é cilíndrica. No recep-táculo 2 encontra-se centralmente disposto um elemento perfurador 3 que pode ser rodado tanto no sentido dos ponteiros do relógio como no sentido contrário por intermédio de um sistema de accionamento (não representado na figura), tendo a superfície envolvente do elemento perfurador 3 sido provida de nervuras de corte 4, por forma a que no furo executado com recurso ao mesmo fosse produzido um perfil semelhante ao de uma rosca. 0 elemento perfurador 3 é circundado por um êmbolo anular 5, o qual exibe uma superfície frontal 6 essencialmente perpendicular ao eixo longitudinal do elemento perfurador 3. 0 elemento perfurador 3 e o êmbolo anular 5 são por sua vez circundados por um anel calorífero 7, que pode ser aquecido e exibe uma superfície de apoio 8, também ela essencialmente perpendicular ao eixo longitudinal do elemento perfurador 3. Assim sendo, a superfície frontal 6 do êmbolo e a superfície de apoio 8 do anel calorífero são paralelas entre si. 0 êmbolo cilíndrico 5 pode ser deslocado segundo 15 ΡΕ1792707 a direcção do eixo longitudinal do elemento perfurador 3, entre uma posição recuada - representada na Figura 1 por uma linha continua - e uma posição avançada 5' - representada na mesma figura com uma linha tracejada. Na posição recuada do êmbolo 5, a superfície frontal 6 fica localizada atrás da superfície de apoio 8 do anel calorífero 7, pelo que este circunda uma cavidade na qual pode ser acolhido um elemento de ligação de que seja provida uma peça a processar em plástico. Na posição avançada 5', a superfície frontal 6 fica localizada no mesmo plano que a superfície de apoio 8 do anel calorífero. 0 elemento perfurador 3 também pode ser deslocado segundo a sua direcção longitudinal, entre uma primeira posição e uma segunda posição 3', a qual também se encontra representada a tracejado na Figura 1. Na primeira posição, a ponta 9 do elemento perfurador encontra-se localizada no plano da superfície frontal 6 do êmbolo quando este ocupa a sua posição recuada. Quando o elemento perfurador 3 se encontra na sua segunda posição 3', a referida ponta 9 pro-jecta-se para além do plano da superfície de apoio 8 do anel calorífero 7, pelo que pode penetrar num conjunto de peças a processar disposto sob esta superfície de apoio 8.

Na Figura 2 encontram-se representadas cinco configurações possíveis de uma união a estabelecer entre duas peças a processar com recurso ao processo de acordo com o invento. No exemplo representado na secção a) da figura, uma peça a processar em plástico 10 foi provida de um 16 ΡΕ1792707 elemento de ligação 11 de modo a que o conjunto constituísse uma peça inteiriça. A peça a processar em plástico 10 dotada de um elemento de ligação 11 apoia-se parcialmente sobre uma outra peça a processar 12, a qual consiste de preferência numa peça metálica. Nesta situação, a peça a processar em metal 12 fica apoiada de encontro àquela das superfícies externas 13 da peça a processar em plástico 10 que é oposta à superfície externa 14 da mesma peça que foi provida do elemento de ligação 11, sendo a superfície externa de apoio 13 e a superfície externa 14 provida do elemento de ligação 11 paralelas entre si neste exemplo preferido.

No exemplo de uma configuração da união considerada representado na secção b) da figura, a superfície externa de apoio 13 por intermédio da qual a peça a processar metálica 12 fica apoiada de encontro à peça a processar em plástico 10 é inclinada relativamente à superfície externa 14 na qual foi moldado o elemento de ligação 11. A superfície de apoio 13 exibida pela peça a processar em plástico 10 continua, no entanto, a ser oposta à superfície externa 14 exibida pela mesma peça. Esta configuração da união é designada 'união em cunha'.

Também no exemplo de uma configuração da união representado na secção c) a superfície externa de apoio 13 por intermédio da qual a peça a processar metálica 12 fica apoiada de encontro à peça a processar em plástico 10 se encontra disposta de modo a ser oposta superfície externa 17 ΡΕ1792707 14 da mesma peça que foi provida do elemento de ligação 11, sendo a união obtida neste exemplo dita uma 'união em dupla cunha', a qual proporciona, além de uma boa união por equilíbrio de forças segundo o plano da superfície externa 14, uma união segura segundo à perpendicular àquele plano.

No exemplo de execução representado na secção d), o elemento de ligação 11 não constitui uma peça inteiriça juntamente com a peça a processar em plástico 10, sendo antes uma peça separada de que aquela foi provida. Deste modo, o elemento de ligação pode ser disponibilizado em separado, pelo que a peça a processar em plástico não tem de ser adaptada por forma a poder ser utilizada no processo de acordo com o invento. Adicionalmente, na superfície externa 15 exibida pela peça a processar em metal 12 - superfície 15 essa que se opõe à superfície externa de 12 que defronta a peça a processar em plástico 10 - foi executada uma depressão 16, pelo que uma cavidade 17 (representada a tracejado) posteriormente executada enquanto furo de passagem passa a exibir na zona adjacente à superfície externa 15, a qual se opõe à superfície externa de 12 que defronta a peça a processar em plástico 10, um diâmetro superior ao que de resto exibe. 0 exemplo de execução representado na secção e) distingue-se daquele que se encontra representado na secção d) pelo facto de a depressão 16 não ser cilíndrica, mas cónica. Mas também neste caso o diâmetro do furo de passagem passa a exibir na zona adjacente à superfície externa 15, a 18 ΡΕ1792707 qual se opõe à superfície externa de 12 que defronta a peça a processar em plástico 10, sofre um aumento face ao diâmetro que de resto exibe.

Nos exemplos representados nas secções d) e e), a zona que exibe um diâmetro superior, a qual constitui portanto uma reentrância, permite obter uma união por complementaridade formal com grande capacidade de suportar cargas aplicadas segundo a direcção axial do furo de passagem.

Nas Figuras 3 e 4 encontram-se representadas as etapas a) a e) de uma forma de execução do processo de acordo com o invento, no qual são unidas uma peça em plástico 10 provida de um elemento de ligação 11 por forma a que o conjunto constituísse uma peça inteiriça, por um lado, e uma outra peça a processar em metal 12. A configuração desta união foi escolhida de modo a corresponder à representada em pormenor na secção a) da Figura 2. Nesta forma de execução, o elemento de ligação 11 foi moldado na peça a processar em plástico de modo a constituir juntamente com ela uma única peça. No entanto, também se pode dis-ponibilizar o elemento de ligação 11 enquanto elemento separado que depois é justaposto à peça a processar em plástico 10. A peça a processar em metal 12 é justaposta à peça a processar em plástico 10 de modo a que a primeira fique apoiada sobre uma superfície externa 13 da peça a processar em plástico 10 - superfície 13 essa que é oposta 19 ΡΕ1792707 à superfície externa 14 de 10 sobre a qual foi disposto o elemento de ligação 11. Em seguida, o dispositivo 1 representado na Figura 1 é aproximado da peça a processar em plástico 10 e apoiado de encontro a ela de modo a que o elemento de ligação 11 seja acolhido pela cavidade circundada pelo anel calorífero 7 quando o êmbolo 5 se encontra na sua posição recuada e o elemento perfurador 3 assumiu a sua primeira posição (etapa a)).

Imediatamente a seguir executa-se uma cavidade 17 na peça a processar em metal 12, cavidade 17 essa que se irá estender a partir da superfície externa 13 - por intermédio da qual a peça a processar metálica 12 se apoia de encontro à peça a processar em plástico 10 - e atravessa enquanto furo de passagem quer a peça a processar em plástico 10, quer a peça a processar em metal 12. Para executar a cavidade 17, começa por deslocar-se o elemento perfurador 3 para a sua segunda posição 3'ao mesmo tempo que se faz rodar o mesmo. Obtém-se em consequência uma cavidade 17 cuja superfície interna exibe um perfil em forma de rosca graças à presença das nervuras de corte 4 de que o elemento perfurador 3 foi provido (etapa b)).

Finalmente, faz-se recuar o elemento perfurador 3 até à sua primeira posição ao mesmo tempo que se faz rodar o mesmo, mas no sentido oposto ao do seu movimento de avanço. Em seguida, aquece-se o anel calorífero 7 até o material constituinte do elemento de ligação 11 ficar plastificado (etapa c)) . 20 ΡΕ1792707

Assim que o material constituinte do elemento de ligação 11 se encontra plastificado, e portanto num estado viscoso, pressiona-se este material plastificado para dentro da cavidade 17 exibida pela peça a processar metálica 12. Para tal empurra-se o êmbolo 5 componente do dispositivo 1 até o colocar na sua posição avançada 5', movimento esse que é acompanhado pelo avanço do elemento perfurador 3 até a sua ponta 9 ficar situada no plano da superfície frontal 6 do êmbolo (etapa d)).

Uma vez terminada a introdução sob pressão do material plastificado na cavidade 17, a pressão exercida pelo êmbolo 5 sobre a peça a processar em plástico é mantida até ao completo arrefecimento e consequente consolidação do material plastificado. Esta manutenção do exercício de pressão tem como objectivo impedir que processos de retrac-ção resultantes do arrefecimento conduzam à formação de espaços ocos no interior da cavidade 17 preenchida pelo material . A peça a processar em plástico pode eventualmente exibir na sua superfície externa 15 - oposta àquela das suas superfícies externas que defronta a peça a processar em plástico - uma depressão 16, a qual irá, após a execução da cavidade 17, dar forma a uma reentrância por intermédio da qual poderá ser alcançada uma união por complementaridade formal que segundo a direcção axial da cavidade 17 exibe características melhoradas (secções d) e e) da Figura 21 ΡΕ1792707

Por fim, afasta-se o dispositivo 1 de acordo com o invento é afastado das peças a processar 10 e 12, tendo-se que, uma vez estabelecida a união entre as mesmas, a superfície externa da peça a processar em plástico 10 se apresenta plana, uma vez que o material constituinte do elemento de ligação 11 já foi pressionado para dentro da cavidade 17 executada com recurso ao elemento perfurador 3 (etapa e)).

Antes de encostar a peça a processar metálica 12 à peça a processar em plástico 10 pode submeter-se a superfície externa da peça a processar metálica 12 que irá ficar adjacente à peça a processar em plástico 10 a um processo de abrasão ou a outra forma de torná-la mais rugosa, a fim de, por um lado, eliminar dela qualquer camada oxidada eventualmente presente e, por outro lado, promover uma melhor adesão entre as peças a processar 10 e 12. Também podem ser realizados outros tratamentos superficiais, tais como os normalmente utilizados para aumentar a capacidade de adesão de superfícies externas que se pretende unir entre si mediante colagem. Tais tratamentos podem consistir na a corrosão química ou na irradiação com feixes de elec-trões.

Tanto o dispositivo 1 de acordo com o invento como o processo de acordo com o invento descritos permitem que, de um modo simples e sem grande investimento instrumental, seja estabelecida uma união por complementaridade formal entre uma peça a processar em plástico 10, por um 22 ΡΕ1792707 lado, e uma outra peça a processar 12, por outro. Não são requeridos para esse efeito nenhuns elementos de ligação tais como parafusos ou rebites, sendo pelo contrário suficiente que a peça a processar em plástico 10 seja provida de um elemento de ligação 11 cujo material constituinte é posteriormente pressionado para dentro de uma cavidade 17 exibida pela outra peça a processar 12. Uma vez que este material se encontra no estado plastificado quando é introduzido na cavidade 17, as tensões resultantes produzidas no material constituinte da peça a processar em plástico 10 são pequenas. Em consequência, a união deste modo estabelecida revela-se particularmente fiável. Acresce que o processo de acordo com o invento se presta com facilidade a ser automatizado, por exemplo mediante a associação do dispositivo 1 a um robô.

Lisboa, 13 de Agosto de 2013

Claims

ΡΕ1792707 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a união de uma peça a processar em plástico (10) com uma outra peça a processar (12) composto pelas etapas seguintes: - disponibilização de uma peça a processar em plástico (10) e de uma outra peça a processar (12); - justaposição da outra peça a processar (12) à peça a processar em plástico (10); - provimento de um elemento de ligação (11) sobre aquela (14) das superfícies externas exibida pela peça a processar em plástico (10) que é oposta àquela das superfícies externas (13) da mesma peça que ficou apoiada de encontro à outra peça a processar (12)após a justaposição; - execução de uma cavidade (17) naquela das superfícies externas da outra peça a processar (12) que ficou apoiada de encontro à peça a processar em plástico (10) após a justaposição, - em que a cavidade (17) executada na outra peça a processar (12) consiste num furo e - em que o furo penetra na outra peça a processar (12) depois de ter atravessado o elemento de ligação (11) e a peça a processar em plástico (10); 2 ΡΕ1792707 - aquecimento do elemento de ligação (11) por forma a que o material constituinte do mesmo fique plastificado; e - introdução do material plastificado na cavidade (17) mediante o exercício de pressão.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a disponibilização do elemento de ligação (11) consiste no provimento da peça a processar em plástico (10) com um elemento de ligação (11).
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o conjunto constituído pela peça a processar em plástico (10) e pelo um elemento de ligação (11) constitui uma peça inteiriça.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a peça a processar em plástico (10) é provida de um elemento de ligação (11) enquanto peça separada.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, em que o provimento do elemento de ligação (11) ocorre antes da execução da cavidade (17).
6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, em que o exercício de pressão sobre o material constituinte da peça a processar em plástico (10) que foi pressionado para dentro da cavidade (17) é mantido até este material ter arrefecido por completo. 3 ΡΕ1792707
7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que a outra peça a processar (12) é uma peça metálica.
8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, em que o furo é executado enquanto furo roscado .
9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, em que o furo é executado enquanto furo de passagem que atravessa a outra peça a processar (12).
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, em que aquele dos troços do furo de passagem que é adjacente àquela (15) das superfícies externas da outra peça a processar que não defronta a peça a processar em plástico (10) exibe um diâmetro maior do que o do restante furo de passagem.
11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que a superfície externa apoiada de encontro à peça a processar em plástico (10) foi tornada rugosa.
12. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que a superfície externa da outra peça a processar (12) que ficou apoiada de encontro à peça a processar em plástico (10) é sujeita a abrasão.
13. Dispositivo para a execução do processo de 4 ΡΕ1792707 acordo com uma das reivindicações 1 a 12, o qual é provido de um elemento perfurador (3), de um êmbolo anular que envolve o elemento perfurador (3) e exibe uma superfície frontal (6), de um anel caloríf ero (7) , o qual envolve por sua vez o êmbolo (5) e exibe uma superfície de apoio anular (8), em que o anel calorífero (7) pode ser aquecido, em que o êmbolo (5) pode ser deslocado segundo a direcção axial do elemento perfurador (3) entre uma posição recuada, na qual a superfície frontal (6) do êmbolo fica atrás da superfície de apoio (8) do anel calorífero, e uma posição avançada, na qual a referida superfície frontal (6) fica localizada no mesmo plano que a referida superfície de apoio (8), em que o elemento perfurador (3) pode ser deslocado segundo a sua direcção axial entre uma primeira posição, na qual a ponta (9) do elemento perfurador se encontra localizada no plano da superfície frontal (6) do êmbolo (5) quando este se encontra na sua posição recuada, e uma segunda posição, na qual a ponta (9) do elemento perfurador se projecta para além do plano da superfície de apoio (8) do anel calorífero.
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, em que o elemento perfurador (3) pode rodar em dois sentidos opostos.
15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, em que em que o elemento perfurador (3) foi configurado 5 ΡΕ1792707 no de modo a produzir um perfil análogo ao de uma rosca furo executado com recurso a ele. Lisboa, 13 de Agosto de 2013