PT2397307E - Sistema e processo para a conformação térmica de placas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "SISTEMA E PROCESSO PARA A CONFORMAÇÃO TÉRMICA DE PLACAS" A presente invenção refere-se a um sistema, bem como a um processo para a conformação térmica de placas.

Embora possam ser aplicadas em quaisquer placas, a presente invenção, bem como a problemática que lhe está subjacente são explicadas em pormenor com referência a placas deformáveis por processo termoplástico.

Em geral, as placas a conformar por processo termoplástico são carregadas individualmente numa máquina de conformação térmica e aqui aquecidas em primeiro lugar à temperatura de conformação necessária. Em seguida, a placa carregada é conformada por meio da máquina de conformação térmica na forma desejada e retirada novamente da máquina. Neste caso, no entanto, comprovou-se como desvantajoso o facto de a operação do aquecimento das placas à temperatura de conformação necessária durar muito tempo e, por conseguinte, influenciar de modo desvantajoso o ciclo de conformação, bem como a produtividade da máquina. A publicação GB 1160779 A descreve um processo para o fabrico de produtos termoplásticos, com as características do conceito genérico da reivindicação 1. 1 A publicação JP 2004082405 A descreve um processo para o tratamento de um tapete contínuo de fibras, sendo o tapete de fibras guiado sobre um sistema de rolos, através de estações individuais de uma instalação de mecanização. A publicação US 2009/122216 AI descreve um processo para o fabrico de um invólucro de um elemento de iluminação, sendo o invólucro fabricado por meio de um processo de conformação térmica. Neste caso o material a conformar atravessa determinadas estações de tratamento. A partir da publicação DE 4113568 Cl é conhecido um dispositivo para a moldagem a quente de materiais em forma de placas, o qual compreende estações de aquecimento prévio, um dispositivo automático de carga para o carregamento automático das placas, uma câmara de moldagem pelo vácuo, uma estação de descarga e um dispositivo de transporte, para transportar as placas passo-a-passo através deste sistema, até à estação de descarga. A publicação DE 69409869 T2 descreve um sistema para a moldagem a quente de materiais em placas, o qual apresenta atrás do dispositivo de carga três dispositivos de aquecimento prévio ligados em série, para aquecer previamente à temperatura de transformação as placas a transformar, uma atrás da outra. Neste caso, apenas uma placa, respectivamente, é conduzida passo-a-passo através do sistema de aquecimento prévio. Um sistema transportador recolhe para tal uma placa, respectivamente e conduz esta, num ciclo pré-definido, através dos dispositivos de aquecimento ligados a montante, para reduzir o tempo de aquecimento na máquina de conformação térmica. 2

Neste sistema, no entanto, comprovou-se como desvantajoso o facto de, em função da passagem individual das placas através dos dispositivos de aquecimento prévio, o respectivo tempo de permanência de uma placa nestes dispositivos de aquecimento prévio, em geral, apenas se pode situar em alguns minutos, para não deixar que o ciclo de conformação se torne demasiado longo e a produtividade da máquina demasiado reduzida. No entanto, os materiais da placa a mecanizar podem absorver humidade, de modo que as placas têm de ser secas durante um intervalo de tempo mais longo, antes da mecanização. Na publicação DE 69409869 T2, uma operação de secagem deste género não pode ser efectuada, em virtude do ciclo de conformação pré-definido. Uma operação de secagem necessita, em geral, de algumas horas.

Por conseguinte, cabe à presente invenção o objectivo de proporcionar um sistema, bem como um processo para a conformação térmica de placas, que garanta uma secagem prévia suficiente das placas a transformar, sem influência desvantajosa do ciclo de conformação.

Este objectivo é resolvido, de acordo com a invenção, através do sistema com as caracteristicas da reivindicação 1, bem como do processo com as caracteristicas da reivindicação 8. A ideia que está na base da presente invenção consiste em que as placas a conformar são carregadas numa estação de secagem prévia, concebida para a recepção simultânea de várias placas a conformar; as placas carregadas na estação de secagem prévia são aquecidas, de maneira pré-definida, para garantir um respectivo processo pré-definido de secagem prévia; as placas secas previamente são carregadas de modo automatizado e sequencial, com uma temperatura pré-definida, da estação de secagem prévia para 3 uma estação de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido, por meio de uma estação de alimentação; e as placas carregadas na estação de conformação térmica são conformadas, de modo automatizado e sequencial, em função do ciclo de conformação pré-definido, por meio da estação de conformação térmica, sendo que a estação de secagem prévia está concebida como forno contínuo, para a secagem prévia sequencial das placas individuais a conformar.

Por conseguinte, a presente invenção, em relação às abordagens conhecidas de acordo com o estado da técnica, apresenta ainda a vantagem de o ciclo de conformação poder ser mantido curto, em virtude da secagem prévia simultânea de várias placas, apesar de um tempo mais longo de secagem prévia, de modo que continua a ser garantida, de modo vantajoso, uma cadência produtiva. As placas individuais são carregadas uma atrás da outra na estação de secagem prévia, de maneira que cada placa apresenta, de um modo preferido, um tempo de permanência suficiente para uma operação de secagem prévia pré-definida, sendo que, no ciclo de conformação pré-definido, as placas secas previamente são transportadas da estação de secagem prévia, de modo automatizado e directamente, já com uma temperatura mais elevada, para a estação de conformação térmica. Deste modo as placas individuais na estação de conformação térmica já não têm de ser aquecidas da temperatura ambiente para a temperatura de conformação, mas apenas aquecidas num determinado valor residual. Assim, de um modo vantajoso, pode ser economizada uma energia considerável para o novo aquecimento integral das placas.

Nas reivindicações dependentes encontram-se configurações vantajosas e aperfeiçoamentos do sistema indicado na 4 reivindicação 1 e do processo indicado na reivindicação 8.

De acordo com um aperfeiçoamento preferido, está prevista uma estação de carga, a qual apresenta um dispositivo de individualização para a individualização sequencial das placas a conformar de uma pilha de placas e um dispositivo de carga, para o carregamento sequencial de uma placa, em função do ciclo de conformação pré-definido da pilha de placas na estação de secagem prévia. Deste modo o ciclo completo, que começa com a individualização e que termina com a remoção da placa conformada da máquina de conformação térmica, pode decorrer completamente automatizado e, por conseguinte, de modo extremamente económico.

De acordo com um outro exemplo preferido de realização, a estação de alimentação apresenta um dispositivo de descarga, para a descarga automatizada e sequencial das placas individuais secadas previamente, em função do ciclo de conformação pré-definido e um dispositivo de transporte, para o transporte automatizado e sequencial das placas individuais a conformar, do dispositivo de descarga para a estação de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido. Isto cria a vantagem de o ciclo completo das placas a conformar decorrer completamente automatizado através do sistema, sendo que pode ser garantido um ciclo de conformação pré-definido curto, de por exemplo alguns minutos. Além disso, deste modo o esforço de fabrico, bem como os custos de fabrico, para a produção das placas conformadas podem ser reduzidos consideravelmente.

De acordo com um outro exemplo preferido de realização, está prevista uma estação de extracção, para a extracção automatizada e sequencial das placas conformadas da estação de conformação térmica, em função do ciclo de conformação 5 pré-definido. Deste modo o ciclo totalmente automatizado é apoiado de modo ainda mais vantajoso.

De acordo com um outro exemplo preferido de realização, o ciclo de conformação pré-definido apresenta um tempo de ciclo aproximadamente entre 1 a 5 minutos. Este tempo de ciclo está dependente, por exemplo, da espessura das placas a conformar e, por conseguinte, do tempo necessário de permanência das respectivas placas na estação de secagem prévia, bem como do tempo necessário de duração para a conformação das placas correspondentes. 0 tempo de permanência de cada placa a conformar na estação de secagem prévia situa-se, por exemplo, entre aproximadamente 5 a 8 horas, sendo gue as placas individuais podem ser aguecidas até aproximadamente 100 °C a 150 °C na estação de secagem prévia. É decisivo, neste caso, que a totalidade do sistema, ou seja, também a capacidade da estação de secagem prévia, bem como o tempo de ciclo do ciclo de conformação estejam concebidos correspondentemente, de maneira que possa ser recebido um número adequado de placas para um tempo adequado de secagem prévia na estação de secagem prévia e, não obstante, possa ser mantido o desejado tempo de ciclo de conformação. Os parâmetros individuais do sistema podem ser concebidos em função dos requisitos respectivamente existentes.

De acordo com um outro exemplo preferido de realização, o sistema está concebido para diferentes geometrias de placas. Por conseguinte, de um modo vantajoso, podem ser conduzidas através da totalidade do sistema quer placas com espessura diferente, quer também placas com diferentes dimensões no bordo e geometrias diferentes e mecanizadas de modo adequado. 6 A invenção é explicada em seguida em pormenor, com base em exemplos de realização, tomando como referência a figura em anexo. A figura ilustra, neste caso, uma vista esquemática de um sistema de conformação térmica de acordo com um exemplo preferido de realização da presente invenção, sendo que está representado um trajecto de uma placa P a conformar, através das estações individuais, a titulo de exemplo. 0 sistema 1 para a conformação térmica de placas de acordo com o presente exemplo de realização apresenta, como está ilustrado na figura, em primeiro lugar, por exemplo, uma pilha 2 de placas. Aqui estão empilhadas, em especial, placas de iguais dimensões geométricas umas sobre as outras, para o processo de conformação iminente. Refira-se já neste ponto que o sistema deve estar concebido para placas de dimensões geométricas diversas, em especial mesmo para placas com espessuras diversas. Em geral, no entanto, uma pilha 2 de placas compreende placas de iguais dimensões geométricas, sendo que isto não tem forçosamente de ser o caso.

Além disso, o sistema 1 compreende uma estação 3 de carga. A estação 3 de carga, de acordo com o presente exemplo de realização, compreende um dispositivo de individualização para a realização de um processo de individualização das placas que se encontram na pilha 2 de placas. Neste caso está previsto, por exemplo, um dispositivo de sucção, que levanta a partir de cima, respectivamente, uma placa P da pilha 2 de placas, por meio de cabeças de sucção e, por conseguinte, individualiza a pilha 2 de placas.

Note-se neste ponto que, em seguida, por razões de clareza, o trajecto de uma placa P através do sistema 1 está representado 7 esquematicamente na figura. No funcionamento, as placas individuais da pilha 2 de placas são deslocadas através do mesmo circuito, sequencialmente ou passo-a-passo e uma atrás da outra e isso, de um modo preferido, de uma maneira completamente automatizada. A estação 3 de carga apresenta, além disso, de um modo preferido, um dispositivo de carga, o qual pode estar realizado como dispositivo de carga separado ou como componente do dispositivo de individualização e o qual serve para um carregamento da placa P da pilha 2 de placas para uma estação 4 de secagem. Por exemplo, o dispositivo de carga está realizado como carro de transporte ou semelhantes.

Como já indicado acima, o sistema 1 apresenta, além disso, uma estação 4 de secagem, que está configurada como um forno 4 continuo com uma pluralidade de gavetas. A placa P é introduzida numa gaveta do forno 4 continuo pelo dispositivo de carga da estação 3 de carga. 0 forno 4 continuo está concebido correspondendo a um número desejado de placas a receber. Por exemplo, um forno continuo deste género pode possuir até 100 gavetas, para a recepção simultânea de um número pré-definido de placas, de modo que podem ser secas previamente uma pluralidade de placas simultaneamente no forno 4 continuo. As gavetas individuais do forno 4 continuo podem estar situadas, por exemplo, afastadas umas das outras com uma distância de aproximadamente 10 cm, no entanto, evidentemente, são concebíveis também outras configurações, dependendo das geometrias das placas.

No forno 4 contínuo cada placa P é carregada em primeiro lugar numa gaveta, por exemplo, numa primeira secção 5 do forno para cima e conduzida novamente para baixo, numa segunda secção 6 do forno para uma secção de descarga, através de um dispositivo de inversão. Durante o transporte da placa P para a secção de descarga, a placa P permanece durante um período de tempo pré-definido no forno 4 contínuo e é aquecida dentro deste a uma temperatura pré-definida, durante um período de tempo pré-definido, para um processo desejado de secagem prévia. 0 processo de secagem prévia é determinado, por um lado, através da temperatura ajustada no forno 4 contínuo, o tempo de permanência das placas P individuais no forno 4 contínuo, bem como através do tempo de ciclo de conformação. Por exemplo, podem ser recebidas no forno 4 contínuo, como já explicado antes, até 100 placas P simultaneamente, de modo que, com um tempo de ciclo de conformação de aproximadamente 1 a 5 minutos pode ser realizado um tempo de permanência de cada placa P no forno 4 contínuo de aproximadamente 100 a 500 minutos. A temperatura de secagem alcança, de um modo preferido, entre 100 °C e 150 °C. Como já referido, no entanto, o sistema 1 pode estar concebido adequadamente, correspondendo ao requisito respectivo. Por exemplo, o ciclo de conformação, com placas a conformar um tanto mais espessas, é concebido um tanto mais longo, por exemplo em 5 minutos, sendo que, com placas um tanto mais finas, o ciclo de conformação é pré-definido, por exemplo, com apenas um minuto. Deste modo, as placas um tanto mais espessas permanecem no forno 4 contínuo durante um período de tempo mais longo, para uma operação de secagem prévia prolongada, sendo que isto corresponde também ao período de tempo prolongado de conformação para as placas um tanto mais espessas.

Além disso, o sistema 1 compreende, de um modo preferido, um dispositivo 7 de descarga para a remoção da placa P para fora 9 do forno 4, bem como um dispositivo 8 de transporte, sendo que o dispositivo 8 de transporte e o dispositivo 7 de descarga podem neste caso formar conjuntamente a estação de alimentação. 0 dispositivo 7 de descarga levanta, por exemplo, a placa P que se encontra à saída ou na secção de descarga do forno 4 contínuo, por meio de um dispositivo de elevação e aspira, por exemplo, a placa P com aspiradores previstos correspondentemente a partir de baixo, de modo que a placa P encosta em cima ao dispositivo de elevação. Em seguida, a placa P é conduzida pelo dispositivo 7 de descarga ao dispositivo 8 de transporte, por exemplo um carro de transporte adequado ou semelhantes. 0 dispositivo 8 de transporte, por exemplo, por sua vez, está realizado com dispositivos de sucção adequados, por exemplo sob a forma de cabeças de sucção e aspira correspondentemente a placa P, por exemplo, desta vez a partir de cima. A estação de alimentação ou seja o dispositivo 7 de descarga, bem como o dispositivo 8 de transporte estão acoplados, de um modo preferido, ao forno 4 contínuo, de modo que a placa P a transportar é transportada com uma temperatura de aproximadamente 100 °C a 150 °C sobre o dispositivo 8 de transporte ou seja o carro 8 até à máquina 9 de conformação térmica propriamente dita. O forno 4 contínuo apresenta, em consequência, uma função dupla, nomeadamente, por um lado, para garantir uma operação de secagem adequada e, por outro lado, aquecer previamente as placas P a transformar, respectivamente, a uma temperatura de aproximadamente 100 °C. Com esta temperatura, o material termoplástico das placas, no entanto, em geral já não está completamente estável, no entanto também ainda não está instável, de modo que, em caso de um transporte através do dispositivo 8 de transporte de maneira inadequada, poderia dobrar de modo instável. A temperatura das placas P a 10 transportar durante a operação de alimentação deve ser escolhida, de um modo preferido, de maneira que a placa P pode ser transportada, numa operação reproduzível e com estabilidade de posição, ainda até à máquina 9 de conformação térmica e apertada nesta correspondentemente.

Na máquina 9 de conformação térmica, a placa P apertada é finalmente aquecida à temperatura de conformação e conformada por meio da máquina 9 de conformação térmica, de maneira adequada. Isto acontece, por exemplo, com uma temperatura de conformação de aproximadamente 200 °C.

Após a operação de transformação, a placa P conformada é removida automaticamente por meio de uma estação 10 de extracção, em função do ciclo de conformação pré-definido, da estação de conformação térmica ou seja da máquina 9 de conformação térmica e depositada num posto adequado. A operação acima descrita é repetida, de modo automatizado e sequencial, com o ciclo de conformação pré-definido para as placas P a conformar. A presente invenção, em consequência, cria um sistema e um processo para a conformação térmica de placas, no qual um processo de secagem prévia, através de um período de tempo mais longo de secagem prévia, combinado com um aquecimento prévio das placas e uma sequência automática do processo, é garantido através do acoplamento directo e automatizado da estação de secagem ou seja do forno de secagem com a estação de conformação térmica ou seja a máquina de conformação térmica. O sistema 1 está concebido, de um modo preferido, de maneira que as placas P individuais são conduzidas, de modo automatizado e sequencial, 11 uma atrás da outra e passo-a-passo, através das estações individuais e é garantido um processo de conformação térmica reproduzível e completamente automatizado.

Embora a presente invenção fosse descrita aqui com base em exemplos preferidos de realização, não está limitada aos mesmos, mas antes pode ser modificada de múltiplas maneiras.

Por exemplo, as estações e dispositivos individuais podem também ser modificados da maneira acima descrita. A capacidade do sistema pode ser concebida correspondendo ao requisito respectivo, em especial o número das placas a receber simultaneamente no forno de secagem, o tempo de ciclo de conformação, a temperatura de secagem prévia ou de aquecimento prévio, bem como o tempo de permanência das placas individuais no forno de secagem, podem ser concebidos correspondendo aos requisitos respectivos.

Lisboa, 23 de Maio de 2013 12

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema (1) para a conformação térmica de placas (P) com: - uma estação (9) de conformação térmica para a conformação das placas (P); - uma estação (7, 8) de alimentação para a alimentação das placas (P) a conformar à estação (9) de conformação térmica; - uma estação (4) de secagem prévia, concebida para a recepção simultânea de várias placas (P) a conformar, na qual as placas (P) a conformar podem ser, respectivamente, aquecidas de maneira pré-definida, para garantir um processo pré-definido de secagem prévia, caracterizado por a estação (7, 8) de alimentação estar concebida para o carregamento automatizado e sequencial das placas (P) secas previamente com uma temperatura pré-definida, da estação (4) de secagem prévia para a estação (9) de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido; e por a estação (4) de secagem prévia estar concebida como um forno (4) continuo para a secagem prévia sequencial de cada placa (P) a conformar.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar prevista uma estação (3) de carga, que apresenta um dispositivo de individualização para a individualização sequencial das placas (P) a conformar de uma pilha (2) de placas e um dispositivo de carga, para o carregamento sequencial das placas (P) individualizadas, em função do ciclo de conformação pré-definido da pilha (2) de placas na 1 estação (4) de secagem prévia.
3. 3. Sistema de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação (7, 8) de alimentação apresentar um dispositivo (7) de descarga, para a descarga automatizada e sequencial das placas (P) individuais secas previamente, para fora da estação (4) de secagem prévia, em função do ciclo de conformação pré-definido e um dispositivo (8) de transporte, para o transporte automatizado e sequencial das placas (P) individuais a conformar, do dispositivo (7) de descarga para a estação (9) de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido.
4. 4. Sistema de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por estar prevista uma estação (10) de extracção, para a extracção automatizada e sequencial das placas (P) conformadas da estação (9) de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido.
5. 5. Sistema de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o ciclo de conformação pré-definido apresentar um tempo de ciclo de aproximadamente 1 a 5 minutos.
6. 6. Sistema de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estação de secagem prévia estar concebida de maneira que o tempo de permanência de cada placa (P) a conformar na estação (4) de secagem prévia se situa entre aproximadamente 6 a 8 horas e as placas (P) podem ser aquecidas até aproximadamente 100 °C a 150 °C na 2 estação (4) de secagem prévia.
7. 7. Sistema de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema (1) estar concebido para diferentes geometrias de placas.
8. 8. Processo para a conformação térmica de placas (P) , com as seguintes fases do processo: - Carregamento das placas (P) a conformar, numa estação (4) de secagem prévia concebida para a recepção simultânea de várias placas (P) a conformar, sendo que a estação (4) de secagem prévia está concebida como forno (4) continuo, para a secagem prévia sequencial das placas (P) individuais a conformar; - Aquecimento das placas (P) carregadas na estação (4) de secagem prévia, respectivamente, de maneira pré-definida, para garantir um processo pré-definido de secagem prévia; - Carregamento automatizado e sequencial das placas (P) secas previamente, com uma temperatura pré-definida, da estação (4) de secagem prévia para uma estação (9) de conformação térmica, por meio de uma estação (7, 8) de alimentação, em função do ciclo de conformação pré-definido; e - Conformação automatizada e sequencial das placas (P) carregadas na estação (9) de conformação térmica, por meio da estação (9) de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o carregamento das placas (P) a conformar ser realizado sequencialmente na estação (4) de secagem prévia, concebida 3 para a recepção simultânea de várias placas (P) a conformar e, antes do carregamento sequencial das placas (P) a conformar na estação (4) de secagem prévia, as placas (P) a conformar de uma pilha (2) de placas são individualizadas sequencialmente, por meio de um dispositivo de individualização, em função do ciclo de conformação pré-definido.
10. 10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado por a estação (7, 8) de alimentação estar concebida com um dispositivo (7) de descarga, para a descarga automatizada e sequencial das placas (P) individuais secas previamente, em função do ciclo de conformação pré-definido e um dispositivo (8) de transporte, para o transporte automatizado e sequencial das placas (P) individuais a conformar, do dispositivo (7) de descarga para a estação (9) de conformação térmica, em função do ciclo de conformação pré-definido.
11. 11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por as placas (P) conformadas serem extraídas da estação (9) de conformação térmica de modo automatizado e sequencial, em função do ciclo de conformação pré-definido, por meio de uma estação (10) de extracção.
12. 12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado por as placas (P) individuais a conformar apresentarem, respectivamente, um tempo de permanência na estação (4) de secagem prévia entre aproximadamente 6 a 8 horas e serem aquecidas até aproximadamente 100 °C a 150 °C na estação (4) de secagem prévia. 4
13. 13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado por o ciclo de conformação pré-definido estar concebido com um tempo de ciclo entre aproximadamente 1 e 5 minutos. Lisboa, 23 de Maio de 2013 5