PT91223B

PT91223B - Molde e processo de moldagem de objectos a partir de material fluidificado

Info

Publication number: PT91223B
Application number: PT9122389A
Authority: PT
Inventors: Torben Rasmussen
Original assignee: Hartmann As Brdr
Priority date: 1988-07-21
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1996-05-31
Also published as: GR890100465A; AU4033289A; PT91223A; DK408888A; CH679559A5; DK408888D0; DK167254B1; CN1040409A; BR8903603A; WO1990000944A1; MX171468B; ES2016484A6; GR1001014B

Description

MEMORIA descritiva invento refere-se ao fabrico de objectos moldados a pa_r tir de um material fluidificado.

Um material fluidificado significa um material de partida na forma húmida e de natureza fibrosa, apropriado para a produção dos objectos desejados. Um material de partida na forma húmida pode por exemplo ser um material de polpa de fibra como o usado por exemplo para tabuleiros e caixas de cartão para a embalagem de objectos frágeis e sensíveis tais como frutas, flores, ovos e objectos de vidro. 0 material de polpa consiste pois, habitualmente, de uma celulose fibrosa em suspensão.

Em todas estas maneiras da produção é habitualmente um problema produzir continuamente grandes séries de objectos por produção em massa. E bem conhecido para este fim utilizar uma técnica de produção pela qual o material de partida é, por meio de um processo de deposição colocado em contacto com o exterior do contorno formador de um molde que é permeável para permitir que um meio de trabalho gasoso actue no material através do material do molde. Para a produção de objectos de polpa são usados moldes de bronze tratado, com um revestimento de redes entrelaçadas feitas de aço inoxidável definindo a parte do contorno formador. Baseado no acima mencionado, o invento será em seguida explicado em detalhe.

molde de bronze tem canais de lado a lado para se obter uma distribuição uniforme do vácuo que provoca sucção através de todo o exterior do contorno formador do molde. Por meio deste v_á cuo é obtida uma deposição de material fluidificado com a espessa ra de revestimento desejada no exterior do molde, por exemplo submergindo o molde dentro de uma massa de material de polpa. 0 tratamento por vácuo pode continuar quando o molde é então elevado para fora da massa de molpa por forma a que a camada de materi. al depositado no molde é exposta para secagem inicial. Os canais podem depois ser usadas para a remoção do objecto moldado ainda húmido do molde actuando no objecto com ar comprimido através dos mesmos canais.

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-3£-ste processo tradicional de fabrico é longo e dispendioso devido ao tempo e ao material dispendioso usado para o fabrico dos moldes. 0 processo tradicional de fabrico tem, por esta razão, demonstrado ser muitas vezes inconveniente para a produção a baixo preço, de pequenas séries de objectos.

objectivo do invento é indicar um meio pelo qual é possível, embora mantendo um processo de deposição em si mesmo vanta^ joso, obter uma redução no tempo total de fabrico, calculado a partir do inicio do fabrico do molde até à entrega do objecto pro duzido, reduzindo simultaneamente o custo de produção dos moldes, para que a técnica de produção dependente de um processo de deposição possa ser mais económica e assim também mais atractiva na produção de pequenas séries de objectos e/ou especialmente objectos moldados.

Para se atingir este objectivo, o invento refere-se quer a um molde, quer a um processo de fabrico de objectos moldados a partir de material fluidificado.

De acordo com o invento o molde é caracterizado por, pelo menos, a parte do contorno formador do molde ser construído de uma partícula ínfima dum material em partículas de partículas de pedra cujas partículas de pedra proporcionam um perfil estável do contor no exterior, as ditas partículas limitam em conjunto simultaneameri te passagens abertas que se prolongam através do material do molde para o exterior da parte de contorno formador do molde e estando ligadas a uma fonte para remoção, por sucção, do liquido fluidifi. cante.

Um tal molde pode ser fabricado a partir de uma matéria prima inorgânica barata tal como areia e igualmente por uma técn_i ca de produção que é simples, de curta duração e portanto barata, quando comparada com o tempo e custo consumidos no fabrico dos moldes conhecidos de deposição acima descritos.

D material de pedra do molde pode consistir em partículas de diferentes dimensões quando a dimensão das partículas é pequena na parte do contorno formador do molde de moldação e maior numa camada subjacente de suporte para esta parte. Deste modo é con

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seguida uma boa passagem de ar, estando simultaneamente à disposição um exterior relativamente liso do molde do objecto a ser produzido, de que resultará o objecto obter uma superfície exterior uniforme.

A resistência do molde necessária para realizar o processo de produção pode ser obtido dum modo simples pela mistura de partículas de pedra com um agente de ligação apropriado que pode conter agentes de aumento de aderência e pelo endurecimento do molde produzido a partir de uma tal mistura, por exemplo, por tra tamento térmico. Pode também ser usado o efeito de cunha entre as partículas de pedra para dar resistência ao molde.

Uma estrutura apropriada de molde consiste no fundo de molde ter uma parte de base Π3 qual as partículas estão ligadas em conjunto por um verdadeiro composto de fusão considerante que no resto do molde as partículas estão ligadas em conjunto por uma mistura aglutinante de endurecimento. Um tal molde é caracteriza^ do por apresentar uma boa resistência que também lhe possibilitará resistir a uma pressão de trabalho considerável, por exemplo, de vapor.

Encontra-se também dentro do âmbito do invento fabricar e utilizar um molde no qual as partículas de material de cascalho são mantidas juntas por meio de um agente de ligação com uma força tal que o molde pode ser usado para a prensagem final de um objecto moldado.

processo de acordo com o invento compreende antes da deposição de uma camada de um material fluidificado no exterior do contorno formador de um molde que é permeável a um meio de tra balho gasoso, o fabrico de um molde tendo as caracteristicas acima mencionadas e, sendo pelo menos, a parte de contorno formador do molde formada por um material de partículas de cascalho cujas partículas estão ligadas em conjunto para a formação de uma estrutura aberta e estável, com canais de passagem de ar para o exterior do molde e depois a realização da deposição no molde assim formado. Deste modo todo o processo de fabrico, calculado a partir do início do fabrico do molde até à entrega do objecto produ69 643

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-5zido pode ser consideravelmente encurtado por não ser mais necessário produzir um molde metálico dispendioso. Devido à redução de tempo conseguida bem como à utilização no molde de material de construção barata, torna-se possível utilizar a técnica de depos_i ção acima mencionada de um modo economicamente atractivo também para a produção de pequenas séries de objectos e/ou para a produção de objectos especialmente moldados.

Se, para efeitos de ligação, é usado um material de parti cuias de cascalho, cujas partículas têm uma tal dimensão e forma que as mesmas podem formar um composto por efeito de cunha umas com as outras, será possível, pelo menos, em certa medida, omitir um agente de ligação.

Numa outra concretização, de acordo com o invento, as par tlculas do material de cascalho são ligadas em conjunto, antes do inicio da actuação do meio de trabalho gasoso, pelo uso de um ageri te de ligação tendo tal tensão superficial que tenderá para a sua dimensão superficial mais pequena. Por este processo o agente de ligação aglutina-se - por exemplo, em associação com o aquecimento - à volta das partículas do material de construção do molde, evitando assim o entupimento das passagens de ar entre as partícjj las, visto que a aglutinação terá lugar somente onde as partículas estão directamente em contacto umas com as outras. Em relação a isto, uma forma arredondada das partículas do material de construção pode, de acordo com o invento, ser apropriada.

Isto também demonstra que a porosidade desejada do molde pode ser verificada e controlada por uma escolha adequada da dimensão do grão do material em partículas e a distribuição dos grãos para conseguirem tanto as condiçães favoráveis para a ligação por aglutinação entre as partículas como o dimensionamento adequado da porosidade para evitai/uma diminuição indesejável de pressão num material de construção desnecessariamente compacto.

De acordo com o invento, as partículas do material de cascalho podem, antes do início da actuação do meio de trabalho gasoso, serem ligadas umas às outras, utilizando-se um agente de ligação que depois da ligação das partículas deixa uma superfície

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livre que é lisa. Deste modo pode ser assegurado um desenho de superfície satisfatório também nos casos em que a superfície do contorno formador, devido ao efeito de tensão superficial acima mencionado do agente de ligação utilizado para a aglutinação das *

partículas, conduz a uma superfície livre que a primeira vista parece grosseira.

As partículas do material de cascalho podem, antes da actuação do meio de trabalho gasoso, serem ligadas em conjunto utilizando-se um agente de ligação de termo-endurecível. Isto tem a vantagem do molde endurecido dar um bom efeito de deslizamento relativamente ao molde contra o qual a superfície do contor no de modelagem foi moldado. Além disso, o molde acabado pode as. sim conseguir um grau tal de estabilidade à temperatura que é cori seguido um alto grau de liberdade no que diz respeito à limpeza do molde pela utilização de calor.

De acordo com o invento pode ser utilizado um agente de ligação de termo-endurecível contendo um agente amaciador que se pode liquefazer. 0 molde pode então por exemplo ser exposto a tratamento por cera, óleo ou um produto de teflon (poiitetrafluoroetileno). 0 agente amaciador que se pode liquefazer pode agir contra um indesejável sedimento ou retenção do material fluidificado, por exemplo fibras, no exterior. Além disso, o agente amaciador que pode ser liquefeito através da utilização de calor e sucção será capaz de contribuir para a limpeza das porosidades do molde.

De acordo com o invento as partículas do material decascalho podem, antes do início da actuação do meio de trabalho gasjg so, ser ligadas em conjunto, utilizando-se um agente de ligação que antes da ligação definitiva das partículas apresenta propriedades de aderência aumentadas. Isto pode resultar numa formação mais fácil da parte do contorno formador do molde.

Um exemplo de um agente de ligação termo-endurecível é re sina fenôlica e as propriedades de aderência aumentada desejadas podem, por exemplo, ser obtidas usando-se também silano.

processa, e molde acima mencionados, podem, como meneio.

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-7nado, ser utilizado de facto para a produção de objectos a partir de vários materiais de partida, tais como suspensBes contendo fibras, tudo na presença de materiais auxiliares que podem ser necessários para provocarem a ligação da camada de material obtido por sucção no molde.

No caso, por exemplo, de suspensBes contendo fibras, o processo pode, de acordo com o invento, ser realizado pela depos_i ção de material fluidificado na parte do contorno formador do mol. de com recurso de um meio de trabalho gasoso numa maneita efectivamente conhecida, expondo-se, pelo menos, esta parte do contorno formador a sucção provocada pelo vácuo, tal como o molde de acordo com o invento, pode ser produzido com a necessária resistência

Como mencionado no início a remoção de um objecto formado pela deposição de um material fluidificado no exterior do contorno formador do molde por meio de um meio de trabalho gasoso pode, de facto, ser realizado submetendo o objecto à acção de ar compri mido através das passagens de ar do molde e assim libertando-o do molde. Na prática, contudo, o objecto estará muitas vezes ainda, um tanto maleável, e para o efeito da remoção do objecto do molde fundido, é empregue habitualmente um molde transferência o qual está adaptado para interacção com o lado do objecto virado para fora a partir do exterior do contorno formador acima mencionado, para a remoção do objecto deste exterior e para a subsequente colocação do objecto, por exemplo numa correia transportadora, levando α objecto para uma câmara de secagem. Tais moldes de trans ferência têm também até agora sido feitos em metal, por exemplo bronze.

Está também dentro do âmbito do invento, fabricar um tal molde de transferência, a partir de um material de partículas de cascalho, como acima mencionado, do mesmo modo as partículas de material são ligadas em conjunto para a formação de uma estrutura aberta e estável com canais de passagem de ar para o exterior do molde e o molde assim criado é ligado a uma fonte de vácuo provocando sucção.

Isto significa que, também no que respeita a esta parte

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-8- * do processo total de fabrico, uma matéria prima barata pode ser usada em ligação com a técnica de produção, que é simples, de cur ta duração e por isso barata, quando comparada com o tempo consumido e custo na produção dos moldes de transferência conhecidos.

molde de transferência pode ser fabricado directamente na base de um objecto produzido no molde de moldação, tal como é produzido neste objecto um primeiro molde auxiliar (negativo), por exemplo, de gesso correspondendo ao lado do objecto virado para fora a pa_r tir do molde de moldação e neste primeiro molde auxiliar (negativo) um segundo molde auxiliar (positivo) é produzido, por exemplo, também de gesso e o molde de transferência (negativo) é então fo£ mado directamente neste segundo molde auxiliar.

A experiência tem mostrado que será apropriado, o molde criado a partir de material de partículas de cascalho, por meio de um agente de ligação termo-endurecível térmico que é endurecido por calor, enquanto o exterior do contorno formador do molde é mantido livre, ou por outras palavras não ser mantido em posição ou conformado por um molde auxiliar. A utilização de um tal molde auxiliar podia, por outro lado, originar também que o agente de ligação ficasse em contacto com o molde auxiliar em lugares onde o mesmo escorre, em parte entre em em parte sobre, as partículas de cascalho e criando assim obstruções de agente de ligação que podem reduzir subsequentemente as propriedades desejadas de desli. zamento do molde. No caso de uma humidificação adequada da substância de partículas de pedra pela adição de liquido, quer na fo_r ma de água, um solvente ou um agente de ligação será possível dar a substância de partículas de pedra antecipadamente uma consistêri cia que assegura a necessária posição ou estahilidade de forma dju rante o tratamento térmico. A substância de partículas de pedra húmida pode ser seca para aumentar a estabilidade da substância antes do termo-endurecimento por calor ser realizado. Um efeito de estabilização pode também ser obtido pré-aquecendo a substância de partículas de pedra. A estabilização terá então sido conseguida quando a substância de partículas de pedra tenha arrefeci do. E possível reduzir o tempo de endurecimento pela adiçao de aceleradores ao agente de ligação.

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-9A experiência tem mostrado que é especialmente fácil, mari ter limpo o exterior do contorno formador dos moldes produzidos de acordo com o invento porque o molde utilizado para a produção do objecto é, antes do início do processo de sedimentação ou do processo de transferência no que se refere a limpeza, exposto a uma corrente de ar fluindo através das passagens do molde para um meio gasoso. Dispositivos de limpeza adicionais serão completamente desnecessários, o que contribui também.para a simplificação e redução do preço, no que se refere ao processo total de pro dução.

Um molde utilizado de acordo com o invento pode também ser produzido de uma maneira tal que o mesmo pode, depois de utilizado ou em caso de grande desgaste, ser regenerado porque o material de construção em forma de partículas do molde pode ser reciclado.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Processo para o fabrico de objectos moldados a partir de um material fluidificado de fibras de celulose, em que é depositada uma camada do material por sucção na superfície de um molde de sucção, após o que o objecto formado é removido, caracterizado por, antes de que um molde de sucção seja produzido, a parte formadora ser desenvolvida por um material de pedra em partículas presente na forma solta, as partículas de pedra aderirem umas às outras essencial e parcialmente por meio de um agente ligante de endurecimento e/ou de uma ligação por encravamento numa estrutura estável.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas do material de pedra serem mantidas em conjunto com uma resistência tal, que o molde pode ser utilizado para a prensagem subsequente de um objecto manufacturado sobre o molde.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente ligante ter uma tensão superficial tal, que o mesmo tentará tomar o seu mais pequeno tamanho superficial.
4 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, após a ligação das partículas, o agente ligante deixar uma superfície livre lisa.
5 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente ligante conter um agente de alisamento que pode ser liquefeito.
6 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o objecto formado ser removido do molde de sucção por meio de um molde de transferência, o qual está adaptado para cooperar com o lado do objecto, o qual está voltado para fora do molde de sucção para a remoção do objecto do exterior, o dito molde de transferência antes da dita remoção ser manufacturado como definido na reivindicação 1, e ser ligado a uma fonte de uma

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-11sucção que provoca o vácuo.
7 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por, para a manufactura do molde de transferência, ser produzido um primeiro molde auxiliar (negativo), que corresponde ao lado do objecto, o qual está virado para fora do molde e por sobre este primeiro molde auxiliar (negativo) ser produzido um segundo molde auxiliar (positivo) e por o molde de transferência (negativo) ser formado sobre o segundo molde auxiliar.
8 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o molde utilizado para a manufactura do objecto, antes do início do processo de deposição ou do processo de transferência para fins de limpeza, ser exposto a uma corrente de ar, que se desloca através das passagens do molde, destinadas a um meio gasoso.