O Acrílico e Suas Propriedades

19/10/2015

Aplicações:

 

 

A História do Acrílico

A descoberta do acrílico, as primeiras aplicações e realizações no setor industrial, por conta do Dr. Otto Roehm, com base na sua tese de doutorado na Universidade, em 1901, em que o tema foi a respeito do acrílico. Contudo o acrílico começou a ser industrializado em 1930 na Inglaterra e na Alemanha.

Material virgem e reciclado:

O acrílico é uma das variedades de polímeros de adição, ou seja, fazem parte de uma classe de polímeros mais simples, são formados pela soma ou junção de moléculas pequenas (monômeros), e todas são iguais entre si.

O acrílico é uma substância altamente transparente utilizada nas janelas de aviões e na fabricação de móveis e objetos decorativos.

No processo Cast, o monômero MMA e aditivos são colocados em um molde de vidro onde ocorre a polimerização pela ação do calor.

A chapa Cast tem maior resistência química, térmica e ao impacto que a extrudada.

Mais transparente, resistente e 50% mais leve que o vidro, as chapas de acrílico cast suportam radiação UV e intempéries, preservando suas características de cor e transparência por cerca de 3 anos sem praticamente qualquer alteração, mesmo em aplicações externas.

Chapas acrílicas produzidas com monômero virgem, pelo processo cast, atendem à norma ISO-ABNT.

Acondicionamento

As chapas acrílicas devem ser armazenadas verticalmente, de preferência em cavaletes com um ângulo de 10º em relação à vertical evitando assim que se curvem. O local deve ser seco e temperatura ambiente. Deixar o filme ou papel de proteção na chapa para evitar riscos e arranhões. Estocagem na horizontal pode causar a criação das chamadas “barrigas” nas chapas.

Fiissuras ou crazing na chapa acrílica

O crazing ou fissura na chapa acrílica ocorre porque as chapas acrílicas carregam tensões internas ou residuais decorrentes dos efeitos térmicos do processo de fabricação. Como meio para se aliviar as tensões são usados dois processos diferentes:

Normalização e Recozimento para solucionar o crazing ou fissuras

Normalização: Processo de tratamento térmico utilizado nas chapas antes de serem transformadas (moldagem ou colagem). Neste procedimento, as chapas são aquecidas por igual a uma temperatura entre 138 a 140°C até que se garanta obtenha o completo relaxamento das tensões existentes. Passo seguinte é fazer o resfriamento lento até a temperatura ambiente em uma proporção que evite a volta das tensões.

Recozimento: Processo de tratamento térmico pelo qual se busca aliviar as tensões após o material sofrer qualquer transformação (moldagem ou colagem). No uso comum das chapas cast, é permitido que o alívio das tensões presentes no material original, seja negligenciado dispensando o processo de normalização.

Nota-se que as tensões térmicas e mecânicas decorrentes da transformação do material, principalmente as que antecedem a colagem, não podem ser desprezadas, por serem as responsáveis pelas falhas de aparência e resistência. Por utilizarem solventes, a colagem e a impressão com tintas atacam a superfície do acrílico evidenciando e intensificando o efeito das fissuras. No caso em tela, é necessário fazer o recozimento. São três etapas subsequentes:

Maneira pela qual se limpa o acrílico

Não pode usar solvente na limpeza do acrílico, pois isto irá tirar a transparência do produto deixando a área com aspecto esbranquiçado e sem brilho.

O correto é usar um espanador de pó, caso a sujeira não saia, use um pano umedecido ou lave as peças com água e sabão neutro para tirar a sujeira.

Como cortar o acrílico e o fazer o procedimento de usinagem

O acrílico é um material fácil de ser trabalhado e apresenta facilidades na hora do corte.

Segue abaixo as maneiras de se cortar o acrílico:

Até mesmo na hora de cortar, o acrílico apresenta vantagens e facilidades. Conheça os métodos mais simples de executar esta tarefa:

Riscagem

As chapas de até 2mm de espessura podem ser cortadas dessa maneira. Tendo em mãos um riscador de ponta afiada de aço e mantendo a pressão desse instrumento de forma homogênea e fixando corretamente a chapa. O processo todo é muito simples, bastando para finalizar, quebrar o acrílico na linha traçada. Não se aconselha a usar esse método quando a chapa for grossa ou para cortes em que a área a ser cortada seja grande.

Cortes com serras

Apesar de as chapas acrílicas serem fáceis de serem trabalhadas, os profissionais que vão efetuar o corte necessitam de alguns conhecimentos. Para evitar que se apareçam ricos no acrílico enquanto se efetua o corte é recomendado que mantenha a película protetora.

Não é recomendado fazer cortes por riscagem nas chapas acima de 2 milímetros de espessura, mesmo sendo possível fazer o corte dessa maneira na chapa de 3mm não é aconselhável por se tratar de uma opção com alta probabilidade de quebra que não são abarcadas pelo traço inicial.

As técnicas mais utilizadas no corte de chapas são as serras circulares e as serras de fita. As serras circulares são usadas para fazer cortes retos, já as serras de fita são empregadas para cortes em linhas curvas.

Serras Circulares

São as mesmas que cortam alumínio ou madeira, portanto existindo uma necessidade de afiar de forma especial os dentes da serra, para que se torne mais preciso  o corte da serra com relação às chapas acrílicas.

Para um melhor resultado no corte recomenda-se que as serras circulares tenham lâminas rebaixadas ou que possuam uma leve angulação para ajudar quanto a eliminação da serragem, no intuito de impedir agarramento e evitar superaquecimento.

Para trabalhos mais simples, são usadas lâminas de serra de aço rápido, que são afiadas mecanicamente. A quantidade de dentes por centímetro dependerá da espessura da chapa a ser cortada, o que pode variar de 3 a 4 dentes / cm, para chapa de 3,0 a 12 mm; e de 1 a 2 dentes por cm para chapas com espessura acima de 12 mm.

Uma lamina que tenha 25 cm de diâmetro deverá girar a cerca de 4000 r.p.m. Deve-se ter energia suficiente no motor para que não haja redução de velocidade durante o corte.

Para produções em larga escala, existe uma serie de vantagens com relação ao uso de ferramentas com pastilhas de carboneto de tungstênio para cortar chapas e blocos de acrílico. Este tipo de material proporciona um acabamento superior nas bordas das chapas, além de imprimir maior velocidade na operação, ao contrario do que ocorre com uma serra de aço rápido.

A altura da lamina deve ser ajustada de tal maneira que seja pouco superior à espessura da chapa cortada. Na maioria das vezes, não é necessário o resfriamento, mas é recomendado soprar ar comprimido no ponto de corte com a finalidade de esfriar a lâmina, eliminar os fragmentos de material acrílico e impedir a colagem do material nos dentes da serra.

As anilinas utilizadas para dar cor às chapas ocasionarão maior desgaste nas serras, que por conseguinte perderão o corte mais rapidamente do que o material transparente. Nesses casos, as serras com dentes de carbeto de tungstênio terão maior tempo de vida.

Serras de Fita

Do mesmo tipo que as usadas para metais leves, estas serras devem apresentar tamanho original de 2,77 metros quando abertas, assim como devem atingir velocidade de cerca de 3.000 metros / minuto. Para chapas de espessuras de 3,0 a 12 mm, é aconselhável o uso de  lâminas que tenham 4 a 5 dentes / cm, já para chapas mais finas, de 6 a 8 dentes / cm e para chapas mais grossas ou blocos, 1 ½ a 2 dentes / cm. Para garantir o corte reto e uma maior durabilidade de lâmina, recomenda-se que as guias devam ser mantidas próximas da serra temdo por finalidade reduzir a torção da lâmina (para qualquer espessura). Assim como na serra circular, na serra de fita, também recomenda-se o uso do ar comprimido que deve ser dirigido para o ponto de contato, com a finalidade de esfriar a chapa de acrílico e a lâmina, tendo também o cuidado de limpar os fragmentos do acrílico.

Serras Portáteis

Em geral serras portáteis são utilizadas para cortar formas pequenas ou complicadas, utiliza-se lâminas de 5 a 6 dentes por cm. As serras tanto podem ser seguras com as mãos como montadas na parte inferior de uma mesa, estando a chapa presa nesta mesa.O corte deverá ter início a partir de um furo feito com uma broca, um pouco maior do que a largura da lâmina e esta deverá estar parada antes de ser removida do corte feito pela serra.

As serras tipo “tico-tico” são adequadas para cortar letras.

Como Furar o Acrílico

Furadeiras Elétrica ou de Bancada

Possui brocas, e são as mesmas utilizadas para furar madeira ou metais macios. Deve-se utilizar brocas helicoidais normais para furação das chapas de acrílico, no entanto, para um melhor rendimento é recomendado o uso de brocas de espiral espaçada, com sulcos largos e polidos.

É importante observar que durante o processo de furação deve-se reduzir o calor produzido na operação, tanto nos cortes grosseiros, como nos cortes mais delicados, com o objetivo de ter um material perfeito e livre de tensões, afastando assim o risco de fissuras.

Para um melhor resultado a chapa deve ter apoio total no seu lado inferior e a broca deve girar com exatidão.

Torno

As chapas acrílicas podem ser trabalhadas em tornos para madeira ou para metais. Deve se ter muita atenção quanto a refrigeração no torneamento do acrílico.

Tanto a afiação como acabamento corretos da ferramenta do torno são importantes para que se obtenha um trabalho perfeito. É preferível usar ferramentas de aço rápido do que ferramentas com pastilhas de carboneto de tungstênio.

A velocidade do corte no torneamento de chapas acrílicas não é de vital importância, no entanto o operador deve saber da necessidade de constante resfriamento.

O acabamento também dependera muito da habilidade do operador em preparar a ferramenta de corte e das condições do torno.

Fresamento

Métodos convencionais para metais leves podem ser utilizados para chapas acrílicas, no entanto, para melhores resultados, são importantes meios adequados de fixar a peça. Dispositivos a vácuo são necessários para esse processo assim como o emprego de fitas adesivas dupla-face.

Para obter-se melhoras resultados usinando áreas maiores, utiliza-se cortadores de ferramenta única ou de multi ferramentas, feitas de aço rápido. Por outro lado, as fresas convencionais para metais não são recomendadas, tendo em vista que possuem sulcos rasos onde os cavacos tendem a se acumular, dando-se, portanto, às ferramentas usadas para madeira. Alugmas vezes usam-se serras e, no caso em tela é essencial remover os cavacos entre os dentes, utilizando-se jato de ar comprimido.

Tupia

É uma ferramenta que possui fresa e também é utilizada para usinar, ou seja, trabalhar, modelar chapas ou blocos acrílicos. As tupias comuns, de alta velocidade para madeira, também são recomendadas para trabalhar chapas acrílicas, empregando-se as mesmas velocidades usadas para madeira.

Na maioria das vezes utiliza-se ferramentas de uma faca ou de facas duplas, que devem ser afiadas com um ângulo de saída por volta de 12º ou mais. Nos cortadores de faca dupla se faz necessário rebaixar o centro para impedir que os cavacos se acumulem sob a ferramenta.

Sempre que possível, as pontas da ferramenta deverão ser afiadas com um pequeno raio, com a finalidade de produzir um pequeno arredondamento nos cantos fundos da peça, para que haja um reforço adicional.

Ademais, para rasgos ou chanfros de até 12 mm de largura, utilizam-se ferramentas côncavas, de faca simples, com afiação excêntrica, montadas em mandril concêntrico.

As tupias superior e portátil, são adequadas para usinagem de chapas acrílica, já a de mesa ou bancada é mais adequada para usinagem de chapas acrílicas do que as portáteis. São necessárias altas velocidades periféricas de corte. A usinagem das chapas normalmente são feitas a seco, não tendo problema quanto a remoção dos cavacos, tendo em vista que a ferramenta os retira do ponto de contato com a peça. Usam-se geralmente, ferramentas de duas lâminas, no lugar das de lâminas múltiplas, devido à maior facilidade de ajuste.

Lixamento e Polimento (Acabamento)

Acabamento

É muito importante na operação de acabamento das bordas das chapas de acrílico quando furada, serrada, gravada e usinada. Se por ventura a superfície da chapas seja riscada durante a usinagem, pode-se recupera-la por meio de lixamento e polimento.

A recomendação é que se use sempre o filme protetor durante o processo visando proteger a chapa, pois o polimento restaura razoavelmente a chapa..

O acabamento das chapas acrílicas passam por processos idênticos aos usados com outros materiais. Primeiramente os riscos profundos tem que ser removidos com lixa para que se possa em seguida fazer o polimento.

Acabamentos Superficiais

Uma das coisas que mais chama atenção com relação ao acrílico é a sua superfície brilhante que mostra a sua transparência (superior a do vidro). Ocorre que em contato com determinados produtos, como é o caso do álcool ou tiner, as chapas podem formar fissuras internas ou “crazing”.

Por outro lado, o acrílico tem uma grande vantagem, que o destaca em relação aos demais produtos, no que diz respeito a possibilidade de eliminar riscos da superfície com simples processos de lixamento e polimento. São processos cujo o custo é barato e com resultados efetivos,  podendo ser repetidos inúmeras vezes, voltando a qualidade original do produto.

Lixamento Manual

Nos acabamentos superficiais são utilizadas técnicas semelhantes ao trabalho com madeira, envolvendo a lixa. Pressiona-se levemente a lixa na chapa com movimentos circulares, usando água para lubrificar e mudando a grana da lixa aos poucos, da mais grossa para a mais fina. É importante salientar que devemos lavar a superfície após cada operação, verificando a área comprometida anteriormente.

Lixamento Mecânico

Após o corte, as bordas das chapas são lixadas. As operações de lixamento são feitas a seco, exercendo uma pressão controlada, com a finalidade de evitar superaquecimento do material. Também pode se utilizar com êxito, para o lixamento, as lixadeiras vibratórias manuais. As chapas devem ser imobilizadas com fitas adesivas ou grampos para mantê-las juntas e unidas, formando um só bloco, facilitando a operação.

Raspagem

Utiliza-se raspadores para as bordas que já estejam razoavelmente lisas por conta das operações anteriores. Como a lâmina em geral segue o contorno real da superfície se as irregularidades forem grandes, poderá resultar uma superfície ondulada.

Plainas

Outra técnica, visando tornar as bordas das chapas acrílicas mais perfeitas, é o uso de plainas com serras de desbaste de elevada precisão. Usa-se, inclusive o acabamento “diamantado” das serras para se conseguir perfeição na operação de lixamento das bordas.

Polimento Mecânico

Com o polimento mecanico podem ser removidos riscos e defeitos. Utiliza-se massa de polir grossa, onde remove os defeitos, e depois fina, para lustrar. A politriz, maquina que faz esse serviço, possui panos macios e limpos, deve-se polir com movimentos circulares ao redor da área danificada, com firmeza e alternando de direção freqüentemente. Dessa maneira ao mesmo tempo que se restaura a superfície tambpem retoma-se o brilho original da peça de acrílico.

Como colar o acrílico

As chapas de acrílico podem ser coladas a outros materiais usando colas especificas.

A colagem correta das chapas acrílicas é uma etapa importante no desenvolvimento de peças atraentes e de alta qualidade, que possam exibir um trabalho bem feito, limpo e sem manchas. As informações abaixo são dadas como dicas de como fazer esse trabalho com a cola.

Regras básicas de segurança

As colas de acrílico devem ser usadas em áreas bem ventiladas. É importante rever o boletim técnico de segurança para o produto com o qual esteja trabalhando.

Ter sempre o cuidado de ao mexer com colar acrílicas evitar fumar, porque aluns solventes são muito inflamáveis. Sempre ter o cuidado de protejer a pele do contato de colas a base de solventes.

Regras básicas para colagem

A temperatura certa para o trabalho de colagem de chapas acrílicas é entre 20 e 25°C. Recomenda-se também não trabalhar em salas com temperaturas abaixo de 15°C ou acima de 37°C e com alta umidade relativa do ar. O ideal seria trabalhar em um ambiente sempre limpo, procurando evitar também a proximidade com poeiras e fontes de calor como estufa ou chama. O ambiente perfeito seria uma área isolada do restante da produção, que tenha exaustão adequada para eliminar os vapores das colas.

Preparação

Primeiro passo é preparar bem a área que será colada, ou seja, as bordas devem ser limpas após efetuar o corte.

Se a borda estiver lascada deve causar o aparecimento de fissuras quando em contato com a cola ou a presença de traços esbranquiçados na parte interna da chapa. Utilize plainas, fresas ou qualquer equipamento que retire as ranhuras. Caso não seja possível o acabamento final com essas ferramentas, use uma serra com fio suave no intuito de não danificar ou queimar as bordas das chapas.

As bordas que serão coladas não devem ser polidas, tendo em vista que o processo de polimento além de impregnar ceras no material, provoca abaulamentos nas bordas das chapas resultando em uniões fracas e de aparência ruim.

O polimento com chamas também apresenta problemas com relação a colagem do material uma vez que as bordas polidas com chama geralmente provocam fissuras finas quando em contato com as colas.

Essas fissuras também podem aparecer no caso das forças internas de fabricação serem altas. Para solucionar esse problema, aqueça o pedaço da chapa a ser colada em torno de 80°C.

Colagem por capilaridade

O método mais comum para união de chapas acrílicas é a colagem por capilaridade, onde se obtém uniões resistentes e transparentes. É um método fácil de ser utilizado.

Primeiramente, confirme se as partes que vão ser coladas se encaixam corretamente e então utilize fitas adesivas ou gabaritos para fixa-las no local que devem se unir, tomando o cuidado de mantê-las no esquadro ou ângulo desejado.

No processo em que se cola chapas acrílicas por capilaridade, o correto é manter o local da união em um plano horizontal. No entanto, para peças muito grandes, o escoamento da cola a base de solvente pode ser melhorado com a ampliação do espaçamento entre as duas bordas, utilizando-se fios ou arames finos - não use fios de cobre. É recomendado utilizar fios de 0,15 mm para chapas de até 6,0mm de espessura, já com relação as chapas mais grossas de 0,3 mm colocando arames finos ou fios de náilon a cada 600 mm para colagem de bordas extensas.

Passo seguinte, deixe a cola penetrar entre as bordas por 45 a 60 segundos, antes de remover os calços, isto é recomendado para chapas com espessuras menores que 6,0 mm.

Já com relação as chapas de espessuras mais grossas exige-se um tempo maior. Após a remoção dos calços o correto é aplicar uma pequena pressão, entre 50 a 100 g/cm² durante três minutos até a união se fixar.

No entanto, caso a cola não tenha escorrido completamente entre os espaços, deve inclinar levemente a peça para posição vertical em torno de 1° em direção ao lado externo. Este procedimento visa ajudar o solvente a escoar de maneira livre para os espaços vazios da união, retornando-se depois a peça de volta à posição horizontal.

Sabendo-se que a colagem ocorre em segundos, é recomendado aguardar cerca de três horas antes de seguir adiante com os demais processos. Conclui-se que a alta resistência da colagem é alcançada no período de 24 a 48 horas, contudo, a força de união da colagem continuará se desenvolvendo ainda por algumas semanas.

Colagem por imersão ou absorção

Para essa modalidade de colagem despeje uma quantidade média de cola a base de solvente dentro de uma bandeja ou sobre uma lâmina reta de vidro.

O passo seguinte é manter somente a borda de uma das partes a ser unida na superfície do solvente, tomando o cuidado de não molhar suas laterais. Para que se consiga isso espalha-se alguns clips metálicos ou pregos sem cabeça no fundo da bandeja ou sobre o vidro onde apoia-se o acrílico. Não deve ser feita uma exposição excessiva da borda ao solvente, uma vez que esse procedimento resultará em uma colagem lenta, com fixação irregular da união.

Com relação as chapas finas, estas devem permanecer imersas no solvente por 20 segundos, já as mais grossas devem ficar mergulhadas por 30 a 40 segundos. O tempo de permanência vai variar de acordo com o tipo de solvente empregado e para diferentes forças de colagem exigidas.

Colagem com cola viscosa

Onde a colagem é de difícil ajuste das uniões ou para as bordas que não se encaixam corretamente, recomenda-se usar a cola viscosa para unir partes que não possam ser coladas pelos métodos de capilaridade ou de absorção. Por ser grossa a cola viscosa consegue preencher os pequenos espaços vazios tornando as uniões mais fortes e transparentes, realizando colagens que as colas finas não conseguem.

O correto é remover a sujeira em volta da área a ser colada e cuidadosamente aplicar uma quantidade pequena de cola viscosa em um dos lados da união se valendo de uma espátula, um pincel ou um aplicador de cola. Tomando o devido cuidado junte as partes igual ao processo de colagem por absorção.

Fitas adesivas resistentes a solventes podem ser usadas para proteger a área em volta da união

Com cuidado remova a fita um pouco antes da cola secar. Procure não tocar na peça durante os estágios iniciais, caso contrário a união não se consolidará neste período crítico da colagem.

Colas Polimerizáveis

Estas colas causam a adesão devido a uma reação química de polimerização de dois componentes, ou seja, cola e catalisador.

São colas que produzem os melhores resultados com uniões extremamente fortes, proporcionando um acabamento perfeito e garantindo longa durabilidade aos produtos colados.

 

 

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