Ferramentaria Moderna: Setor conta com ampla variedade de coatings

Nas linhas de produção, os moldes estão sujeitos a enfrentar problemas causados por questões diversas. Quando, por exemplo, a matéria-prima utilizada é um composto, as cavidades ficam sujeitas aos riscos e às ações de abrasão provocados pelas cargas. Determinadas resinas ou a água usada nos canais de refrigeração podem gerar corrosão. Peças com design complexo são difíceis de serem extraídas. Quando o transformador quer produzir peças com aparência espelhada, precisa contar com cavidades com polimento impecável. Superfícies texturizadas são bastante suscetíveis a acidentes que causam prejuízo ao acabamento desejado.

Química e Derivados, Empresa tem 23 tipos de coberturas para moldes
Empresa tem 23 tipos de coberturas para moldes

Para evitar esses ou outros problemas, a saída, em determinadas situações, é aplicar camada de revestimento resistente às intempéries. A operação, conhecida como coating, pode ser realizada com distintas técnicas. As “paredes” de proteção podem ser feitas com diferentes materiais, selecionados de acordo com as condições de uso da ferramenta ou do interesse do proprietário do molde em investir mais ou menos recursos. As soluções podem ser temporárias ou resistirem durante toda a vida útil da ferramenta.

Cada prestador de serviços, como não poderia deixar de ser, aponta seus métodos como os mais vantajosos. Uma empresa do ramo bastante conhecida é a Krüth, multinacional alemã com mais de quatro décadas de existência e há quinze anos com instalações no Brasil, em São Bernardo do Campo-SP. “Prestamos serviços com diferentes revestimentos e técnicas de aplicação”, conta Marcelo Dias, gerente comercial. Os materiais usados têm como base o cromo, o níquel ou o PTFE.

A multinacional Oerlikon Balzers, nascida no principado de Liechtenstein, próximo da Alemanha, possui noventa centros de tratamento em 34 países. No Brasil, atua há quinze anos e tem quatro unidades, sendo a matriz em Jundiaí-SP. Ela oferece vários tipos de revestimentos com a tecnologia PVD (sigla em inglês de deposição física de vapor). “Para o segmento de moldes, os mais usados são nitreto de cromo, nitreto de titânio e nitreto de titânio/alumínio”, informa Rafael Lopes da Silva, gerente de produto.

A Super Finishing, de São Bernardo do Campo-SP, empresa nacional com duas décadas no mercado, atua com o processo batizado de níquel duro. Com ele, reveste as peças com camadas da liga níquel-fósforo, o que proporciona uma série de características diferenciadas aos metais. Uma propriedade bastante valiosa é o aumento da dureza. “Em determinados aços, ela vai de 50 para 70 HRC”, diz Alberto Araujo da Silva, diretor comercial.

Diferentes opções – O segmento do plástico é considerado importante para a Krüth, pois responde por 15% do faturamento da empresa. “Trabalhamos com todos os tipos de moldes metálicos. O serviço de coating é um dos mais requisitados”, informa Dias. Entre os clientes, a indústria de autopeças merece destaque. “Nascemos para atender as montadoras”, conta. Na área de moldes de injeção, o carro-chefe da empresa são os serviços combinados de texturização e revestimento. Ela também presta serviços para as ferramentarias interessadas em revestir superfícies lisas.

A empresa oferece aos clientes várias opções. O coating mais antigo é o feito à base de cromo. A camada é aplicada na superfície do aço por meio de processo eletrolítico. Usado na manutenção de textura de moldes de polímeros compostos e de borracha, ficou um tanto ultrapassado em termos de tecnologia. “Não conseguimos obter camada com espessura muito uniforme”, diz o gerente comercial. Nem por isso deixa de ser requisitado. “Ele tem custo menor do que os demais processos.”

Outra opção é a aplicação de camadas de níquel. Mais nobre que o cromo, o níquel é muito usado em ferramentas destinadas à produção de peças para a indústria da alimentação, pois evita contaminações. Tem ótimas propriedades antioxidantes. “É muito bom para moldes que trabalham com PVC, matéria-prima bastante corrosiva”, exemplifica. Também ajuda em casos de difícil extração. “É indicado para peças com poucos ângulos de saída.”

O níquel pode ser aplicado de duas formas, por deposição eletrolítica ou com banhos químicos, nos quais as peças são mergulhadas em recipientes com soluções que contêm o material. Nos banhos, a solução em contato com o metal a ser tratado provoca uma reação química pela qual é depositada a cobertura. A vantagem desse método é a obtenção de camadas de espessura uniforme, que aumenta com o tempo de duração do banho.

Outro tipo de banho oferecido é o de soluções de níquel enriquecidas com monômeros de PTFE. “A fórmula do banho tem volume de 18% a 22% de PTFE. Acima dessa proporção, o PTFE prejudica as características mecânicas do revestimento”, informa. A solução proporciona superfícies ainda mais antiaderentes. “Facilitam a extração e também o fluxo da resina nas cavidades dos moldes.” Dias lembra que o preço atrapalha a empresa na hora de oferecer o sistema níquel + PTFE. “Quando a empresa não faz a texturização com a gente e depois quer aplicar o revestimento fica caro, gira em torno de 70% do custo da textura”, diz.

Para quem quer economizar, a Krüth oferece alternativa. “Temos o revestimento de PTFE puro.” Ele é aplicado por spray, como se fosse uma tinta. “Usamos uma pistola e depois colocamos a peça no forno para curar.” Os efeitos são similares aos do banho de níquel + PTFE, mas o efeito da aplicação dura menos. “A camada de níquel + PTFE é para toda a vida, mas a do PTFE puro sofre desgaste.” Depois de um período, em média de dois a oito meses, de acordo com a resina usada e o número de ciclos ao qual o molde é submetido, é preciso fazer restauração.

O uso do PTFE puro cresceu muito entre os transformadores de plástico no biênio 2011/2012. “A Volkswagen começou a exigir de seus fornecedores que todos os moldes de peças texturizadas tivessem esse revestimento. Outras montadoras exigiam o mesmo para vários moldes”, conta. Um mal-entendido fez cair o interesse. “No início, a indústria de autopeças aceitou a imposição. Depois, por não conseguir repassar o custo do revestimento para as montadoras, elas passaram a discutir a exigência”, justifica. Entre transformadores voltados para outras atividades econômicas, tem crescido a procura pelos revestimentos níquel + PTFE. “Muitos preferem essa alternativa pela durabilidade.”

Plasma – A Oerlikon Balzers informa ser a líder mundial do setor. De acordo com seus dados, é responsável por 30% dos revestimentos realizados em todo o mundo. “Somos líderes também no Brasil”, garante Rafael Silva. O grande mercado para a empresa é o de ferramentas para usinagem, como fresas e brocas, que responde por 60% do faturamento. A indústria do plástico representa 15%.

O diferencial da empresa é a utilização da técnica PVD, executada em câmaras dotadas com ambiente em plasma. Antes de realizar a operação, a peça que se deseja aplicar a cobertura sofre processo de limpeza e descontaminação. Em seguida, é colocada na câmara. Nela, íons positivos de argônio são arremessados com alta energia em direção à superfície a ser tratada, provocando aumento da temperatura. O impacto causado desloca moléculas do material a ser tratado. No espaço criado pela movimentação das moléculas, são ejetadas moléculas do revestimento desejado.

A espessura da camada é calculada caso a caso, conforme as condições de trabalho às quais os moldes serão submetidos. O resultado oferece características diferenciadas às peças. Ocorre estabilidade química entre a camada acrescentada e o material tratado. A superfície ganha maior dureza e ductibilidade, resistência contra ataques abrasivos e adesivos, resistência à oxidação e baixo coeficiente de atrito.

Ao todo, a empresa presta serviços com 23 tipos diferentes de revestimentos. “No caso dos moldes para injeção, três são os mais usados”, explica o gerente de produto. O nitreto de titânio é indicado para peças sujeitas a desgaste abrasivo acentuado, caso dos usados para produzir peças em resinas enriquecidas com cargas. “Ele aumenta a dureza da superfície”, resume. O nitreto de titânio/alumínio facilita a desmoldagem, e é útil para peças com design complexo. O nitreto de cromo protege contra a corrosão. “Pode ser usado nas operações de transformação de resinas que liberam gás ou para proteção contra os efeitos dos líquidos usados nos canais de refrigeração”, exemplifica.

Rafael Silva conta que o mercado de injeção de plástico está aquecido. Para ele, no entanto, a empresa poderia atender número bem maior de clientes do setor. “Muitos preferem investir em alternativas mais baratas”, lamenta. Entre elas, aponta o uso do tratamento com cromo e a aplicação de Teflon. “Eles escolhem essas técnicas pela diferença de preço, mas nós proporcionamos melhor relação custo/benefício”, afirma.

Banho de eficiência – “O processo de níquel duro químico, feito por meio de banho na peça, deposita camadas perfeitamente homogêneas, mesmo nas superfícies mais irregulares”, garante Alberto Silva. Para ele, substitui com vantagens os revestimentos feitos com tecnologias que se utilizam de correntes elétricas, retificadores ou ânodos usados para fazer a deposição do material.

No banho oferecido pela empresa, a deposição da liga se dá por meio da reação química ou autocatalítica entre os agentes dissolvidos (sulfato de níquel + hipofosfito de sódio) na solução aquosa, na qual a peça é mergulhada depois de passar por limpeza e pré-tratamento. “Não é necessária nenhuma usinagem após a aplicação.” A espessura da camada pode ser controlada entre dois e 150 mícrons, dependendo da especificação do cliente. “A reação química promove a adesão de uma camada de oito mícrons a cada hora de imersão”, explica.

De acordo com o diretor comercial, o níquel proporciona propriedades de aço nobre. A técnica aumenta a resistência mecânica e à corrosão. Por permitir maior lubricidade, melhora a operação de extração das peças fabricadas. “Depois de tratado, o molde fica com a aparência do aço inox, com cor ligeiramente amarelada.” O brilho e a rugosidade dependerão do polimento final do substrato no qual a liga se depositará, pois a deposição irá copiar fielmente a rugosidade da base. “O molde é guardado sem necessidade de pintura”, ressalta. A tecnologia pode ser aplicada depois do depósito de nitretos. “A nitretação aumenta a dureza. Conforme o caso, aplicamos o níquel duro químico para inserir outras propriedades ao material.”

A indústria do plástico responde por 50% do faturamento da Super Finishing. O processo é mais usado em roscas, cilindros, cabeçotes e calibradores de extrusoras. “O mercado de moldes e porta-moldes é menor”, diz. Uma aplicação comum ocorre nos moldes voltados para transformar o corrosivo PVC.

Silva ressalta a qualidade das matrizes produzidas no país e diz que muitas ferramentarias, por orientação ou não de seus clientes, estão investindo na aplicação do coating. “Hoje o pessoal já tem consciência do bom retorno proporcionado pelo tratamento. Mas temos o intuito de divulgar mais as vantagens de se adotar a prática”, conta.

Problema responsável por muitas dores de cabeça para o setor de moldes, a concorrência asiática tem ajudado os negócios da empresa. “Do meio do ano para cá, estamos atendendo muitos transformadores que importaram moldes da China e nos procuram desesperados para tentar resolver problemas resultantes da falta de qualidade do aço usado na ferramenta.”

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