Plástico reforçado: Evolução de insumos químicos, fibras e máquinas permite dominar aplicações avançadas

Plástico Moderno, Base de volante feita de Ultradur, da Basf, é leve e resistente
Base de volante feita de Ultradur, da Basf, é leve e resistente

Texto: José Paulo Sant’Anna
Fotos: Divulgação

O avanço tecnológico no campo do plástico reforçado tem sido intenso. É grande o número de novas formulações oferecidas por empresas do mundo químico e os métodos de transformação se aperfeiçoam com a colaboração dos fabricantes de equipamentos. O surgimento de materiais capazes de substituir com vantagens outras matérias-primas, em especial o metal, em aplicações as mais variadas, mesmo as que exigem elevado desempenho mecânico, térmico e químico, abre um leque de novas possibilidades para as empresas ligadas ao segmento, principalmente as que atuam com produtos mais sofisticados.

Plástico Moderno, Lima: processo fast RTM gera peças estruturais com rapidez
Lima: processo fast RTM gera peças estruturais com rapidez

Nos países desenvolvidos, tal potencial está sendo aproveitado com maior vigor. No Brasil, nem tanto. Nosso mercado continua concentrado na produção de peças que utilizam esse material de maneira mais tradicional. Por aqui, por exemplo, entre as centenas de aplicações, a grande maioria prevê a utilização de resina enriquecida com fibra de vidro curta. O uso no mercado nacional de alternativas, casos das fibras de vidro longas, fibras de carbono e outros reforços ainda é reduzido.

A crise econômica atrapalha a ampliação de horizontes. “Nos últimos três anos o mercado foi muito ruim. Os principais clientes do setor, os de ônibus, caminhões, tratores, apresentaram quedas de 50% a 60% nas vendas. O segmento de energia eólica, que no triênio 2014/16 estava crescendo, este ano apresentou redução de investimentos”, relata Gilmar Lima, presidente da Associação Latino-Americana de Materiais Compósitos (Almaco) e diretor da consultoria G12 Innovation.

Com os negócios prejudicados, os transformadores nacionais estão fragilizados financeiramente, o que não combina com a necessidade de recursos para pesquisa e desenvolvimento. Não bastasse o prejuízo causado pelo reduzido fôlego, há um grave problema que atormenta todos os principais setores da indústria. “O crédito disponível é caro e escasso”, resume Lima.

O presidente da Almaco destaca que uma tendência mundial recente é o surgimento de plásticos enriquecidos com combinações de duas ou mais fibras. Essas combinações, na maioria das vezes destinadas a peças voltadas para aplicações em condições que exigem elevado desempenho, decorrem de estudos que levam em conta fatores como design desejado, efeitos sofridos durante o uso da peça e o método de transformação mais adequado para se chegar ao volume de peças necessário para atender a demanda.

Plástico Moderno, Engrenagens reforçadas podem suportar aplicações críticas
Engrenagens reforçadas podem suportar aplicações críticas

“As indústrias químicas estão evoluindo, estão investindo bastante em pesquisa e desenvolvimento de vários produtos novos”. Cada caso é um caso. Em asas de aviões de grandes dimensões, por exemplo, pode haver peças feitas a partir da adição em plásticos de engenharia de fibras de vidro, aço inox e sisal. Destaque também para a evolução das tecnologias de transformação.

Uma das novidades nesse campo é o recente surgimento do processo Fast RTM, ainda inédito na indústria brasileira. Evolução do conhecido método RTM, ele permite a obtenção de peças estruturais e complexas com grandes áreas em ciclos pequenos, de até 120 segundos. O método, que une princípios de injeção e compressão, é compatível com resinas termofixas e termoplásticas, o que o torna flexível e adaptável às necessidades de vários clientes, em especial das montadoras. “Capôs, estruturas para portas, para-choques e tetos são alguns exemplos de peças que podem ser moldadas via Fast RTM, o que dá ideia de seu grande potencial de mercado junto à indústria automobilística”.

Plástico Moderno, Pinheiro: mercado brasileiro não exige grandes inovações
Pinheiro: mercado brasileiro não exige grandes inovações

Especialista – A RTP Company se apresenta como líder mundial em composições termoplásticas especiais. Opera dezoito fábricas apenas no território norte-americano e também conta com plantas industriais espalhadas pela Europa e Ásia. Há sete anos atua com escritório comercial no Brasil. “Ao todo temos disponíveis mais de seis mil compostos”, informa João Fernando de Campos Pinheiro, diretor para o Mercosul.

“A cada ano lançamos no mercado em torno de 1,7 mil produtos. Temos desde combinações simples até as muito complexas, como as usadas nas peças que sustentam as estruturas frontais dos automóveis ou as fornecidas para a indústria aeronáutica. Somos fornecedores da Boeing”, informa. Vários são os reforços utilizados pela empresa, casos das fibras de vidro curtas ou longas, de carbono, aramidas e sisal, entre outros. Suas clientes no Brasil são empresas dos setores eletrônicos, automotivo, médicos e de esportes e lazer, entre outros segmentos industriais.

De acordo com Pinheiro, as vendas no Brasil têm sido crescentes. Não que a economia ajude muito, mas a empresa ainda é recente no mercado brasileiro e amplia seu campo de atuação de maneira paulatina. O diretor avalia que em muitos casos o transformador brasileiro demonstra certo despreparo na hora de realizar a compra. “Aqui sempre se pede mais do mesmo, os projetos inovadores são feitos em pequena escala”.

Para exemplificar, lembra a combinação poliamida mais fibra de vidro, usada em muitas peças, de fechaduras a tampas de motor. “Existem alternativas mais econômicas que podem ser utilizadas em determinadas aplicações, mas elas nem sempre são consideradas”. Para ele, os usuários precisam ficar atentos ao fato de as empresas especializadas investirem forte para atender as necessidades dos clientes. “Desenvolvemos as fórmulas pensando em cada aplicação, podemos indicar o produto mais adequado caso a caso”.

Plástico Moderno, Compósitos de PA suportam uso contínuo sem problemas
Compósitos de PA suportam uso contínuo sem problemas

Peças estruturais – A possibilidade de produzir peças estruturais de porte em ciclos mais rápidos é o que mais chama a atenção da Celanese, multinacional que tem no fornecimento de plásticos reforçados importante fonte de faturamento. A empresa também oferece produtos químicos e outros materiais. “As montadoras sempre estão procurando formas de reduzir o peso dos veículos e a possibilidade de substituir o metal em peças como suporte dianteiro dos automóveis, caixas de engrenagens e outros componentes dá um impulso na nossa indústria”, explica Guert Rucker, diretor comercial.

Plástico Moderno, Rucker: novos processos fazem peças mais leves e duráveis
Rucker: novos processos fazem peças mais leves e duráveis

Ele explica que a necessidade de atender tal demanda está fazendo surgir no exterior novos processos. Um deles, chamado de Dolphin, foi introduzido pela empresa em parceria com a fabricante de injetoras Demag e um fornecedor de moldes suíço. “Com essa tecnologia, fizemos um painel de instrumentos de automóvel cuja pele é feita de elastômero e seu interior, de plástico reforçado. Todo o processo, em três etapas, é efetuado em uma única operação”.

Outro processo, esse já bastante utilizado no exterior, mas ainda pouco aproveitado no Brasil, é o chamado Light Pol. Ele prevê a adição no material plástico de microesferas ocas, preenchidas com gás a base de enxôfre, que permite a redução da densidade das peças, especialmente as confeccionadas em poliamidas e polipropileno. “O processo também melhora o isolamento acústico”.

Sobre o mercado brasileiro, Rucker se mostra satisfeito com o desempenho obtido nos últimos dois anos. A empresa oferece em torno de 300 grades diferentes, a grande maioria uma combinação de polipropileno ou poliamida com fibra de vidro tradicional ou longa. “Estamos crescendo”, informa. Um dos segredos do sucesso tem sido o bom relacionamento da empresa com fabricantes de eletrodomésticos da linha branca. A empresa também relaciona as montadoras como importantes clientes.

Plástico Moderno, Savvides: usar dois reforços é nova tendência internacional
Savvides: usar dois reforços é nova tendência internacional

Alto desempenho – No nicho de plásticos reforçados, o Grupo Solvay atua no segmento de alto desempenho. “Esse mercado tem crescido mundialmente em volumes consideráveis, para atender as indústrias automotiva, aeroespacial/aeronáutica, de bens de consumo e saúde, entre outros”, explica Andreas Savvides, diretor de vendas e marketing para a América do Sul da Solvay Specialty Polymers.

O portfólio de polímeros especiais da empresa, incluindo os reforçados com fibras, especialmente as de vidro e carbono, contempla em torno de 1.500 produtos reunidos em 35 marcas. “Esses produtos possuem propriedades e características técnicas que permitem a substituição com vantagens de outros materiais, principalmente o metal, em uma infinidade de aplicações, em especial as mais exigentes do ponto de vista mecânico, térmico e químico”.

Um dos lançamentos recentes da empresa segue a tendência de unir um plástico com dois reforços. Trata-se do Ixef 3012, poliarilamida reforçada com 55% de uma mistura de fibra de vidro com fibra de carbono. “O material foi desenvolvido para proporcionar resistência e rigidez extremamente elevadas combinadas com menor densidade e acabamento de superfície excepcional”. Ele se destina a componentes longos, finos e leves que não precisam de pintura e são capazes de atender a funções mecânicas exigentes em aplicações aeronáuticas, aeroespaciais, automotivas e de bens de consumo.

Outra novidade, apresentada durante a Fakuma 2017, feira realizada recentemente na Alemanha, é o polímero Ixef 1524 RD 001, da gama das poliarilamidas sem halogênio, reforçado com 50% de fibra de vidro. Ele é oferecido na cor laranja e indicado para a fabricação de conectores de alto desempenho para recarga de veículos elétricos. “Ele combina um nível bem equilibrado de alta rigidez e resistência ao impacto, com excelente resistência à deformação e à temperatura, em formulação retardante de chamas isento de halogênio. Permite designs complexos e paredes mais finas, com até 0,5 mm”.

Plástico Moderno, Cilindro de embreagem produzido pela FTE com Amodel PPA, da Solvay
Cilindro de embreagem produzido pela FTE com Amodel PPA, da Solvay

No Brasil, os principais mercados atendidos pelo grupo Solvay são os automotivo, de extração de petróleo e gás e o de saúde. Savvides destaca o case do desenvolvimento de um cilindro de embreagem fabricado pela FTE, presente em um carro dos mais vendidos no Brasil. Essa peça é produzida a partir do polímero de poliftalamida (PPA) de alto desempenho. “O nosso Amodel A-8950 PPA é um composto polimérico estabilizado por calor e reforçado com fibra de vidro de 50% que permite que o cilindro de embreagem da FTE mantenha sua estabilidade dimensional a temperaturas de trabalho entre -30°C e 140°C”. O diretor aponta que ele também proporciona excelente resistência química aos fluidos automotivos e melhor equilíbrio de processamento e acabamento de superfície, melhorando a resistência da peça ao desgaste.

Plástico Moderno, Feltran: clientes exigem mais desempenho termomecânico
Feltran: clientes exigem mais desempenho termomecânico

Resistência elevada – A Basf participa do nicho de materiais reforçados com elevado desempenho termomecânico com as linhas de plásticos de engenharia Ultramid (poliamidas 6, 6.6, 6/66 e poliftalamida), Ultradur (tereftalato de polibutileno, PBT), e Ultraform (poliacetais, POM), reforçados principalmente com fibra de vidro (convencional e longa) e fibra de carbono. “Com a constante evolução técnica nos mercados automotivo, eletroeletrônico e industrial, materiais com melhor performance termomecânica são cada vez mais demandados”, justifica Murilo Feltran, gerente de marketing de materiais de performance.

A empresa apresentou na Fakuma 2017 vários componentes estruturais desenvolvidos em conjunto com os principais fornecedores automotivos fabricados com o Ultramid reforçado com fibra de vidro. Entre as peças, suporte de motor, cruzetas e adaptadores de transmissão. De acordo com a empresa, o material atende as crescentes demandas dos veículos para resistência à colisão e funcionamento dentro dos parâmetros adequados de ruído e vibração.

Entre aplicações recentes e que demonstram a evolução dos materiais da empresa, o gerente destaca o módulo de coluna de direção usado pela BMW em seus veículos com tração traseira das séries 3 a 7. A carcaça inferior, feita com Ultradur B 4300 G4, reforçada com 20% de fibras de vidro, é fabricada pela empresa Buck Spritzgussteile Formenbau. A produção se vale do processo MuCell, que prevê a formação de espuma física adicionada de nitrogênio à massa de polímero durante a modelagem por injeção. “Com isso, o peso do componente é reduzido em mais ou menos 10% e a estabilidade dimensional aumenta, sem qualquer efeito adverso sobre a alta rigidez e excelente resistência química do material”. A carcaça superior da coluna, onde o volante é montado, é feita com o PBT Ultradur B 4520 reforçado, com característica de baixa absorção de água e alta estabilidade dimensional.

Para a indústria eletroeletrônica, Feltran ressalta as características do Ultramid B3U50G6, grau de poliamida (PA 6) retardante à chama reforçada com 30% de fibra de vidro. “Sua leve coloração atende completamente às normas de segurança de aparelhos eletrodomésticos e similares e particularmente proporciona elevada fluidez. Ele é especialmente adequado para uso em conectores e interruptores de eletrodomésticos”.

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