Matrizes planas e anelares

1. {
5º AULA
MATRIZES PLANAS E
ANELARES
Curso: Técnico em plásticos
Docente: Alcione Galvão

2.  As matrizes planas de extrusão (flat-die) são indicadas
para: laminar PVC, Polietileno Tereftalato (PET),
polipropileno (PP), Poliestireno (PS) , Polietileno (PEAD
e PEBD) e ABS.
 Fabricadas nas larguras de 250mm a 3500mm e espessura
de chapa de 0,20mm a 40mm.
 Matrizes planas com opção também com duas ou três
camadas ou cores.

3. MATRIZES PLANAS
 Devido a elevada viscosidade dos polímeros são
necessárias elevadas pressões para que fluam
pela matriz estreita. Essas pressões tendem a
separar as placas (superior e inferior).
 As placas devem ter espessuras suficientes para
impedir o seu empenamento, o que alteraria a
espessura do produto.

4.  Qualquer nível de empenamento das placas altera a
uniformidade da distribuição de espessura do filme que
está sendo produzido.
 Os parafusos que unem as placas devem resistir.

6. Seções das Matrizes planas
 Canal de Alimentação (distribuição): canal
profundo, ocupa o sentido transversal, tem como
função distribuir o material ao longo da largura da
matriz a partir da entrada (portal circular).

7. Seções das Matrizes planas
 Estrangulador ou restritor: afunilamento do
material, tem espessura pequena, promover o fluxo
uniforme, distribuição homogênea na largura, os
diferentes tipos de matriz plana são em função do
formato do estrangulador.

8.  Câmera de relaxação: são seções mais espessas
que a anterior e se localizam após o restritor,
ocorre redução na velocidade de fluxo e na
tensão de cisalhamento. Relaxar as tensões do
estrangulador.
Seções das Matrizes planas

9.  Lábios: seção final da matriz, tem a função de
ajustar a espessura do filme, ideal que sejam
ajustáveis, corrige pequenos defeitos de
espessura.
Seções das Matrizes planas

10.  Deve espalhar o polímero fundido e gerar uma
espessura uniforme. Para tal é necessário existir:
- Canal apropriado para a massa fluir,
- Ajuste dos lábios,
- Controle fino de temperatura do corpo da matriz.
Função da matriz Plana

11. Tipos de matrizes planas
 Em forma de T: largamente utilizada na indústria
para recobrimentos, ideal para polímeros de baixa
viscosidade e alto índice de fluidez.
Possui uma seção de alimentação com formato
circular e larga.
Sem câmera de relaxação

12.  Em forma de cabide: distribuidor com formato de gota e
redução gradativa dos centros para a borda.
Tem a tendência de formar filmes mais espessos no centro,
necessitando de lábios com ajuste modular.
Podem apresentar a placa superior lisa.

13. Formatos das câmeras
(a) Preferida para coextrusão
(b) e (f) Para filmes de PP e PS
(c) e (d) Ideais porém com alto custo de ferramental
(e) Preferida para filmes monocamadas

14. Dimensões das seções
Matrizes planas, são projetadas com variação das
dimensões (largura e espessura): do alimentador, da
câmara de estrangulamento, da câmara de relaxação e dos
lábios.

15. Dimensões das Seções
 O dimensionamento dos canais está
relacionado com:
 Tipo do polímero
 Tamanho do produto final
 Produtividade desejada
 São utilizados programas de computador para
auxiliar no projeto das matrizes, para que o
fluxo seja uniforme compensando os diferentes
caminhos a percorrer.

16. Controle de espessura
 Mesmo quando bem projetada a matriz, podem
ocorrer variações de espessura por pequenas
variações de temperatura ou grade de polímero.
 É necessário um ajuste fino da espessura através
da regulagem dos lábios (principalmente para
matrizes maiores que 30 cm de largura).
 Em certos tipos de matriz pode-se regular a
espessura na região de estrangulamento,
controlando a preferência do fluxo.

17. Regulagem dimensional (espessura e
largura)
 Distanciadores: controla a borda do filme ou chapa.
Regulam a largura do filme e geram bordas arredondadas
e isentas de ondulações. Nunca deve exceder 25% da
largura da matriz. São reguláveis e podem ser eliminados
quando necessário.

18.  Puxadores: após o produto emergir da matriz
plana é puxado. O polímero ao sair da matriz
sofre inchamento do extrudado, para atingir a
espessura do filme deve-se estirar a massa.
 Os puxadores promove estiramento e
orientação (aumento da resistência mecânica e
resistência a permeabilidade).
Regulagem dimensional (espessura
e largura)

19. Matrizes anelares
 Simetria radial
 Exige um “mandril” interno
 O fluxo sai da extrusora na forma de tarugo e deve ser
moldado na forma anelar
 O diferencial entre os tipos de matrizes anelares está na
forma de adaptação do mandril
 Materiais típicos: PEAD, PEBD, PP e PVC

20. Matrizes tubulares ou anelares
 Simetria radial
 Exige um “mandril” interno
 O fluxo sai da extrusora na forma de tarugo e deve ser
moldado na forma anelar
 O diferencial entre os tipos de matrizes anelares está na
forma de adaptação do mandril
 Materiais típicos: PEAD, PEBD, PP e PVC

21. Tipos de matrizes anelares
 Mandril fixado por
cruzetas
(a)Corpo da matriz
(b)Mandril
(c) Cruzeta tipos pernas de aranha – hastes 3
a 12 (8)
(d)Cruzetas tipo placas perfuradas – anulam
a linha de solda (alto cisalhamento ao
passar pelos furos, após recuperação
elástica)
(e)Lábios – reguladores ou estabilizadores
de espessura.
(f) Corte B-B mostra a cruzeta convencional
(1);
Haste desenhada para gerar alto
cisalhamento permitindo ao polímero
sofrer alta deformação (1);
(D) em seguida relaxamento;
(R) – ameniza linha de solda.

22. Cruzetas
 Podem variar em função do tamanho da matriz ou tipo de
polímero
 As dimensões das cruzetas devem variar em função das
pressões exercidas dentro da matriz
 Ocorre desgaste devido a elevadas taxas de fricção.
(a) Cruzeta em oito hastes – spider legs
(b) Cruzeta convencional – comumente
utilizada em matrizes pequenas (Ø
< 50 mm)
(c) Cruzeta com hastes tangenciando o
mandril com o intuito de espalhar
melhor a linha de solda
(d) Suporte da cruzeta com placa
perfurada
(e) Mandril fixado por placa com
furos estrategicamente
dimensionados

23. Tipos de matrizes anelares
 Mandril suportado por
cilindro perfurado
Sistema parecido com o
anterior;
O polímero toma outra
direção ao passar pelos
furos misturando melhor,
homogeneizando as linha
de solda, além do efeito de
relaxação.

24. Tipos de matrizes anelares
 Mandril fixado diretamente
na base do corpo
Alimentação e feita na lateral
do corpo;
A linha de solda se dar no
lado oposto a entrada do
polímero fundido.

25.  Matrizes espiraladas
- Aumentam o caminho do fundido até a saída da matriz e
induz fluxo multidirecional
- Podem ser em números variados e contornar parcial ou
totalmente o mandril.
(a) Envolvendo o mandril
(b) Alimentação lateral
- Ocorrência de linha de solda
- Aumentar o paralelo da matriz ou
seja, o comprimento da mesma após
passar pela cruzeta.

26. Requisitos para o bom funcionamento da
matriz com espirais
 Espessura final do perfil regulável na saída da matriz;
 Existência de lábios após o mandril, para corrigir
flutuações na vazão causada pelos canais espiralados;
 Cálculo dimensional dos canais, mandril e corpo da
matriz para garantir fluxo uniforme.