Testes na fabricação de protótipos

Na fabricação de protótipos foram feitos vários experimentos visando avaliar as possibilidades de conformação do Eco-compósito sem adicionar outras etapas ao processo.

Foram testados desde pequenos produtos até produtos de maior dimensão como bancos e vasos para plantas

4.5.7.1 Testes na Conformação de pequenos objetos

Na fabricação de protótipos foram feitos vários experimentos visando avaliar as possibilidades de conformação do Eco-compósito sem adicionar outras etapas ao processo.

Foram realizados testes com os seguintes possibilidades de conformação: conformação manual ou a mão livre (Figura 86 (a),(b),(c)), conformação com molde aberto ( Figura 86 (d), (e), (f)) , conformação com molde bipartido ( figuras 86 (g), (h), (i), (j),(k), (l)) e conformação com molde em várias partes ( Figura 86 (m)).

Figura 86- Testes produção de protótipos por conformação (continua)

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Figura 86- Testes produção de protótipos por conformação (conclusão)

(g) (h) (i)

(j) (k) (l)

(m)

Legenda:

(a) - Conformação a mão livre- Escultura pato PS- serragem fina

(b) - Conformação manual com uso de superfícies planas-Modelo reduzido mobiliário PS- serragem fina (c) - Conformação manual sobre estrutura- Pendrive PS- serragem fina

(d) - Conformação molde aberto-Molde em PP peça PS - sisal

(e) - Conformação molde aberto-Molde em PEAD reaproveitado alça de garrafão em PS - serragem fina (f) - Conformação molde aberto-Molde em silicone peça em PS pigmentado e serragem fina

(g) - Conformação molde fechado bipartido-Cálice em PS - serragem fina (h) - Conformação molde fechado-Molde fresado em MDF

(i) - Conformação molde fechado- Peça personagem Júpiter PS- serragem fina, molde de massinha de modelar em PP.

(j) - Conformação molde fechado com abertura - Peça vaso em PS-papel reciclado colorido (k) - Conformação molde fechado com abertura - Peça vaso em PS-piaçava

(l) - Conformação molde fechado com abertura - Molde em PP aproveitamento de potes plásticos (m)- Conformação molde fechado - Peça técnica em PS- serragem fina, molde em 4 partes em PP Fonte: O autor, 2018.

4.5.7.2 Testes na fabricação de objetos de maior dimensão

Para a produção de objetos maiores com mais de 1 kg de peso seco, foi utilizado à produção da massa compósita em escala industrial com uso de maquinário adaptado da indústria de panificação para ganho de escala. Um moinho de faca foi usado para a produção e caracterização do material de reforço e para auxílio na reciclagem do material compósito.

Com o maquinário foi possível uma produção de 7 kg de massa a cada 30-40 minutos.

O processo base consistiu em fazer uma triagem, preparar e caracterizar o material de reforço e da matriz, dissolver a matriz, acrescentar o material de reforço, misturar e homogeneizar a massa, conformar a massa e secar.

Na primeira etapa de triagem, tanto a matriz de PSE como o material de reforço, eram vistoriados e os contaminantes como adesivos e resíduos estranhos eram removidos antes da pesagem.

Na segunda etapa pesagem- O PSE e o PSX eram pesados em uma balança digital de uso industrial (Figura 87 (a)) o material de reforço seco era pesado antes ou depois da redução do mesmo a partículas.

Na terceira etapa caracterização- A matriz foi dissolvida e o material de reforço picotado em um moinho de faca peneira com 5 mm. A dissolução da matriz pode ocorrer junto com a etapa de mistura do compósito ou em fase anterior durante ou depois da coleta do resíduo pós ou pré-consumo sendo armazenado em bombonas com tampo hermético ou em reservatórios maiores próprios para produtos voláteis.

A caracterização da matriz de PSE e PSX quando dissolvidas na cuba de mistura e homogeneização da amassadeira (Figura 87 (b), (c)) começa pela quebra da matriz em pedaços que entrem na cuba da amassadeira sendo molhados aos poucos com o solvente (5-6 litros de gasolina comum para 3 kg de PS) sendo a máquina ligada na menor velocidade, isso evita criar respingos do solvente para fora da cuba, com o movimento da hélice da amassadeira pedaços grandes de PSE e PSX são quebrados em menores e espalhados no solvente. A máquina era parada toda vez que o PSE era quase totalmente dissolvido liberando espaço para mais material e solvente. Na outra opção testada, o PSE e o PSX eram dissolvidos na coleta dentro de um tambor/ bombona contendo gasolina.

Para a mistura e homogeneização na amassadeira, a matriz dissolvida no tambor era pesada e separada com um peso equivalente a 3 kg de PS mais o peso do solvente. Essa opção tinha como finalidade verificar a possibilidade de coleta do PSE e PSX descartado no lixo

urbano, de forma a reduzir seu volume durante o transporte ao mesmo tempo em que já solubilizava o material da matriz eliminando uma etapa do processo na fase de mistura e homogeneização na amassadeira.

Na quarta etapa mistura e homogeneização- Com a massa da matriz já dissolvida dentro da amassadeira, o material de reforço foi gradativamente acrescentado até que a massa coloidal da matriz não absorvesse mais material e a massa se descolasse das paredes da amassadeira quando atinge o ponto ideal para a conformação. ( Figura 87 (d)).

Figura 87 - Caracterização, dissolução, mistura e homogeneização da massa de Eco- compósito com uso de maquinário industrial.

(a) (b) (c) (d)

Legenda:

(a) - Caracterização da matriz de PSE e PSX, pesagem em balança digital industrial.

(b) - Dissolução da matriz com uso da amassadeira (c) - Matriz dissolvida e na forma coloidal

(d) - Mistura e homogeneização, massa coloidal de Eco-compósito de PS- Piaçava na proporção ideal fibra/

matriz.

Fonte: O autor, 2018.

Esse teste permitiu desenvolver formulações para as proporções ideais para cada tipo de carga/reforço utilizado com as diferentes matrizes e seus solventes e anti-solventes. Para o estudo inicial foi adotado como mistura de solvente e anti-solvente a gasolina comum mais barata, que desde seu primeiro teste a mais de 2 anos teve sua formulação alterada afetando o tempo e consumo desse insumo nos testes mais recentes.

3 kg de PSE para 3 kg de serragem fina.

3 kg de PSE para 3,5 kg de sisal picado com 5 mm.

3 kg de PSE para 3,5 kg de serragem grossa

3 kg de PSE para 4 kg de piaçava picada com 5 mm Protótipos-Banco de 3 pernas

Materiais- Pés de madeira com acento de compósito de PS-serragem grossa e PS-Piaçava picada fina uso de peneira 3mm.

Moldes abertos-Balde reaproveitado de 15 litros de capacidade

Figura 88-Protótipo banco tampo Eco-compósito PS-Serragem grossa e PS piaçava fina

(a) (b)

Legenda:

(a) - Moldagem do tampo do banco, simultâneo a fixação dos pés de madeira.

(b) - Protótipo do banco pronto Fonte: O autor, 2018.

Protótipo-Vaso de plantas

Materiais- compósito de PS-serragem grossa

Moldes e contra molde- Balde externo reaproveitado com 15 litros de capacidade, e balde interno usado como contra molde com 10litros de capacidade.

Figura 89- Protótipo vaso de plantas em Eco-compósito PS-Seragem grossa

(a) (b)

Legenda:

(a) - Moldes compostos por dois baldes de tamanhos diferentes (b) - Vaso pronto, com as partes externas lixadas para acabamento.

Fonte: O autor, 2018.