Ligações por Adesivos em Alumínio
Mestrado em Engenharia Mecânica – Produção Industrial PIA – Processos Industriais Avançados Avançados
Luis Gomes n.º 2140069 Rita Oliveira n.º 2140072 Nélia Anastácio nº210087
5 de janeiro de 2014
Adesivos
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É uma substância não metálica que depois de passar do estado liquido ou pastoso ao estado sólido, permite colar materiais por intermédio de forças adesiva e coesivas;
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Origem sintética ou natural;
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Alternativa a parafusos, rebites e soldadura;
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Redução de peso, ligação de materiais diferentes e distribuição uniforme das cargas;
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Isolar juntas, do ponto de vista acústico e térmico;
Origem do Processo
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4000 a.C. utilizavam-se cimentos betuminosos para unir osso de marfim em estátuas na Babilónia;
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1100 d.C. surge a primeira colagem em caixas de madeira;
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1791-1797 foi patenteado na Inglaterra o adesivo de borracha natural;
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1917 as colas de caseína começam a ter importância na indústria aeronáutica;
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De 1942 a 1946 foram introduzidos adesivos de poliuretano na indústria militar, durante a Segunda Guerra Mundial;
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Hoje em dia, é o método mais importante de união para o alumínio, titânio, vidro e outros materiais.
Mecanismos de Adesão e Coesão Mecanismo de Adesão
Mantem as superfícies unidas através de forças interfaciais. o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
Mecanismo de Coesão
Mantem juntas as partículas de uma substancia, através de forças de valência. Resistência interna do adesivo.
Preparação da Superfície Remover: •
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Pó; Desmoldantes; Plastificantes; Polimentos; Acabamentos; Oxidações; Gorduras.
Através de: •
Limpeza química: solventes, ácidos e detergentes;
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Limpeza mecânica: lixamento, rebolos de esmeril, jato de areia e escovas de aço.
Tipos de Juntas e esforços mecânicos
As juntas devem ser projetadas para serem solicitadas ao corte. o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
Principais tipos de juntas
Tipos de Juntas e esforços mecânicos
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Deve evitar-se: • Forças de arrancamento (inimigo nº1); • Forças de clivagem.
Tração – Esforço perpendicular ao plano de junta; Corte – Esforço paralelo ao plano de junta; Clivagem
–
Esforço localizado numa extremidade de substratos
rígidos; Arrancamento – Esforço localizado numa extremidade em que há pelo
Novos avanços tecnológicos
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Adesivo que promove a descolagem através de descargas elétricas.
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Adesivo auto-regenerativo para permitir a “auto-reparação” de juntas;
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Adesivos à base de água e Hot Melts;
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Adesivos com condutibilidade elétrica para aplicações eletrónicas;
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Adesivos de alta capacidade de dissipação de vibrações para aplicações acústicas;
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Adesivos de base orgânica com alta resistência à temperatura (> 400°C).
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Adesivos bicomponentes de cura química e sistemas de cura por radiação UV são alternativas já disponíveis;
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Painéis de telhado
Caixilharia
Alumínios
Painéis exteriores para camiões
Painéis laterais de carrinhas
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Vedantes Uma menor força e um alongamento superior
Objectivo de um vedante é selar montagens e juntas
Adesivos Estes têm de apresentar suficiente adesão aos substratos e resistência às condições ambientais, de forma a manter a ligação ao longo do período de utilização
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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São utilizados entre substratos com diferentes coeficientes de expansão térmica ou diferente alongamento sob carga, necessitam de ter uma flexibilidade e alongamento adequados.
Os vedantes contêm geralmente materiais de enchimento inertes e são usualmente formulados com elastómeros para providenciar estas propriedades.
Vedantes
Relativamente às propriedades, os vedantes situam-se entre os adesivos de elevada força e as massas e pastas de enchimento
Produtos utilizados para vedar ou eliminar uma junta/fenda num, ou entre diversos materiais. Ex: fitas, perfis, produtos moldados ou produtos por injecção
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Funções básicas de um Vedante: •
Preencher uma falha entre dois ou mais substratos;
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Formar uma barreira através de propriedades físicas do próprio vedante e por adesão ao substrato;
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Manter as propriedades de selagem para o esperado tempo de vida, condições de serviço e ambientais;
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Compensar movimentos entre elementos de construção;
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Melhorar a aparência estética;
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Também pode funcionar como cola (ex: colagem de vidro)
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
Classificação de Vedantes: o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
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Acrílicos
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Butílicos
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Látex
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Polisulfidas
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Poliuretanos
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Silicones
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Polímeros modificados (SMP)
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Polimeros Flextec
Nota: Na Aplicação aos alumínios para uso em fachadas teremos de ter em conta, por exemplo, que a colagem dos panos de vidro entre si, para a formação da unidade de duplo envidraçado, necessita de aplicação de um vedante entre os módulos que possua as determinadas características.
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Deve criar uma barreira impermeável que não permita nem a entrada nem a saída de qualquer tipo de material.
Este deve ser capaz de preencher completamente os espaços vazios, lacunas e cavidades que podem existir entre as duas superfícies a serem vedadas.
Funções de um vedante em Caixilharia Deve suportar as condições ambientais a que estão expostos, condições tais como a temperatura, a luz ultravioleta, a acção de humidade, produtos químicos, etc.
Deve ser capaz de suportar as várias cargas e tensões a que é submetido
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Vedantes em sistemas de fachadas ventiladas Existem vedantes mais recomendados para a colagem elástica de painéis em fachadas ventiladas, como por exemplo o O
“VEC”
“VEC”.
é uma técnica particular de aplicação do vidro como
revestimento exterior ou de execução de vãos por colagem do mesmo. A designação deriva das terminologias Francesas- Victrage Exterieur Collé (Vidro Exterior Colado).
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A sua versatilidade permite realizar colagens diretas em obra, assim como trabalhos de montagem de módulos em oficina. A sua utilização permite poupar tempo nas Com base em estudos e ensaios montagens de fachadas efetuados: ventiladas, evitando o uso Resistência à intempérie; de ferramentas, máquinas de rebitar, etc., Resistência à fadiga mecânica, em ciclos de tensão/compressão; Resistência a agentes químicos
Fachadas com vedantes
Os vedantes para fachadas ventiladas consistem numa cola elástica de alto módulo para colocação direta de painéis .
A utilização destes vedantes permite diminuir as tensões nas montagens, evitando a acumulação de fortes tensões pontuais no painel.
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Outras funções exigidas a um vedante em caixilharia: •
Peso Próprio- do subsistema aro/vidro/silicone após a colagem;
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Segurança contra incêndio;
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Dilatação térmica;
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Estanquicidade à àgua no estado liquido;
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Ação do gelo;
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Dilatações diferenciais entre o vidro e o aro de alumínio de suporte;
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Durabilidade;
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Facilidade de execução;
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Facilidade de integrar outros elementos- peças intercalares especiais;
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Reduzir custos melhorando o desempenho;
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Painéis compósitos com revestimento de alumínio, painéis de fibrocimento, madeira, cerâmica ou pedra natural, etc
Estruturas mecanicamente ancoradas à fachada, como ripas de alumínio extrudido ou de madeira.
Aplicação de Vedantes em Suportes Suportes como madeira, betão ou cimento, gesso cartonado prensado, etc.
O tipo de adesivo utilizado nas caixilharias varia consoante o suporte a ser utilizado. É uma criteriosa escolha entre 3 tipos de elementos de construção que depende do êxito do sistema
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Aplicação aos Alumínios e ligas leves
Campos de Aplicação o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
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trabalhos em fachadas ventiladas utilizando diferentes métodos de fixação;
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fixação directa de painéis leves sobre subestruturas para fachadas ventiladas;
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união em oficina de módulos para fachadas ventiladas;
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utilização conjunta com sistemas de fixação mecânica de painéis (ocultos ou visíveis);
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colocação de painéis e revestimentos interiores e exteriores, assim como qualquer aplicação de colagem onde seja necessária uma cola elástica.
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
Aplicação Prática o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
1. É feita a preparação do suporte, colocação da fita auto-adesiva, aplicação da cola e posicionamento dos painéis. A sua correta aplicação principia pela limpeza das superfícies, que devem estar também secas. 2. Seguidamente deve ser aplicado o primário que irá otimizar a adesão da cola aos materiais utilizados. Este deve ser aplicado a pincel, rolo ou por pulverização, deixando depois secar aproximadamente 10 minutos. 3. Após secagem do primário, aplicar a fita de dupla face, para uma fixação inicial dos painéis e para delimitação da espessura de cola necessária. 4. Aplicada a fita, segue-se a aplicação da cola, paralelamente à fita de dupla face. 5. Por fim, estes devem ser colocados em posição, dentro de 10 minutos após a aplicação da cola, exercendo uma forte pressão, evitando deformá-los. Uma vez pressionado contra a fita adesiva, não se poderão fazer ajustes na posição do painel.
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Vantagens dos adesivos o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
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Necessitam de adição de fixadores.
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Não necessitam de furações para união dos diferentes materiais, evitando as concentrações de tensões;
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Os adesivos permitem a junção de materiais diferentes, evitando os fenómenos corrosivos.
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A utilização de adesivos aumenta também, a resistência à fadiga. As juntas adesivas podem ser de material sensível ao calor e ao choque, ao contrário das fixações mecânicas, devido ao impacto do fixador na montagem.
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A ligação adesiva pode juntar e selar simultaneamente.
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A utilização de adesivos resulta na redução de peso, comparativamente ao metal, já que a maioria dos adesivos tem densidades substancialmente menores do que as dos metais.
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Desvantagens dos adesivos o i n í m u l A m e s o v i s e d A r o p s e õ ç a g i L
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Se a superfície está substancialmente contaminada com óleos ou poeiras, então o adesivo não irá aderir devidamente e a durabilidade da ligação adesiva é limitada.
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Falta de procedimentos não destrutivos para controlo de qualidade. O adesivo que se encontra entre materiais é muito difícil de inspeccionar. Existem técnicas não destrutivas de avaliação como scanners ultra-sónicos e raios X, mas estes métodos não conseguem prever a força de uma ligação adesiva.
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A ligação adesiva pode também levar a um processamento lento. A junção adesiva é ainda algo limitada porque a maioria dos designers, arquitetos e engenheiros não estão devidamente familiarizados com as caraterísticas de engenharia dos adesivos.
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Como a ligação adesiva depende da ligação de superfície para a sua força, o adesivo terá que estar em contacto com uma área substancialmente maior de material, ao contrário da área ocupada por um fixador mecânico.
Aplicação aos Alumínios e ligas leves
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Exemplo Prático
Exemplo Fotografado
Exemplo Desenhado
Exemplo Fotografado
Conclusão •
Os adesivos proporcionam inúmeras vantagens sobre outros tipos de ligações, portanto, estão cada vez mais a ser utilizados na indústria. Como exemplos dessas
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vantagens pode-se citar a distribuição homogénea das forças atuantes. •
No caso das fachadas a aposta na eliminação do suporte de fixação exterior ao vidro (existente nos sistemas de aplicação mais tradicionais), bem como na ocultação dos perfis montantes.
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Os vedantes, permitem por outro lado resolver a rotura térmica no intradorso da estrutura suporte. Uniformiza a expressão arquitectónica do envidraçado favorecendoa na aplicação de vidros.
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O desenvolvimento dos adesivos estruturais contribui substancialmente para a inovação da indústria dos alumínios na construção.
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A utilização dos adesivos estruturais neste ramo conduziu a uma redução do tempo de construção, assim como a estruturas muito mais resistentes e leves do que anteriormente.
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Além disso, por se apresentarem como uma solução económica no que toca à ligação de materiais, a sua utilização foi sendo massificada nas diversas indústrias de
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Obrigado! VIDEO
