O zamac, liga metálica composta por zinco, alumínio, magnésio e cobre, é conhecido pelo uso na fabricação de peças metálicas finais para setores diversos, a exemplo de cadeados, maçanetas, metais sanitários, entre outros. No entanto, o seu uso na fabricação de moldes para injeção, em substituição aos aços P20 e H13, é objeto de um estudo que está sendo conduzido por pesquisadores do Senai e da Nexa Resources, empresa do Grupo Votorantim, produtora dessa liga metálica.

 

O projeto teve início em 2019 e integra as iniciativas dos grupos mistos criados na Escola Senai Nadir Dias de Figueiredo (Osasco, SP) no evento Desafio de Ideias. Um grupo dedicado a ampliar os conhecimentos sobre as ligas de zinco e propor novas aplicações para elas foi composto por participantes da Nexa Resources, que já possui uma parceria de oito anos com a instituição de ensino.

 

Camile Paula Theodoro, engenheira sênior da Nexa, encabeçou o projeto e esclareceu que os atrativos iniciais do uso do zamac na produção de moldes para peças plásticas foram a fácil usinabilidade associada à menor dureza em relação aos aços, assim como a precisão dimensional e boa resistência do material. Já em processo, a boa condutividade térmica foi levada em conta por promover o resfriamento mais rápido dos moldes de injeção, como também comentou a engenheira de desenvolvimento de produto e assistência técnica da Nexa, Luana Cavalcanti do Vale.

 

Comparação entre as ligas

 

De acordo com a engenheira, as ligas de zamac são classificadas pela ASTM em números, de acordo com determinados teores de determinados elementos químicos. A aplicação em moldes da liga de zamac 2, com teor de cobre mais alto, já havia sido objeto de pesquisa nos Estados Unidos, apresentando como resultados descritos na literatura uma redução de 34% do tempo de usinagem em relação aos aços convencionais.

 

A presença de uma maior fração de cobre na composição encarece esse tipo de liga, razão pela qual a liga mais disseminada no Brasil é a de número 5, que possui menos cobre, porém, mais resistência e mais estabilidade térmica. No entanto, ela ainda não havia sido testada na usinagem de cavidades para moldes.

 

Os pesquisadores do projeto apuraram que os dados de processamento deste material se assemelham aos da liga pesquisada nos Estados Unidos, o que significa uma redução substancial do tempo de usinagem necessário para a confecção de cavidades para moldes. Considerando-se o valor da hora-máquina, uma das mais importantes variáveis de custo das ferramentarias, isso representa a possibilidade de produzir moldes mais baratos para a indústria de transformação de plásticos.

 

A entrevistada informou que estão sendo concluídos os estudos de viabilidade técnica, que incluem testes de desempenho mecânico dos moldes. Será definido também, até o final de dezembro, o tipo de revestimento que será aplicado para que sejam efetuados testes de abrasão e corrosão, entre outros, fechando-se assim a análise de viabilidade técnica. Há possibilidade de se aplicar o cromo duro, que aumenta a resistência da superfície e promove também melhor acabamento, apresentando melhor desempenho do que o níquel químico, por exemplo.

Os estudos iniciais se basearam na confecção dos moldes e na injeção de porta-crachás (foto) em polipropileno (PP), com uma geometria relativamente complexa, com a qual foi avaliada a viabilidade de uso dos moldes de zamac, constatando-se a possibilidade de execução de ciclos de moldagem mais rápidos em relação aos moldes de aço, especialmente em razão de fatores como condutividade e troca térmica (34 W/m.°C para o aço contra 108 W/m.°C para o zamac). 

 

O trabalho foi apresentado por Camile Paulo Theodoro na 8ª Semana Tecnológica de Metalurgia/23º Encontro Regional de Tecnologia de Soldagem do Senai e a equipe de pesquisa foi composta por Ana Flávia de Barros, Francisco de Castro Rebelo Júnior, Marcos Gabriel Capistrano de Santi, Lucas Silva Terra, William Fernando Medina e Juliano Gonçalves, sob a coordenação de Leila Garcia Reis.

 

Empresas do setor de plásticos interessadas em executar testes com os moldes de zamac podem entrar em contato pelo e-mail camile.theodoro@nexaresources.com.

 

Fotos: Nexa/Senai

 

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