Segundo Rodolfo Jr.; Nunes; Ormanji (2002, p. 197) o processo de extrusão:
“consiste basicamente em forçar a passagem do material por dentro de um cilindro aquecido de maneira controlada por meio de ação bombeadora de uma ou duas roscas sem fim, que promovem o cisalhamento e homogeneização do material, bem como sua plastificação. Na saída do cilindro, o material é comprimido contra uma
matriz de perfil desejado, a qual dá formato ao produto, podendo o mesmo em seguida ser calibrado, resfriado, cortado ou enrolado”
A Figura 15 traz a representação esquemática de uma extrusora e ilustra os principais componentes constituintes da máquina, a saber: motor elétrico (responsável pelo acionamento da rosca), conjunto de engrenagens redutoras (responsável pela capacidade de transferência de energia por meio de torque do motor para a rosca), cilindro, rosca, matriz, carcaça, painel de comando, resistências de aquecimento, ventiladores de resfriamento e bomba de vácuo. (RODOLFO JR; NUNES; ORMANJI, 2002) A Foto 1 traz uma imagem de uma extrusora.
Figura 15: Representação esquemática de uma extrusora Fonte: Rodolfo Jr.; Nunes; Ormanji (2002)
Foto 1: Máquina de extrusão
As roscas são responsáveis pela condução dos compostos de matérias-primas ao longo do cilindro, percurso no qual estes são submetidos a temperaturas que variam de acordo com o estágio do processo e com o tipo de material utilizado. O aquecimento da matéria-prima tem como objetivo a plastificação necessária para que o composto possa ser conduzido para as matrizes acopladas ao final da extrusora dando ao composto a forma final do produto a ser trabalhado na linha de produção. Existem, essencialmente, dois tipos, as de rosca simples ou monorroscas e as de rosca dupla. As extrusoras utilizadas nos processos de produção da empresa pesquisada trabalham com as do tipo dupla, tendo cada uma delas dois estágios, sendo um de alimentação e compressão e outro de nova compressão e dosagem, conforme ilustrado na Figura 16.
Figura 16: Rosca simples de dois estágios Fonte: Rodolfo Jr.; Nunes; Ormanji (2002)
As roscas simples de dois estágios, ilustradas na Figura 16, de acordo com Rodolfo Jr.; Nunes; Ormanji (2002) são consideradas clássicas e geralmente são divididas em três zonas:
1. Zona de alimentação: responsável pelo transporte do material do funil de alimentação para dentro do cilindro da impressora. De acordo com os autores, este trecho da rosca
“corresponde a aproximadamente 20 a 25% do comprimento total da rosca e é caracterizada pela pouca compressão do material, ou seja, a região entre a rosca e o cilindro apresenta altura suficiente para permitir a alimentação constante do material.” (p. 199)
Nesta zona o material é progressivamente aquecido, contudo o processo de plastificação ainda não se inicia, pois isto dificultaria a continuidade da alimentação da extrusora.
2. Zona de compressão:
“corresponde a aproximadamente 40 a 50% do comprimento total da rosca, sendo caracterizada pela progressiva redução da profundidade do canal (região entre a rosca e o cilindro). Nesta região da rosca o composto sofre todo o processo de plastificação e homogeneização.” (p. 199)
3. Zona de dosagem: Nesta zona, o material, já completamente fundido e homogeneizado, é preparado para alimentar a matriz. Segundo os autores, esta zona é “caracterizada pela altura constante da região entre a rosca e o cilindro” (p. 200), sendo que a rosca age como um dispositivo de bombeamento do material fundido e plastificado para a matriz.
Estas zonas são inter-relacionadas, sendo que qualquer falha em um dos estágios da transformação do composto em material plastificado acarreta problemas nos demais zonas do cilindro.
As extrusoras utilizadas nos processos de produção da empresa funcionam com roscas de dois estágios, em função da necessidade de eliminação de voláteis. Este tipo de rosca apresenta “em uma posição entre 50 e 70% de seu comprimento, uma seção de grande redução de compressão do material, conseguida a partir de uma grande redução na compressão do material por meio de aumento da profundidade do canal” (RODOLFO JR; NUNES; PESSAN, 2002, p. 200). Esta redução se faz necessária em função da necessidade da eliminação dos gases dissolvidos em meio à massa fundida. Nesta parte do processo, o cilindro apresenta uma abertura, ilustrada na Figura 15 como dosagem. Esta abertura, também ilustrada na Figura 17 e nas Fotos de número 2 e 3, possibilita a saída dos gases por meio da utilização de vácuo ou simplesmente pela diferença de pressão entre o interior do cilindro e a pressão atmosférica.
Figura 17: Representação gráfica da área de dosagem. Fonte: Rauwendall (2001)
Foto 2: Sistema de vácuo da extrusora (1)
As linhas de produção da empresa na qual a pesquisa foi realizada se assemelham ao esquema apresentado na Figura 18, sendo que uma imagem panorâmica das linhas de extrusão pode ser vista na Foto 4.
Figura 18: Representação esquemática da linha de produção de produtos extrudados. Fonte: Rodolfo Jr.; Nunes; Ormanji (2002)
Foto 4: Linhas de extrusão
Os trabalhos dos participantes desta pesquisa compreendem a operação das extrusoras e a condução da fita de borda ao longo da linha de produção. Após a transformação dos compostos de matéria-prima em fita de borda, o operador realiza o trabalho de condução da
fita pela linha de produção para a realização dos processos de acabamento e checagem de qualidade.
As linhas de produção são compostas por estações de calibragem, de aplicação de primer, de texturas, de tinta, de puxadores, de bobinadores e finalmente de uma área de checagem e embalagem. Em cada uma destas estações é necessário um trabalho de configurações e ajustes para que tanto a fita de borda quanto os perfis produzidos possam atender as especificações produtivas e de qualidade para que o produto final seja produzido de acordo com os padrões determinados pelos clientes.
Os processos de acabamento da fita de borda são realizados em uma linha de produção de aproximadamente 45 metros de comprimento, a qual se assemelha à representação esquemática ilustrada na Figura 18. Inicialmente as texturas são marcadas na fita por meio da utilização de um rolete ilustrado na Foto 5. Na seqüência ela é resfriada em uma banheira de água gelada para que as impressões dos desenhos sejam realizadas, este processo pode ser observado na Foto 6. Em seguida ela passa por todos os processos de aplicação das camadas de tinta, de primer (material aplicado no verso, o qual tem por finalidade a aderência da mesma na chapa de madeira que constituirá o móvel acabado) e de verniz para que possa ser finalizada obedecendo às especificações exigidas nos padrões de qualidade e de acordo com as solicitações dos clientes.
Foto 6: Banheira de água gelada.
A aplicação de tinta é realizada em etapas, o que dependendo do tipo de fita pode ser realizado em até três impressões de diferentes formatos para que o desenho final seja formado na superfície da fita. A aplicação das camadas de tintas e de verniz de acabamento é realizada em estações de aplicação conforme ilustrado na Foto 7:
Foto 7: Estação de aplicação de tintas/primer e verniz
A aplicação das tintas é gradual sendo que cada uma das estações ilustradas na Foto 7 tem a função de imprimir um formato que se sobrepõe ao anterior, formando na fita o emaranhado de desenhos que dá à fita o formato final. Esta seqüência pode ser observada nas Fotos 8 e 9.
Foto 8: Seqüência de aplicação de tintas/verniz (1)
Cada uma destas seqüências de aplicação de tinta é fundamental para o formato do desenho final da fita. A tonalidade de cada uma das cores que se sobrepõe é um fato de extrema importância para o resultado final, na medida em que qualquer desvio em qualquer parte do processo implica na perda do material produzido, pois este não terá a sua forma final conforme os padrões determinados pelos clientes, ocasionando assim a perda do material produzido fora do padrão.
Além dos processos de aplicação de tinta, muito outros estão envolvidos na fabricação de uma fita de borda. Ao longo das linhas de produção existem outras etapas, como a de controle de empenamento da fita, controle da velocidade e temperatura do maquinário, controle do tempo de bobinamento dos rolos, dentre outros.
A operação das linhas de produção, em função da quantidade de fatores e variáveis que devem ser ajustados e controlados, não se trata de um processo simples e de fácil aprendizagem. O tempo de contato com as linhas, o trabalho prático e o constante acompanhamento de profissionais é fundamental para o desenvolvimento dos operadores dentro dos diferentes níveis dentro da função.
Esta seção teve como objetivo principal apresentar as máquinas extrusoras, ilustrar os processos de fabricação de fitas de borda e de perfis e facilitar o entendimento do leitor deste trabalho, uma vez que, em muitos momentos serão citadas atividades e situações vivenciadas no setor de produção as quais não poderiam ser entendidas sem que um mínimo de informação sobre a fabricação fosse fornecida.
Em seguida encontram-se a descrição dos participantes, as interpretações e a análise dos dados e dos achados na realização da pesquisa com base no arcabouço teórico escolhido para nortear este trabalho.