Melhoria do desempenho de ferramentas para estampagem de folha Flandres

• Main Author: Fernandes, Liliana Patrícia Bastos
• Publication Date: 2018
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/14070
• topic: Folha Flandres; Revestimentos Finos; Deposição física em fase de vapor (PVD); Estampagem; Desgaste mecânico; Coeficiente atrito; Tinplate; Thin Films; Physical Vapour Deposition (PVD); Stamping; Wear Behavior; Friction

Uma prestigiada marca Portuguesa comercializa uma gama de biscoitos “premium”, usando geralmente uma embalagem metálica com características especiais - design perfeito, apelativa ao olhar e por vezes, peça de coleção. Por outro lado, a embalagem garante também a proteção do produto que vai no seu interior, evitando que os biscoitos sofram quebras ou danos durante as operações de logística. Estas embalagens são fabricadas em folha-flandres revestidas com uma camada de estanho (2,8 /2), sem qualquer outro revestimento com verniz na face interior, o que origina problemas graves de desgaste nas ferramentas de estampagem, tanto na matriz como no punção, durante o processo de estampagem, os quais estão relacionados com a transferência de estanho durante o processo de conformação. Devido ao facto de o estanho ser caracteristicamente macio, este adere facilmente à ferramenta, gerando desgaste prematuro da mesma, e algumas preocupações para que se mantenha a requerida geometria final do tampo, para além das consequentes perdas de produtividade. Fazer recurso a lubrificante seria uma forma fácil de resolver os problemas acima descritos, mas a lubrificação deve ser evitada, uma vez que estas embalagens “premium” se destinam a fins alimentares. Depois de identificados os mecanismos de desgaste, foram seleccionados cinco revestimentos PVD (CrCN, WC, B4C, Mo e TiAlN), testando o comportamento ao desgaste da ferramenta dos mesmos em laboratório e nas condições habituais de trabalho. A transferência de estanho da folha para a ferramenta foi também estudada, bem como o coeficiente de atrito da folha contra os revestimentos selecionados. Os resultados obtidos com alguns revestimentos testados permitem confirmar que é possível minimizar a transferência de estanho da folha para a ferramenta de estampagem, assegurando um ciclo de vida mais longo destas partes, diminuição das operações de manutenção da ferramenta, e melhoria da eficiência geral do equipamento (OEE) deste processo de estampagem. Observou-se que o filme de TiAlN apresentou um excelente comportamento tribológico em regimo seco, tanto nos testes laboratoriais como nos testes desenvolvidos no processo industrial. Verificou-se a ausência de transferência de estanho da folha para a superfície da ferramenta revestida, possibilitando desta forma o desenvolvimento do processo sem recurso a lubrificantes.