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As tolerâncias aplicáveis aos artefactos de borracha não podem ser da mesma ordem de grandeza das que são aplicáveis a outros materiais, por exemplo, aos metais. Com efeito, o elevado coeficiente de expansão térmica das composições elastoméricas provoca, durante o arrefecimento do artefacto, da temperatura de vulcanização até à temperatura ambiente, uma contracção apreciável. Esta contracção depende ainda da própria composição elastomérica, da temperatura de vulcanização, da geometria do artefacto, da forma como varia a temperatura durante o arrefecimento, depois da vulcanização, e do material com que é construído o molde (quando é utilizado um molde). Na Tabela 2, são apresentados os coeficientes de expansão térmica linear para alguns materiais.
O técnico projectista deve ter também presente que os artefactos fabricados com borrachas que exigem uma post-vulcanização (caso das borrachas de silicone, borrachas fluoradas e poliacrilatos, nomeadamente), necessitam de tolerâncias mais amplas, sendo necessário métodos e equipamentos especiais, sempre que tolerâncias mais reduzidas sejam absolutamente indispensáveis. Na Tabela 2 isto é exemplificado com a borracha FPM.
Coeficientes de expansão térmica linear para alguns materiais (10-6 cm/cm.ºC ) |
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Material | Coeficiente |
Borrachas | |
AU/EU | ≈ 175 |
BR | ≈ 224 |
CR | 125-206 |
CSM | ≈ 175 |
Ebonite | ≈ 70 |
ECO | ≈ 222 |
EPDM | ≈ 225 |
EVA | 150-360 |
FPM (post-vulcanização) | ≈ 254 |
FPM (vulcanização em molde) | ≈ 224 |
IIR | 130-194 |
NBR | 150-199 |
NR | 180-220 |
SBR | 180-221 |
VMQ | 255-400 |
Metais | |
Alumínio | 21-25 |
Aço | 11-15 |
Aço inoxidável | 11-19 |
Aço austenítico | 16-18 |
Ferro fundido | 10-19 |
As normas ISO 3302-1 (1996) e ISO 3302-1 Amd. 1 (2001) definem as tolerâncias para produtos em borracha compacta, obtidos por processos de moldagem, extrusão e calandragem. O aditamento de 2001 contém informações sobre a classificação das rebarbas. A norma ISO 3302-2 (2008) define vários tipos de tolerância, relativamente a planura, paralelismo, perpendicularidade, excentricidade e posicionamento, para produtos em borracha compacta, sem ou com inserções metálicas, obtidos por processos de moldagem e de extrusão.
Não vamos aqui apresentar ou analisar os conteúdos das referidas normas, mas deixaremos apenas uma ideia mais detalhada para produtos moldados em borracha compacta e para produtos de borracha celular, para observar a grandeza e as diferenças entre os diferentes graus de tolerância.
I – Produtos moldados em borracha compacta: para este tipo de produtos, a norma estabelece quatro classes de tolerância (tolerância para as dimensões fixas e para as dimensões de fecho – veja-se a Figura 2 e a Tabela 3.
Tolerâncias para produtos moldados | |||||||||
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Dimensão Nominal | Classe M1 | Classe M2 | Classe M3 | Classe M4 | |||||
Acima de | Até e = a | F± | C± | F± | C± | F± | C± | F± | C± |
0 | 4,0 | 0,08 | 0,10 | 0,10 | 0,15 | 0,25 | 0,40 | 0,50 | 0,50 |
4,0 | 6,3 | 0,10 | 0,12 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,40 | 0,50 | 0,50 |
6,3 | 10 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,20 | 0,30 | 0,50 | 0,70 | 0,70 |
10 | 16 | 0,15 | 0,20 | 0,20 | 0,25 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 0,80 |
16 | 25 | 0,20 | 0,20 | 0,25 | 0,35 | 0,50 | 0,80 | 1,00 | 1,00 |
25 | 40 | 0,20 | 0,25 | 0,35 | 0,40 | 0,60 | 1,00 | 1,30 | 1,30 |
40 | 63 | 0,25 | 0,35 | 0,40 | 0,50 | 0,80 | 1,30 | 1,60 | 1,60 |
63 | 100 | 0,35 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 1,00 | 1,60 | 2,0 | 2,0 |
100 | 160 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 0,80 | 1,30 | 2,0 | 2,5 | 2,5 |
160 | – | 0,3% | 0,4% | 0,5% | 0,7% | 0,8% | 1,3% | 1,5% | 1,5% |
Nota: F = cotas fixas; C = cotas de fecho |
Como se pode verificar, as diferenças são muito importantes. Compete ao projectista definir a tolerância adequada ao artefacto a produzir. O grau de tolerância adoptado pode definir, de certa maneira, a técnica de fabrico a ser utilizada. Como é de esperar, para os graus mais apertados de tolerância correspondem custos de fabrico mais elevados, facto a que o projectista não pode estar alheio. Tolerâncias mais apertadas do que as correspondentes ao grau de Alta Precisão podem ser obtidas, desde que o tecnologista adopte técnicas e meios de fabrico adequados. Todavia, isto vai reflectir-se de uma forma muito gravosa no custo do produto final.
II – Produtos em borracha celular: os produtos de borracha do tipo celular (borracha esponjosa ou microcelular), possuem graus de tolerância mais grosseiros, atendendo às características destes materiais. É o que se mostra na Tabela 4:
Tolerâncias para produtos celulares | |||
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Dimensão nominal | Classe E1 |
Classe E2 |
Classe E3 |
0-1,5 | ± 0,15 | ± 0,25 | ± 0,40 |
>1,5-2,5 | ± 0,20 | ± 0,35 | ± 0,50 |
>2,5-4,0 | ± 0,25 | ± 0,40 | ± 0,70 |
>4,0-6,3 | ± 0,35 | ± 0,50 | ± 0,80 |
>6,3-10,0 | ± 0,40 | ± 0,70 | ± 1,00 |
>10,0-16,0 | ± 0,50 | ± 0,80 | ± 1,30 |
>16,0-25,0 | ± 0,70 | ± 1,00 | ± 1,60 |
>25,0-40,0 | ± 0,80 | ± 1,30 | ± 2,00 |
>40,0-63,0 | Acordo entre as partes | ± 1,60 | ± 2,50 |
>63,0-100,0 | Acordo entre as partes | ± 2,00 | ± 3,20 |
Valores em milímetros (salvo indicação em contrário) |
Devem ser recebidos do cliente desenhos dos artefactos devidamente cotados e com as tolerâncias indicadas. No desenho devem ser claramente assinaladas as chamadas “cotas críticas”, quando existam. Devem também ser assinalados todos os detalhes que se considerem importantes, tais como presença, tipo e dimensão das rebarbas, linhas de partição do molde, etc., e o tipo de acabamento superficial.