Implementação de uma linha de produção de cortiça com borracha

Abstract

O objetivo desta dissertação era otimizar o processo de produção de blocos aglomerados de cortiça com borracha, de forma a melhorar a qualidade do produto final, focando grande parte do tempo de trabalho e pesquisa no processo de vulcanização, que à data de realização deste trabalho, era onde se concentravam os maiores problemas de qualidade. Para tentar perceber o porquê da má vulcanização começou por se fazer um estudo da circulação de calor dentro das estufas de convecção, principalmente em torno dos moldes na parte inferior que eram onde se detetavam maiores problemas, tendo acabado por se concluir que o excesso de moldes dentro da estufa e a proximidade com que os carros ficavam junto das portas afetavam a circulação de calor no interior. Com o aumento da capacidade de produção foi necessário adquirir uma estufa de convecção nova e com base no estudo e histórico de valores de temperatura registados anteriormente, optou-se por uma estufa com um sistema de transmissão de calor para o interior da estufa diferente do que já era utilizado nas estufas já existentes. O controlo de temperaturas das estufas era feito unicamente com um controlador do tipo PID ligado a uma sonda que se encontrava no topo da estufa, a meio, e este emitia sinal de abertura e fecho de válvulas para entrar ou fechar a válvula de abastecimento de termofluído. Como não existia um registo de temperaturas nas estufas, foram instalados sensores em vários pontos das unidades: entrada, meio e saída do equipamento. Estes sensores, acoplados a um novo sistema de registo permitiu um acompanhamento sistemático dos ciclos de vulcanização. Com estas modificações ficamos com registos em formato digital de todas as variações de temperaturas, e quebras de abastecimento de termofluído ao longo de todo o ciclo de vulcanização, e com isto pode-se cruzar informações para despiste de problemas de má vulcanização, tendo as rejeições por má vulcanização baixado de 17,4% para 3%. Foi adquirida uma prensa de corte para Linha de aglomeração, logo após o empilhamento de folhas. Além de melhorar o aspeto dos blocos que são vendidos inteiros para o cliente, ajuda a reduzir a rejeição por cantos partidos (de 24,4% para 3,5%), quebras e porosidade. Por fim foi montado um sistema de arrefecimento dos moldes, após a vulcanização, para se reduzir o tempo de arrefecimento, em especial nos meses de Verão, passando de 24 horas de arrefecimento para 15 horas, reduzindo em 9 horas o ciclo de produção.

The aim of this work was to optimize the production process of agglomerated cork-rubber blocks, in order to improve the quality of the final product, focusing much of the time and research in the vulcanization process, where the largest quality problems were found. To try to understand why the poor vulcanization occurs we started by making a heat circulation study within the convection ovens, particularly around the molds at the bottom that was where major problems appears. It was concluded there it is where the excess of molds inside the ovens and the proximity of the cars to the gateways affected the heat circulation inside. With the production increase capacity, it was necessary to purchase a new convection oven and based on the study and historical temperature values recorded previously, we selected an oven with a heat transmission system different that was already used in existing ovens. The oven control temperature was made with only one PID controller connected to a temperature sensor that was in the top of the oven, in the middle, emitting an opening/closing signal to the thermofluid control valve supply. As there was missing a temperatures recording at the convection ovens, sensors were installed at various points of the units: entry, middle and exit of the machine. Those sensors coupled to a new registration system were installed for a systematic monitoring of vulcanization cycles. With these modifications we begun to have historical records in digital format of all the temperatures variations and thermofluid supply breaks down during the vulcanization cycle. Rejections by poor vulcanization declined 17.4% to 3%. Additionally, it was placed a shear press machine in the line after the sheet piling. This improved the appearance of the whole blocks that are sold to the client, helping to reduce the rejection by broke corners (from 24,4% to 3,5%), sheet breaks and porosity. Finally, it was acquired a cooling system for the molds after vulcanization, to reduce the cooling time, in particular during the summer months, allowing to reduce up to 9 hours reducing the production cycle time.