Distribuição de espessura sob medida em rotocasting robotizado

Abstract

O rotocasting é um processo industrial aplicado ao fabrico de produtos poliméricos ocos de corpo único. Permite o fabrico de peças de baixa produção com custos reduzidos capaz de competir com os mais usuais processos como a moldagem por sopro ou a termo-moldagem. O recurso a polímeros termofixos permite a produção de peças sem a necessidade de trabalhar a altas temperaturas. Já o crescente desenvolvimento de processos que reutilizam estes materiais em fim de vida e o desenvolvimento de bio-resinas, torna o rotocasting em linha com as crescentes exigências do mercado na procura de produtos mais sustentáveis. Apesar de garantir uma boa uniformidade na distribuição da espessura por toda a peça, a limitação das convencionais máquinas bi-axias na gestão de forma independente de cada um dos eixos restringe o controlo da espessura à geometria da peça a moldar. Já a versatilidade dada pelos manipuladores industriais ao garantir um maior número de graus de liberdade e uma maior autonomia no comando da velocidade de rotação poderão trazer vantagens na definição da espessura do produto final. Este trabalho visa explorar uma maior versatilidade no controlo dos eixos de rotação, quer em velocidade quer em posição, no processo de rotocasting. Para isso, abordou-se o controlo com recurso a um manipulador industrial ABB e um servo-motor Siemens. Foram criados dois moldes e respectivos elementos de fixação e foi desenvolvido uma aplicação em Rapid para ensaios laboratoriais. Foram efectuados no total 6 testes, dois com resina epoxi e 4 com resina de poliuretano. Todo o trabalho desenvolvido servirá como ponto de partida para futuros estudos ao comportamento e controlo de resinas termofixas no processo de rotocasting.

Rotocasting is an industrial process applied to the manufacturing of single body hollow polymeric products. It allows the manufacture of low production parts with reduced costs able to compete with the most usual processes such as blow molding or thermo-molding. The use of thermosetting polymers allows the production of parts without the need off working at high temperatures. The increasing development of processes that reuse these end-of-life materials and the increase development of new biobased materials, makes rotocasting in line with the growing demands of the market for more sustainable products. Despite ensuring a good uniformity in thickness distribution throughout the part, the conventional bi-axis machines are limited by the independent management of each axis which restricts the thickness control of the part to be molded. However, the versatility given by industrial manipulators by ensuring a greater number of degrees of freedom and better autonomy in the rotation speed control may bring advantages to final thickness definition. This work aims to explore greater versatility in the control of rotation axes, in speed and position, in the rotocasting process. To do this, control was approached using an ABB industrial manipulator and a Siemens servo motor. Two molds and their fixing elements were created and a Rapid application was developed for laboratory tests. A total of six tests were carried out, two with epoxy resin and four with polyurethane resin. All the work will serve as a starting point for future studies into the behavior and control of thermosetting resins in the rotocasting process.