INTRODUÇÃO

A forma geométrica mais clássica de um recipiente é a cilíndrica, sendo também a mais fácil de fazer. Mas é muito frequente que certos produtos estejam comercialmente associados a outras apresentações diferentes, tais como rectangular, oval, trapezoidal, etc. Também é possível exigir recipientes com fundo e tampa circulares, mas com diferentes designs de corpo, tais como tronco-cónico, exagonal, cúbico, etc. Nestas últimas formas, logicamente, a configuração não cilíndrica do corpo não afecta as suas extremidades, que continuam a manter a sua configuração cilíndrica para poder fixar a tampa e o fundo. Um exemplo deste tipo de embalagem é mostrado na figura 1.

Figura nº 1: Extremidades cilíndricas e corpo central cúbico, obtidos por expansão.

Para o fabricante do recipiente, quando confrontado com a demanda por uma configuração de latas não cilíndricas, a decisão sobre qual é o processo ideal para moldar o corpo do recipiente deve ser tomada. Como tudo, desde a produção dos primeiros recipientes rectangulares (que são os mais frequentes) até aos tempos actuais, as soluções primitivas têm vindo a evoluir para alcançar melhores resultados de qualidade e maior velocidade de produção. Hoje existe uma vasta gama de equipamentos no mercado fabricados por diferentes empresas que lhe permitem escolher entre várias opções.

PROCEDIMENTOS DE FORMAÇÃO

Vamos comentar os mais comuns, pensando que queremos fabricar um recipiente rectangular.

1º método

O procedimento mais antigo consiste em utilizar uma dobradeira, automática ou manual, e com ela, a partir do desenvolvimento plano do recipiente, fazer os quatro lados do mesmo se for rectangular ou quadrado, curvando os quatro cantos com o raio desejado. Também é possível dobrar os quatro cantos de uma forma não paralela, por exemplo, para prefigurar um tronco em pirâmide, ou qualquer outra forma desejada. Para trabalhar com uma pequena dobradeira convencional, é necessário prepará-la adequadamente, dimensionando o rolo de dobra com o raio apropriado, colocar uma mesa de alimentação longa para depositar os corpos planos (se a máquina não tiver), colocar alguns batentes baixos sobre esta mesa para delimitar a posição do corpo na situação de dobra de cada canto, etc.

Nas extremidades do corpo, deve ser deixada uma pequena margem para a sobreposição da articulação. Normalmente é realizado em um canto ou perto de um canto por meio de um soldador manual. Antigamente esta operação era feita sobre uma agrafadora manual e unia-se com um ferro de soldar estanho. Na imagem nº2 você pode ver um freio de prensa manual e uma máquina de solda válida para esta forma de trabalho.

Figura nº 2: Equipamento básico mínimo para a fabricação de um corpo retangular

. Este procedimento é muito lento e pouco utilizado hoje em dia, embora para pequenas produções seja a instalação mais barata. Pode ser encontrado no mercado equipamento em segunda mão adequado.

2º: método:

É actualmente o mais utilizado. Consiste na fabricação de um corpo cilíndrico, com o mesmo desenvolvimento e altura que o corpo do recipiente de forma a ser obtido. Um soldador eléctrico convencional é utilizado para este fim, qualquer um dos muitos disponíveis no mercado, embora a perda de sobreposição na solda será a menor possível, para facilitar a expansão subsequente, uma costura soldada muito grossa será excessivamente resistente à deformação. Na realidade, o desenvolvimento do cilindro deve ser um pouco menor do que o desenvolvimento teórico do recipiente retangular a ser obtido, já que na expansão subsequente há um ligeiro estiramento do material. Para saber como calcular o desenvolvimento e a altura do corpo de um recipiente não cilíndrico fabricado por este sistema, você pode ver o trabalho:

Determinação das dimensões de um recipiente rectangular ou não cilíndrico

O corpo cilíndrico é então transformado numa forma rectangular – ou outra forma escolhida – por meio de uma máquina específica chamada máquina de expansão. Existem diferentes tipos no mercado, feitos por diferentes fabricantes, que podem variar bastante em seu design.

Inicialmente estas máquinas podem ser classificadas em dois grupos:

1º – Aquelas que fazem a transformação da forma do corpo de forma progressiva, passando da configuração cilíndrica para a desejada por meio de aparências intermediárias de forma contínua, ou seja, em um único processo.

2º – Aqueles que executam essa transformação de uma forma rápida.

1º – Expansor progressivo:

É posicionado imediatamente atrás da máquina de soldar. A união entre os dois é feita por um pequeno transportador magnético, que garante a imobilidade do corpo do recipiente, para que a linha de soldagem não gire ou mude de posição. A máquina em si é uma espécie de passagem, que consiste em:

– Um último interior que muda progressivamente a sua secção de redondo para rectangular, e no qual o recipiente desliza.

– Uma série de rolos de condução externos, que actuam sobre o corpo deformando-o no último.

Uma vista interior deste tipo de expansionadota é mostrada na foto nº 3.

Figura nº 3: Detalhe de um expansor progressivo

Quando é necessário proteger o interior da costura lateral com verniz, é necessário passar os tubos de aplicação do verniz através desta máquina, aplicando o verniz e curando-o após a expansão do corpo. A foto nº 4 mostra uma visão geral de uma máquina semelhante.

Figura nº 4: Visão geral de um expansor progressivo

2º – Expansor rápido ou instantâneo:

Este tipo consiste essencialmente em:

– Um sistema de alimentação de corpo cilíndrico.

– Uma cabeça de orientação de solda na sua posição específica

– Uma cabeça de expansão.

– Um download dos órgãos reformados

A máquina pode ser montada em um ponto mais distante da máquina de soldagem do que o tipo anterior. É mesmo possível proteger previamente a solda com verniz, desde que o recipiente chegue suficientemente frio à máquina de expansão.

Como a velocidade de trabalho deste tipo de máquina é baixa, quando é necessária uma certa velocidade de produção e o tamanho do recipiente a ser produzido não é muito grande, são utilizadas máquinas duplas, ou seja, máquinas equipadas com dois conjuntos de cabeças duplas trabalhando em paralelo.

– Sistema de alimentação corporal:

Se os recipientes entram horizontalmente na máquina, geralmente são simples quedas por gravidade, que pegam os corpos de um transportador de cabos aéreos. No caso de máquinas duplas, elas requerem duas formas de alimentação e descarga de corpos, portanto é necessário um divisor de corpos na entrada e um reagrupamento na saída. Um exemplo deste caso é mostrado na foto nº 5:

Figura nº 5: Duplo expansor automático.

– Cabeça de orientação de soldadura:

Em recipientes não redondos, por exemplo rectangulares, a soldadura eléctrica da costura lateral deve ser sempre posicionada no mesmo local, de modo a permanecer a mesma nos quatro lados, ainda mais precisamente se os lados forem litografados. Neste caso, a solda chega à máquina numa colocação aleatória, devido ao movimento do corpo ao longo do seu trajecto entre a máquina de soldar e a máquina de expansão. Uma cabeça cilíndrica horizontal é utilizada para fixar a posição da junta, o que faz com que o corpo gire rapidamente e a pare quando a junta atinge o local correto. A posição da costura é detectada por meio de um sensor de precisão externo, que pode ser fotocélula, mecânico, etc., cuja selecção depende do tipo de soldadura.

No lado esquerdo da foto nº 6 você pode ver uma cabeça de orientação de solda. O corpo é inserido na cabeça de orientação a partir de um berço, que o recolhe do sistema de alimentação, impulsionado por um braço empurrador. Uma vez orientado, o corpo é colocado no mesmo berço de onde foi introduzido no fuso, e a partir daí, por um movimento alternativo do mesmo, move-se em frente ao fuso seguinte. Para que o corpo não se mova, ele é imobilizado por meio de um suave campo magnético.

Figura 6: Cabeças de Orientação e Expansão

– Cabeça de expansão:

Recebe o corpo cilíndrico orientado, empurrado desde o berço, e o deforma até a silhueta desejada. Para que a nova forma do recipiente seja mantida permanentemente, o metal deve ser submetido a uma tensão que exceda o seu limite elástico.

Esta cabeça, que tem uma secção próxima da que tem de levar o corpo, consiste numa parte fixa, e outra parte que se move e se expande quando o corpo é introduzido. Quando a parte móvel atinge o seu curso máximo, o desenvolvimento da secção da cabeça coincide com o perímetro da forma final do corpo.

No caso da foto nº 6, onde você pode ver a cabeça de expansão em primeiro plano, é uma ferramenta para recipientes retangulares. A parte inferior deste ferramental permanece fixa, enquanto a parte superior é elevada quando o corpo foi inserido, ou seja, o lado menor do retângulo com cantos arredondados coincide com a dimensão do lado menor do corpo expandido, enquanto o lado maior na posição retraída do ferramental é menor do que o lado maior do corpo. Isto permite que o corpo seja inserido sem dificuldade na sua posição inicial cilíndrica. Então a parte superior – ou concha – move-se para cima até o lado maior da ferramenta atingir o valor desejado para o recipiente.

O movimento da concha é feito pela ação de uma haste de expansão horizontal, que se move alternadamente sobre o eixo da ferramenta, equipada com planos inclinados, que atuam sobre outros – cunhas de expansão – colocados dentro da concha, o retorno ao ponto de partida é feito pela ação de molas.

Dependendo da forma desejada do recipiente, o desenho desta ferramenta pode variar, mas geralmente utilizando o princípio descrito acima, por exemplo, no desenho nº 7 é mostrada uma secção de uma cabeça de expansão para um recipiente quadrado. Neste caso, tem quatro conchas móveis, coincidindo com os quatro cantos, que se abrem empurrados pelas cunhas de expansão, sobre as quais actua a haste central de expansão. No centro das quatro faces estão posicionadas quatro conchas fixas que inicialmente centram o corpo quando este é alimentado em forma cilíndrica.

Figura nº 7: Secção transversal de uma cabeça de expansão

– Descarregar:

Uma vez transformado o corpo na sua nova forma, é removido da cabeça por meio de um braço extrator que o deposita no berço de descarga. Isto é transferido para a máquina seguinte por meio de um sistema de transporte. Quando a expansão é dupla, a produção de ambas as peças deve ser reunida em uma única pista.

Este tipo de expansor rápido também pode trabalhar com o corpo do recipiente na posição vertical. Nesta opção, a cabeça de expansão é suspensa e o recipiente é introduzido por baixo, por meio de uma placa com movimento para cima e para baixo.

Existem máquinas que têm uma terceira cabeça, cuja missão é aplanar as faces do corpo uma vez expandido, ou seja, marcar nestas faces algumas costelas ou facetas de reforço. Isto tem vários efeitos:

– Na operação de expansão, quando o metal excede o seu limite elástico, as ondulações ou deformações irregulares aparecem frequentemente nos lados maiores do corpo, o que dá ao recipiente uma má aparência. Com estes nervos, estas deformações são eliminadas.

– Estas costelas, que normalmente são posicionadas no sentido da altura e apenas nos lados maiores, dão mais resistência ao corpo do recipiente.

Esta terceira cabeça não é necessária em pacotes pequenos. Funciona através de um sistema combinado de estampagem do exterior para o interior de cada lado.

A tecnologia para a fabricação de recipientes não cilíndricos, também tem aplicação na produção de recipientes truncados cônicos, amplamente utilizados como recipientes para tintas e outros usos industriais. Estes recipientes utilizam diferentes tipos de fechos e os mais comuns são os chamados tipos “baldes”.

As técnicas de expansão exigem a utilização de metais de espessura um pouco mais elevada do que os seus homólogos cilíndricos e durezas mais baixas.

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