Simulação do processo de sopro de garrafas de poli(tereftalato de etileno) a partir de pré-formas disponíveis através do método de elementos finitos.

Abstract

Estudo do sopro de garrafas de poli(tereftalato de etileno) através do processo de injeção e sopro, utilizando softwares de modelamento e simulações e a análise pelo método de elementos finitos, visando a uma melhor adequação do projeto de frascos desse material e a redução de peso. O estudo foi conduzido a partir de pré-formas existentes e com foco no processo de dimensionamento dos frascos, abordagem cuja bibliografia disponível é escassa ou mesmo inexistente. Para tanto, foi executado extenso levantamento bibliográfico dos fatores limitadores, relacionados às proporções pré-forma/garrafa e critérios de qualidade aplicáveis ao processo de design, bem como o levantamento e o delineamento das variáveis de processo a serem consideradas no dimensionamento de garrafas e frascos de PET obtidos através desta tecnologia. Foi executado o projeto de um frasco, considerando os limites estabelecidos e a redução de peso, considerando a seleção de matéria-prima disponível no mercado regional. Foram aplicados e validados softwares de modelação paramétrica e análise via método de elementos finitos, os quais possibilitaram a simulação do processo de sopro a partir das entradas de dados referentes às variáveis de processo indicadas na pesquisa bibliográfica. Utilizando essa abordagem, foram feitas simulações do processo de sopro e das solicitações mecânicas relacionadas à aplicação, com a finalidade de avaliar a eficiência do design das embalagens e permitir um dimensionamento correto e eficiente dos frascos. Os dados obtidos nas simulações foram verificados através da fabricação de protótipos, utilizando o mesmo material, pré-forma e dados de processo considerados no ambiente virtual. Os impactos econômicos, culturais e sociais dessa possível redução são discutidos, tendo em vista o papel dos empreendimentos industriais de pequeno porte, os quais poderão se beneficiar dos resultados deste estudo. Os resultados obtidos indicam a viabilidade de se produzir frascos de 500 mL destinados a bebidas carbonatadas a partir de pré-formas de 18 gramas, com redução de até 21% do peso das embalagens, mantendo-se o padrão de gargalo de 28 mm.