Retrofitting de uma prensa de pratos quentes

Modo de funcionamento

Prensas como a do PIEP podem chegar até perto dos 400 °C e suscitar cerca de 80 Ton de carga efetiva. O seu objetivo principal passa por cumprir ciclos térmicos controlados, garantindo uma distribuição uniforme de calor e carga. O processo de aplicação de temperatura e pressão é iterativo e controlado por módulos de PID (Proportional Integral Derivative) que “direcionam” constantemente os atuadores para os valores definidos. Na prática, os pratos da prensa são aquecidos até temperaturas conhecidas de termoformação/fusão dos materiais a processar, e mantidos sob pressão durante um intervalo de tempo específico. Segue-se a fase de arrefecimento, que pode ser auxiliada por um sistema de circulação de água, para otimizar a estabilização da temperatura mínima. O resultando é uma peça rígida, da forma do molde que é aplicado.

Vantagens do processo de fabrico

Uma das grandes vantagens deste processo é a variedade de materiais com que permite trabalhar (desde compósitos, termoendurecíveis, termoplásticos, elastómeros, espumas, e até mesmo orgânicos).

No PIEP, a prensa de pratos quentes desempenha um papel essencial no desenvolvimento de soluções inovadoras para a valorização de materiais em fim de vida. Possibilita explorar novas abordagens de combinação e reutilização de plásticos e outros, inclusive elementos naturais.

Figura 2. Exemplos de placas fabricadas na prensa de pratos quentes do PIEP, a partir de material reciclado ou orgânico.

Por que foi necessário o retrofitting

O equipamento no qual assenta este caso de estudo data a sua produção de 1982 – uma época em que a tecnologia era essencialmente analógica e apresentava fortes limitações de operação. O seu controlo exigia intervenção manual constante, através de botões físicos, e não possuía qualquer sistema de registo de parâmetros (pré-processo) ou de armazenamento de dados (pós-processo) para análise do desempenho – o que tornava o equipamento fortemente dependente da atuação humana e reduzia a sua repetibilidade e fiabilidade.

Áreas de intervenção

Para ultrapassar estas limitações e prolongar a vida útil desta prensa, foi levada a cabo uma intervenção de retrofitting* assente nestes 3 pilares da Indústria 4.0:

• Digitalização: na conversão dos valores analógicos para digitais e no armazenamento destes, viabilizando a análise do processo; e na criação de uma dashboard de controlo e monitorização;
• Automação: na inclusão de um dispositivo industrial dedicado, para habilitar ciclos automatizados;
• Programação: na criação do programa ladder (PLC) e do backend e frontend da dashboard.

Alterações efetivas

Como resultado, no exterior do quadro elétrico foi adaptada uma HMI (Human-Machine Interface), substituindo os botões por um ecrã tátil, e no interior um PLC (Programmable Logic Controller), substituindo relés por um autómato. Manteve-se a maioria da estrutura eletrónica antiga, acrescentando apenas os componentes necessários ao retrofitting, e modificando as ligações de forma a serem completamente compatíveis com os novos controladores instalados.

_{*Retrofitting refere-se à atualização de um equipamento antiquado, dotando-o de tecnologias contemporâneas.}

Emanuel Silva, Catarina Gil Carvalho, Carlos Ribeiro
PIEP – Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros

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