Estudo sobre as interações entre as variáveis do processo de produção de painéis aglomerados e produtos moldados de madeira

Abstract

O presente trabalho trata de estudo sobre as interações entre as variáveis do processo de produção de painéis aglomerados e produtos moldados, fabricados com partículas de madeira de pinus spp. industrializada, denominada comercialmente de “farinha de madeira”. Os produtos moldados foram produzidos em escala laboratorial com mistura de partículas de madeira com adesivo, em moldes de alumínio com a aplicação de pressão e temperatura. A pesquisa foi desenvolvida em três fases, sendo elas: 1. Fase preliminar, onde se realizou exercício empírico sobre os materiais para determinar parâmetros de moldagem; 2. Fase principal, onde foram avaliados os parâmetros de produção de aglomerados em escala laboratorial. Nesta fase o melhor resultado obtido foi para o tratamento com 20% de resina melamina-uréia-formaldeído (MUF); 3. Fase complementar, onde se utilizou o melhor tratamento obtido na fase anterior para fabricação de produtos moldados. Na moldagem, empregaram-se dois processos de formação de colchão em moldes de alumínio e com diferentes características geométricas para produção de aglomerados moldados. As peças moldadas foram analisadas com base na uniformidade dos perfis horizontal e vertical de densidade e correlacionadas com as propriedades de módulo de elasticidade e módulo de ruptura em flexão estática, compressão paralela e ligação interna através da analise de regressão linear. Experiências com tomografia computadorizada, foram executadas para observação visual do gradiente de densidade em teste não destrutivo da peça. Com a aplicação da equação de regressão obtida na fase principal, foi realizada a simulação da resistência das peças moldadas.

The present work studies the process of producing 3D molded wood products. The raw material investigated is industrialized wooden dust, which is commercially as “wooden flour”. The 3D molded wood products were manufactured in laboratorial scale using wooden flour mixed with adhesive. The process adopted aluminum dies with the simultaneous application of pressure and temperature. The research was developed in three phases. The first phase consisted of an exploratory case study that focused on the usage of different composition of materials in order to determine molding parameters. The second phase established the research protocol for the laboratorial experiments focusing on statistical generalization using a combination of structural, product and material variables. The study showed that optimum results, from a structural point of view were obtained using a composite with 20% of resin melamine-urea-formaldehyde (MUF). Finally, on the third phase of this research a case study was developed using the results of the previous phase regarding the composite characteristics. The molding process in this case study investigated the characteristics of vertical and horizontal composite layers on large and small objects using aluminum die on hot temperature. The analysis focused on the uniformity of the horizontal and vertical layers regarding its density and correlating this variable through linear regression with material properties such as elasticity module and rupture module in flexure and parallel compression. The researcher carried out further non-destructive tests with computerized tomography in order to visually identify the pattern of density across the composite. This test showed that the density was higher on the horizontal layers, which helped to support the findings on the destructive tests. The combined results of this research provide information and a method that can help wood engineers and designers to foresight structural resistance of a 3D product based on the material characteristics associated with the molding process. Such information, allied to the implications of the product format can enable a more efficient usage of wood as a material for product design.