Caracterização ótica e estudo do impacto da cor do PMMA num retrorrefletor

Abstract

Os retrorrefletores são acessórios óticos que se caracterizam por refletir a luz visível (ou parte dela) na mesma direção de incidência, sendo utilizados em grande escala como acessórios de segurança rodoviária, pois permitem que os outros visualizem o carro da frente. Por esta razão, os seus requisitos são muito exigentes e regem-se por regulamentações ou normas, como a regulamentação ECE para o mercado Europeu e SAE para o mercado Americano para o qual a peça em estudo nesta dissertação é fabricada. Uma das principais exigências está relacionada com o limite mínimo de reflexão que o retrorrefletor deve cumprir. De acordo com a regulamentação ECE a reflexão mínima é de 450mCd/lx, enquanto que para a regulamentação SAE é de 420mCd/lx. O retrorrefletor tem ainda outros requisitos tais como: não deve estilhaçar em caso de acidentes, não deve ser facilmente desmontado, deve manter as suas propriedades durante o tempo de vida útil do automóvel, a superfície deve ser de fácil limpeza e ser estanque. Devido à elevada concorrência de mercado e às exigências por parte dos clientes, surgiu a necessidade de otimizar a peça em termos do seu desempenho ótico e custo final. O trabalho realizado incide na seleção da matéria-prima que cumpra os requisitos de cor e reflexão exigidos para a peça, na otimização do seu processo produtivo por moldação por injeção, com vista à redução do custo da peça e finalmente, na obtenção de relações que permitam escolher o grau de material cumprindo os limites legais de reflexão exigidos, mas em realização de ensaios experimentais. Esta dissertação permitiu selecionar a cor ideal de matéria-prima para a produção dos retrorrefletores que cumprisse o limite de reflexão exigido. Conclui-se que os materiais com uma cor mais clara permitem um nível de coeficiente de reflexão superior. Assim, o material pode ser adquirido com a cor indicada a partir do fornecedor da matéria-prima ou por mistura de materiais existentes na empresa, ou seja, mistura entre um material mais escuro e material transparente obtendo-se um material com propriedades semelhantes a um outro grau de material do fornecedor. Relativamente ao processo produtivo concluiu-se ser possível a redução do tempo de ciclo, através da redução do tempo de arrefecimento aplicado na peça e ainda assim manter o coeficiente de reflexão dentro dos limites específicos. Este resultado mostra ser possível a redução do custo final da peça.

Retroreflectors are optical accessories that are characterized for reflecting the visible light (or part of it) in the same inciding direction, and are used in great scale as road safety accessories, because they make it possible for other drivers to see the car in front of them. For this reason, their requirements are very demanding and have to follow some regulamentation (norms), like the regulamentation ECE for the European market and the SAE for the American market, as the part in study is manufactured for both of them. One of the main requirement is related to the minimum reflection coefficient that the retroreflector must achieve. According to the ECE regulation the retroreflector has to accomplish a minimum level of reflection of 450mCd/lx, and for the SAE regulamentation it is 420mCd/lx. There are more requirements that the retroreflector must accomplish, such as: it can’t shatter in case of collision, it must not be easily disassembled, it must keep its properties during the vehicle lifespan, the surface must be easily cleaning and it has to be watertight. Due to the high competition on the market and to the high requirements of the final costumer, there’s a demand for a study that correlates the color of the raw material with the level of reflection, allowing to know which grade’s colors allow better optical performance. This work is focused on the selection of a raw material that accomplish the color requirements and retrorreflection required for the part, on the optimization of its injection molding productive process, with the attempt to reduce production costs and finally, on obtaining the relations that allow to choose the raw material grade, and at the same time accomplish the legal retrorreflection requirements without the need for run experimental trials. This dissertation allowed to select the ideal color of the raw material for the production of retrorreflectors that accomplish the minimum legal retrorreflection limit. Materials with a lighter color allow a better retrorreflection value. As so, the material can be bought with that color from the supplier, or can be achieved with a mix of materials that the company already buys, that meaning, a mix between a clearer and a darker material, achieving a material with similar properties to another grade from the supplier. As it goes for the productive process, it was possible to conclude that a reduction of the cycle time is possible, by reducing the cooling time, and yet achieve the minimum retrorreflection coefficient. This result allow for a reduction of the final cost of the part.