Estudo da estabilidade dimensional na co-extrusão de pisos para pneus

Abstract

A indústria de pneus apresenta uma vigorosa competitividade no crescimento e no desenvolvimento de novas estratégias para a melhoria do produto e otimização do processo produtivo. O processo de co-extrusão é utilizado na Continental Mabor para a produção do elemento mais externo do pneu- o piso. As linhas de co-extrusão da Continental Mabor são dotadas de um sistema de controlo das variáveis: massa linear e largura inicial, dos respetivos pisos. Quando existem não-conformidades face aos requisitos o sistema segrega esses pisos, internamente denomina-se os pisos não-conformes de workoff. No último ano, o desperdício médio gerado na co-extrusão de pisos – taxa de workoff- foi cerca de 12% o que se traduz num grande gasto de tempo, dinheiro e numa sobrecarga de produção. Partindo desta contextualização, esta dissertação proposta pela Continental Mabor- Indústria de Pneus, visava estudar as variáveis do processo que têm influência na instabilidade dimensional dos artigos extrudidos, em concreto na dimensão da largura inicial, por forma a determinar novas estratégias de otimização do processo de co-extrusão que permitam diminuir significativamente a taxa de workoff. Na primeira fase de desenvolvimento deste projeto recorreu-se à caraterização reológica da matéria-prima para aferir a sensibilidade da reologia dos materiais às variáveis do processo de co-extrusão. Estudou-se a variável “temperatura do perfil extrudido à saída da fieira” o que permitiu verificar que existia uma correlação entre a uniformidade da variável largura inicial e a temperatura do perfil. E realizou-se um diagnóstico do sistema de controlo inteligente do processo de co-extrusão (RMEA) que permitiu identificar a existência de lacunas nesse sistema de controlo. O que deu origem à segunda fase de desenvolvimento. Assim, surgiu uma proposta de novo modelo de controlo inteligente (EPIC) com novos parâmetros e com uma flexibilidade de controlo que irá permitir reduzir significativamente a taxa de workoff gerada.

The tire industry is vigorously competitive in the growth and development of new strategies for product improvement and production process optimization. The co-extrusion process is used at Continental Mabor to produce the outer element of the tire, commonly called tread. The co-extrusion lines at Continental Mabor are equipped with a control system for the weight, width and length dimensions. When non-compliances with the requirements occur, the system segregates these treads. Internally the non-compliant treads are called workoff. In the last year, the average waste created by the tread extrusion –workoff rate- was roughly 12% which translates in a big waste of time, money and a production overload. The start and stabilization phase of the extrusion –setup- is the stage that contributes the most for the workoff rate. Starting from this contextualization, this dissertation proposed by Continental Mabor- Industria de Pneus, aims to study the process variables that influence the dimensional stability of the extruded items, in particular the width dimension on the setup phase, to determine new optimization strategies of the co-extrusion process, that would allow to significantly reduce the workoff rate. In the first phase of development of this project, data was collected to proceed to the rheological characterization, even if preliminary, of the rubber, handled in the co-extrusion process to understand its behaviour and flow at the extrusion head. Tread production was monitored, and extrusion tests were made, to measure the temperature profile of the extruded profile right after its exit from the extrusion die, with the means to determine standard behaviour and/or disruptions in the extrusion temperature control. In the second phase, work was focused on understanding the behaviour of the current extrusion control system. With this, it was found that there were shortcomings in the current control system and during this dissertation, extrusion tests were made so that it was possible to plan a new control model with new parameters and control flexibility that will allow to significantly reduce the workoff rate generated.