O papel da calandragem na fabricação de juntas de borracha: uma perspectiva técnica e comercial

As juntas de borracha são componentes indispensáveis em uma vasta gama de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, máquinas industriais e encanamento. Sua função primária é criar uma vedação estática entre duas superfícies de contato, impedindo o vazamento de fluidos ou gases e excluindo contaminantes. O desempenho, a confiabilidade e a longevidade dessas juntas dependem diretamente dos processos de fabricação empregados. Dentre esses processos, a calandragem se destaca como um método altamente eficiente, preciso e escalável para moldar borracha em folhas contínuas de espessura uniforme e características de superfície específicas — o estado semiacabado essencial para a maioria da produção de juntas.

Este artigo descreve o papel fundamental da calandra no ecossistema de fabricação de juntas de borracha, detalhando suas contribuições técnicas para a qualidade do produto e seus significativos benefícios comerciais.

Uma calandra é essencialmente uma série de rolos maciços, usinados com precisão e aquecidos, montados em uma estrutura robusta. Esses rolos giram em direções opostas, funcionando sob configurações de temperatura, velocidade e folga cuidadosamente controladas. O processo pode ser dividido em etapas sequenciais:

• Preparação da Alimentação: O material de borracha composto, tendo sido misturado em misturadores internos (por exemplo, misturadores Banbury) e frequentemente pré-aquecido em um moinho, é alimentado na fenda — a folga entre os dois primeiros rolos da calandra. A consistência e a temperatura da alimentação são críticas para uma operação estável.

• Laminação: À medida que a borracha passa pelas fendas entre os rolos, ela é submetida a enormes forças de cisalhamento mecânico e compressão. Essa ação plastifica ainda mais o composto, o homogeneíza e o força em uma folha contínua. A folga final entre os dois últimos rolos determina a espessura nominal da folha.

• Combinação de Tecido (Opcional): Uma aplicação primária na fabricação de juntas é a produção de compósitos de borracha e tecido. Nesse cenário, um substrato de tecido (como algodão, nylon ou aramida) é alimentado diretamente na fenda da calandra junto com a borracha. A pressão força a borracha para os interstícios da trama do tecido, criando um laminado forte e colado. Isso é crucial para a fabricação de juntas reforçadas que exigem maior estabilidade dimensional e resistência à tração.

• Resfriamento e Recolhimento: A folha quente, recém-calandrada, é então transportada sobre uma série de tambores de resfriamento ou através de um túnel de resfriamento. Esta etapa é vital para definir as dimensões da folha, evitar a vulcanização prematura (queima) e reduzir a pegajosidade para facilitar o manuseio. A folha resfriada é finalmente enrolada em rolos grandes para armazenamento e processamento subsequente.

As configurações da calandra variam, sendo as mais comuns as calandras de 4 rolos "L invertido" e "tipo Z", que oferecem controle superior de espessura e são ideais para fricção ou revestimento por imersão de tecidos.

A calandra não é apenas um dispositivo de formação de folhas; é um determinante crítico da qualidade final da junta. Suas funções são multifacetadas:

O papel mais evidente da calandragem é produzir estoque de folhas com tolerâncias de espessura excepcionalmente consistentes e precisas em toda a sua largura e comprimento. Para juntas, a espessura uniforme é inegociável. Ela garante a compressão previsível durante a montagem, levando a uma distribuição uniforme da tensão de vedação. Qualquer desvio pode resultar em áreas localizadas de baixa tensão, que se tornam potenciais caminhos de vazamento. Calandras modernas com sistemas automatizados de controle de calibre (por exemplo, varredura por raios beta ou laser) podem manter tolerâncias dentro de ±0,05 mm ou melhor, um nível de precisão essencial para aplicações de alto desempenho.

A ação de rolagem de alta pressão elimina o ar aprisionado e compacta o composto de borracha, aumentando sua densidade e reduzindo a porosidade. Uma estrutura não porosa e homogênea é fundamental para a integridade da vedação de uma junta, pois os poros podem formar canais interconectados para a migração de fluidos ou gases. Além disso, a homogeneização garante que os enchimentos, curativos e outros aditivos sejam distribuídos uniformemente, garantindo propriedades físicas consistentes em toda a junta.

O acabamento da superfície dos rolos da calandra é transferido diretamente para a folha de borracha. Ao usar rolos com um polimento espelhado, uma superfície muito lisa pode ser obtida, o que é benéfico para a vedação contra flanges usinados com precisão. Por outro lado, rolos com acabamento fosco ou gravados podem ser usados para criar texturas de superfície específicas. Uma superfície texturizada pode aumentar a área de vedação efetiva, acomodar pequenas imperfeições do flange e, em alguns casos, ajudar a reter selantes.

Como mencionado, a calandragem é o método mais eficiente para unir borracha a tecidos de reforço. A calandra aplica uma fina camada controlada (um "revestimento por imersão") de borracha no tecido, penetrando na trama para criar um bloqueio mecânico. Esse processo produz folhas compostas que combinam a elasticidade de vedação da borracha com a resistência ao rasgo, a resistência à tração e o alongamento limitado do tecido. Esta é uma tecnologia fundamental para a fabricação de juntas de cabeçote, juntas de coletor e outras vedações estáticas de alta tensão.

A calandragem é um processo contínuo, capaz de produzir milhares de metros lineares de material em folha por hora. Essa alta produtividade a torna excepcionalmente econômica para execuções de produção de grande volume, um requisito comum em indústrias como a fabricação automotiva. Ela se integra perfeitamente a uma linha de produção que inclui as etapas subsequentes de corte, perfuração e vulcanização.

De uma perspectiva comercial, a adoção da calandragem oferece várias vantagens convincentes:

• Custo-Benefício: A alta velocidade e a natureza contínua do processo resultam em um custo por unidade mais baixo para o material em folha em comparação com processos em lote, como moldagem por compressão para volumes semelhantes.

• Escalabilidade: Uma vez que uma linha de calandra é configurada e otimizada para um composto específico, ela pode funcionar por longos períodos com intervenção mínima, correspondendo perfeitamente às demandas de pedidos em larga escala.

• Eficiência de Material: O processo gera sucata mínima em comparação com a moldagem, especialmente ao produzir juntas em branco simples a partir de folhas grandes. O material de corte pode frequentemente ser reciclado de volta ao processo.

• Flexibilidade: Uma única calandra, com as devidas trocas de rolos e ajustes de processo, pode lidar com uma ampla gama de compostos de borracha (NBR, EPDM, FKM, etc.) e produzir folhas de espessuras e larguras variadas.

• Consistência de Qualidade: O alto nível de automação e controle na calandragem moderna garante que as propriedades do material sejam reproduzíveis de lote para lote, reduzindo falhas relacionadas à qualidade e custos associados.

É instrutivo comparar a calandragem com outros métodos comuns de formação de folhas:

• Vs. Extrusão: A extrusão força a borracha através de uma matriz para criar um perfil. Embora excelente para vedações longas e contínuas com seções transversais complexas, a extrusão é geralmente menos capaz do que a calandragem de produzir folhas muito largas e ultrafinas com o mesmo nível de controle de espessura. As folhas calandradas também costumam ter qualidade de superfície superior.

• Vs. Moldagem por Compressão: A moldagem é ideal para produzir peças acabadas e vulcanizadas com geometrias 3D complexas. No entanto, para produzir estoque de folhas simples e planas, a moldagem é um processo em lote mais lento, mais trabalhoso e de custo mais alto. A calandragem é a escolha inequívoca para criar a matéria-prima para juntas em branco.

A calandra é muito mais do que uma simples peça de maquinaria industrial; é um facilitador vital da qualidade, eficiência e economia na indústria de juntas de borracha. Sua capacidade de fornecer folhas de borracha precisas, consistentes e homogêneas — tanto sem suporte quanto reforçadas com tecido — com características de superfície sob medida, a torna um primeiro passo indispensável na produção em massa de vedações estáticas confiáveis. A superioridade técnica da folha calandrada em termos de controle de espessura, densidade e integridade estrutural, combinada com seus significativos benefícios comerciais em escalabilidade e custo-efetividade, solidifica seu papel como um processo fundamental. Para os fabricantes que visam competir nos mercados de alto volume e sensíveis à qualidade de juntas de borracha, dominar o processo de calandragem não é uma opção, mas uma necessidade. Os avanços contínuos nos sistemas de controle da calandra e a integração com a análise de dados da Indústria 4.0 prometem aprimorar ainda mais sua precisão, eficiência e proposta de valor nos próximos anos.