INJEÇÃO DE RECICLADO 59 No caso das alterações térmicas, a consistência do processo é até mesmo superior a 80% em comparação com o processo convencional. No entanto, as propriedades mecânicas foram superiores em mais de 1 MPa com o controlo de processo convencional, o que poderá dever-se a um nível de pressão inferior do plano experimental para o controlo da pressão da cavidade. Em conclusão, os resultados mostram claramente o potencial do controlo de processo com base em variáveis de processo. Através do controlo unificado de fase da pressão da cavidade, as flutuações do lote, bem como as influências térmicas, podem ser compensadas. A qualidade pode ser ajustada especificamente através do nível de pressão de retenção. Esta abordagem aumenta significativamente a consistência do processo quando se processam materiais reciclados pós-consumo, o que permite utilizar o material para novas aplicações, aumentar a utilização de resíduos pós-consumo para novos produtos e cumprindo os objetivos climáticos. 1.1 Introdução Com um volume total de processamento de 14,23 milhões de toneladas só na Alemanha, os materiais reciclados pós-consumo (PCR) representam 1,02 milhões de toneladas, uma quota de aproximadamente 7%, e continuam a aumentar cerca de 4,1% ao ano [LSH20]. É necessário aumentar a processabilidade dos resíduos plásticos para se conseguir uma indústria de plásticos recicláveis. O polipropileno (PP) é o plástico mais utilizado para artigos produzidos em massa através de moldagem por injeção e representa a segunda maior parte de PCR a seguir ao PE [LSH20]. Os resíduos são triturados, lavados, criteriosamente classificados, secos e extrudidos para produzir um novo granulado de plástico [RAK17]. A norma DIN ISO/TR 17098 [NN14] especifica a reciclagem dos resíduos de plástico pós-consumo e as substâncias e materiais que os constituem. No entanto, os níveis dos constituintes individuais permanecem amplos em várias percentagens, o que faz com que as propriedades do material difiram muito de um lote para outro. Entre os componentes incompatíveis encontram-se os metais, o vidro e o papel [NN14]. A utilização de materiais reciclados provoca flutuações nas condições de processamento devido à diferente composição e ao historial dos lotes de material [MK11, BB14]. As flutuações na qualidade da peça resultante aumentam com a utilização de materiais reciclados e provocam uma diminuição das propriedades mecânicas e óticas da peça [ASUM03, MOY08]. A investigação sobre a reciclagem pós- -consumo é débil devido à grande variação na composição do material reciclado, o que dificulta a obtenção de condições de ensaio reproduzíveis [BHHM08, PH07, vCA+21]. Por conseguinte, a reprodutibilidade do processo é baixa através da utilização de PCR, o que é provocado pela baixa consistência das propriedades dos PCR, para além das influências perturbadoras habituais, como as alterações no processo térmico. Investigações recentes já demonstraram que a utilização de um conceito de controlo de processo em tempo real pode permitir um melhor processamento e uma maior consistência do processo para o processamento de material reciclado [MDK+20]. No entanto, o conceito de controlo de processos apresentado limita-se ao controlo da fase de injeção. Este artigo propõe um conceito alternativo de controlo de processos baseado na pressão da cavidade, que controla o processo numa abordagem de unificação de fases, especificando uma referência de pressão da cavidade para o ciclo completo. O objetivo é aumentar a consistência do processo ao processar diferentes materiais em diversas condições ambientais para que seja possível produzir peças de qualidade constante. 1.2 Estado da técnica O processo convencional de moldagem por injeção consiste numa fase de injeção controlada pela velocidade e numa fase de manutenção da pressão controlada pela pressão. A comutação entre estas fases depende do tempo ou das variáveis do processo. O processo é influenciado por diversas perturbações, pelo que o ponto de comutação ideal entre as fases de injeção e de manutenção da pressão deve ser ciclicamente adaptado às condições atuais do processo, a fim de evitar perdas de qualidade [KVW+10, Sch19, Ste07]. Alguns fabricantes de máquinas de moldagem por injeção já desenvolveram procedimentos que adaptam o ponto de comutação e a fase de manutenção da pressão às condições atuais do processo, a fim de compensar as alterações do processo [GM16, NN17, ST17]. No entanto, estes sistemas são soluções individuais de diferentes fabricantes e continuam a utilizar a comutação discreta, mantendo a indefinição das condições do processo no ponto de comutação como um ponto débil do processo [KVW+10, HH20]. No Instituto de Processamento de Plásticos (IKV) foi desenvolvido um método para resolver o problema da comutação, que utiliza os conhecimentos disponíveis sobre o processo através de modelos fundamentados fisicamente e aplica informações de fases cruzadas para o controlo do processo. O objetivo é permitir um processo contínuo e reproduzível de injeção e manutenção da pressão apesar das perturbações do processo. A pressão da cavidade é utilizada como única variável controlada para todo o processo de enchimento, o que permite um controlo holístico do processo. A vantagem de uma abordagem de controlo baseada em modelos (MPC)
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