Polmeros e Compsitos de Matriz

Polimrica para a Indstria da Defesa

Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica

Materiais no Metlicos

Ano Letivo 2015/2016

Trabalho Realizado Por:

Fbio Andr Martins Fernandes em11178

Joo Pedro Ribeiro Correia em12221

Docente Responsvel:

Prof. Antnio Torres Marques

2 2015 MNM

ndice ndice de Figuras ........................................................................................................................... 3

1. Introduo ............................................................................................................................. 4

1.1. Objetivos ....................................................................................................................... 4

1.2. Os Polmeros ................................................................................................................. 4

1.2.1. Polmeros Termoplsticos ..................................................................................... 4

1.2.2. Polmeros Termoendurecveis ............................................................................... 5

1.2.3. Elastmeros ........................................................................................................... 5

1.3. Os compsitos ............................................................................................................... 5

2. Processos de fabrico .............................................................................................................. 7

2.1. Extruso dos plsticos ................................................................................................... 7

2.1.1. Introduo ............................................................................................................. 7

2.1.2. Processo ................................................................................................................ 7

2.1.3. Diferentes tipos de extruso. ................................................................................ 8

2.2. Termoformao ........................................................................................................... 11

2.2.1. Introduo ........................................................................................................... 11

2.2.2. Processo .............................................................................................................. 11

2.2.3. Diferentes tcnicas .............................................................................................. 12

3 Aplicaes ............................................................................................................................ 14

3.1 Coletes de proteo .................................................................................................... 14

3.1.1 Requisitos ............................................................................................................ 14

3.1.2 Historia ................................................................................................................ 14

3.1.3 PPD-T, Kevlar ..................................................................................................... 16

3.1.4 UHMPE, Dyneema ou Spectra ......................................................................... 17

3.2 Protees Visuais ........................................................................................................ 17

3.2.1 Policarbonato (PC) ............................................................................................... 17

3.2.2 Requisitos ............................................................................................................ 18

3.2.3 Viseiras de capacetes .......................................................................................... 19

3.2.4 Vidros prova de bala ......................................................................................... 19

3.3 Veculo areo no tripulado (Drone) .......................................................................... 20

3.3.1. Requisitos ............................................................................................................ 20

3.3.2. Historia ................................................................................................................ 21

3.3.3. Fibra de carbono reforado ................................................................................. 21

4 Concluso ............................................................................................................................ 23

5 Referncias .......................................................................................................................... 24

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ndice de Figuras

Figura 1 - Os tipos de polmeros: Termoplstico, Elastmero e Termoendurecvel ..................... 5

Figura 2 - Exemplo esquemtico de um material compsito. ...................................................... 6

Figura 3 - Exemplo de uma estrutura sandwich ............................................................................ 6

Figura 4 - Esquema de um processo de extruso(3) ..................................................................... 7

Figura 5 - Fieira de co-extruso(5) ................................................................................................ 8

Figura 6 - Etapas de moldao por sopro ...................................................................................... 8

Figura 7 - Exemplo de extruso para revestimento de cabos(6) .................................................. 9

Figura 8 - Esquema de extruso por enchimento ......................................................................... 9

Figura 9 - Etapas da calandragem ............................................................................................... 10

Figura 10 - Etapas da termoformao ......................................................................................... 11

Figura 11 - Comparao entre moldes ........................................................................................ 12

Figura 12 - Termoformao a vcuo ........................................................................................... 12

Figura 13 - Termoformao mecnica ........................................................................................ 13

Figura 14 - Estrutura qumica do policarbonato ......................................................................... 18

Figura 15 - Evoluo dos capacetes de proteo ........................................................................ 19

Figura 16 - Outros exemplos de aplicaes com caractersticas e processos de fabrico

semelhantes ao das viseiras. ....................................................................................................... 19

Figura 17 - Esquematizao de um vidro prova de bala .......................................................... 19

Figura 18 - MQ-9 Reaper usado pelos Estados Unidos ............................................................... 21

Figura 19 - malha de fibra de carbono ........................................................................................ 22

4 2015 MNM

1. Introduo

1.1. Objetivos

Com este trabalho prtico pretendemos essencialmente dar a conhecer vrios tipos de

polmeros e compsitos de matriz polimrica, assim como as suas diversas aplicaes, utilizados

na indstria da defesa. Vamos abordar tambm o porqu da escolha de alguns materiais em

detrimento de outros em diversas aplicaes, baseando a nossa justificao nas propriedades

fsicas e qumicas dos materiais.

1.2. Os Polmeros

Os polmeros so macromolculas formadas a partir de unidades estruturais menores, os

monmeros. Os monmeros so molculas de baixa massa molecular que a partir de reaes

de polimerizao geram macromolculas polimricas.

Podem dividir-se em dois grupos, os polmeros naturais, que residem em organismos

animais ou vegetais, como por exemplo as protenas, os polissacardeos e o latex, e os polmeros

sintticos, que so aqueles que iram ser abordados neste trabalho.

Dentro dos polmeros sintticos existe trs grandes grupos: os Termoplsticos, os

Termoendurecveis e os Elastmeros.(1)

1.2.1. Polmeros Termoplsticos

Constitudos por estruturas de longas cadeias moleculares relativamente lineares e emaranhadas. So mais fceis de moldar a temperaturas mais elevadas que os restantes polmeros e conseguem manter a estrutura no arrefecimento. (2)

Exemplos de termoplsticos:

Policarbonato

Aplicaes: Cds, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de avies, coberturas translcidas, divisrias, vitrinas, etc.(1, 2)

Poliuretano

Aplicaes: Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de automveis, em mveis, isolamento trmico em roupas impermeveis, isolamento em refrigeradores industriais e domsticos, polias e correias.(1, 2)

PVC - Policloreto de vinilo ou cloreto de polivinila

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1.2.2. Polmeros Termoendurecveis

So geralmente constitudos por molculas pequenas, largamente reticuladas. O calor causa um endurecimento destes polmeros, e tambm faz com que no possam ser reciclveis. So polmeros rgidos e fortes, mas como consequncia, so tambm um material frgil.(1, 2)

Exemplos de termoendurecveis:

Baquelite

Aplicaes: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de amostras metalogrficas.

Polister

Aplicaes: usado em carrocerias, caixas d'gua, piscinas, dentre outros, na forma de plstico reforado (fiberglass).

1.2.3. Elastmeros

Capaz de sofrer grandes deformaes que so reversveis temperatura ambiente, pois so compostos por cadeias moleculares que vibram e se movem livremente. Reciclagem deste composto muito complicada. (1, 2)

Exemplos de elastmeros:

Polisopreno Bunas S

Aplicaes: pneus, cmaras-de-ar, vedaes, mangueiras de borracha.

Figura 1 - Os tipos de polmeros: Termoplstico, Elastmero e Termoendurecvel

1.3. Os compsitos Os compsitos so materiais obtidos artificialmente atravs da combinao de materiais

diferentes. Este tipo de material tem aplicaes nas mais diversas reas desde produtos

utilizados no nosso quotidiano at produtos de alta tecnologia.

6 2015 MNM

Os materiais presentes num material compsito podem ser classificados como material

matriz e material de reforo.(1, 3)

O material matriz o responsvel por conferir estrutura ao material compsito,

preenchendo assim espaos vazios entre os materiais de reforo, garantindo que estes

ltimos mantm as suas posies. As matrizes podem ser de material metlico,

cermico ou polimerico

O material de reforo o responsvel principal por conferir as propriedades mecnicas,

eletromagnticas ou qumicas do material compsito.

Figura 3 - Exemplo de uma estrutura sandwich

Figura 2 - Exemplo esquemtico de um material compsito.

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2. Processos de fabrico

2.1. Extruso dos plsticos

2.1.1. Introduo A extruso de plsticos um processo que permite fabricar produtos de plstico a partir de

matria-prima sob a forma de gros. Neste mtodo a matria-prima passa por uma linha de

produo at obtermos um produto final.(3, 4)

Este mtodo de produo utilizado na maior parte das vezes para produzir perfis e tubos, e

permite processar todos os tipos de polmeros sintticos falados anteriormente.

2.1.2. Processo O processo de extruso de plsticos consiste fazer passar sob a ao de presso um material

atravs de um orifcio com a forma desejada, de modo a que o material adquira uma seco

transversal igual do orifcio.(3, 4)

Figura 4 - Esquema de um processo de extruso(3)

Este processo consiste essencialmente em trs fases principais: a alimentao, a compresso e

injeo.(3)

Alimentao: o material transportado do alimentador, atravs da fora exercida pela

rosca, e aquecido para facilitar o seu transporte pela rosca de extruso.

Compresso: o dimetro da rosca vai aumentar ao longo do seu comprimento para

permitir uma maior compresso de modo a garantir a inexistncia de ar retido no meio

do material. O dimetro e a forma das roscas varia conforme o polmero que queremos

extrudir;

Injeo: o material expelido e obrigado a passar pelo orifcio de sada de modo a obter

o perfil desejado.

8 2015 MNM

2.1.3. Diferentes tipos de extruso.

2.1.3.1. Coextruso

O processamento de polmeros por coextruso permite a combinao de materiais polimricos

de forma simultnea, que combina de forma aditiva as propriedades dos materiais constituintes.

Este processo quando aplicado com uma fieira de extruso capaz de combinar os diferentes

materiais, permite a obteno de produtos difceis ou at impossveis de produzir de outra

forma. Este processo utilizado para a produo de cabos de cores diferentes para a eletricidade

ou para perfis de peas flexveis e rgidas. Em geral, uma extrudora principal cuida do

revestimento interno, enquanto uma coextrudora acompanha o processo alimentando o

revestimento externo.(5)

Figura 5 - Fieira de co-extruso(5)

2.1.3.2. Moldao por sopro

Este processo, inspirado no processo muito antigo de moldao de vidro pelo sopro, permite

obter peas como tanques, cilindros, garrafas e pequenos recipientes. Tem como principal

vantagem a produo de pejas sem emendas ou juntas.

Consiste num tubo de termoplstico semi-fundido (tambm chamado de prison), que preso

entre duas partes de um molde, e ento inflado ar para o tubo at o material preencher as

cavidades devido ao efeito da presso. Depois de entrar em contacto no molde, o corpo

solidifica adquirindo a forma do molde.(3)

Figura 6 - Etapas de moldao por sopro

9 2015 MNM

2.1.3.3. Extruso para revestimento de cabos

Este processo tem como principal objetivo realizar o revestimento de cabos metlicos com

polmeros, de modo a garantir o isolamento do cabo. Tambm pode ser aplicado para obter

cabos de fibra tica.(6)

Este processo comea com um aquecimento do cabo metlico a ser isolado, para garantir que o

polmero plastificado adira ao material do cabo. Aps a aplicao do revestimento o cabo

arrefecido, ao ar ou recorrendo a gua, e est pronto para ser enrolado numa bobina.(6)

Figura 7 - Exemplo de extruso para revestimento de cabos(6)

2.1.3.4. Extruso por enchimento

Neste processo, a extrusora acoplada a uma matriz anelar, normalmente virada para cima, o

tubo extrudido verticalmente enquanto inflado com ar. Este processo muito utilizado na

produo de embalagens e sacos do lixo.(3)

Figura 8 - Esquema de extruso por enchimento

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2.1.3.5. Calandragem

A calandragem consiste num processo contnuo em que um polmero extrudido e forado a

passar entre vrios cilindros aquecidos (calandras). O nmeros de cilindros varia conforme o

polmero a utilizar, o acabamento superficial desejado, a tecnologia aplicada, entre outros

fatores. O PVC (policloreto de vinil) o plstico de maior produo por calandragem.(3)

Figura 9 - Etapas da calandragem

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2.2. Termoformao

2.2.1. Introduo

A Termoformao de plsticos um mtodo de produo amplamente utilizado. um

processo rpido, de baixo custo inicial e com uma elevada simplicidade. O seu princpio

bsico da termoformao, uma operao realizada em folhas de polmero para as

tornar em produtos acabados, tais como, embalagens, canoas, etc.(4)

Na indstria de defesa, as viseiras de proteo dos capacetes, ou ainda os cockpits dos

helicpteros em policarbonato podem ser produzidos por este processo. Sendo estas

ltimas peas de tamanho significativo, a vantagem da termoformao, que o

polmero no sofre tanto cisalhamento durante a moldao como o que acontece na

injeo. As cadeias de polmero no se orientam e as excelentes propriedades ticas do

policarbonato no so alteradas.

2.2.2. Processo

Aquecimento: Uma folha ou placa de termoplstico aquecida.

Perodo de deformao: Subida do molde - Aps a temperatura de amolecimento ser

atingida, a folha pressionada contra o molde.

Perodo de deformao: O polmero adere ao molde - O polmero adquire a forma do

molde.

Arrefecimento

Libertao e acabamento: retirada a pea do molde e so feitos os acabamentos

necessrios.

Figura 10 - Etapas da termoformao

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2.2.3. Diferentes tcnicas

2.2.3.1 Formao macho (molde positivo) ou fmea (molde negativo)

2.2.3.2 Formao com pr-formao

Pode ser realizada a vcuo ou mecanicamente.

Na termoformao a vcuo, a placa termoplstica presa nas bordas de um molde e

aquecida at amolecer. O ar da cavidade do molde removido por uma bomba de

suco. Ao ser criado vcuo na parte inferior, a presso atmosfrica acima da placa fora

a mesma contra o molde, e deste modo adquire a sua forma.

Figura 12 - Termoformao a vcuo

Figura 11 - Comparao entre moldes

13 2015 MNM

Na termoformao mecnica, aps o aquecimento, a placa prensada entre um

molde macho e uma fmea montados sobre uma prensa. O molde mantido

fechado at ser atingida a forma pretendida. Este um processo mais caro que

os anteriores pois so necessrios dois moldes na sua utilizao.

Figura 13 - Termoformao mecnica

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3 Aplicaes

3.1 Coletes de proteo

3.1.1 Requisitos A proteo dos soldados e foras policiais uma das maiores preocupaes e um dos grandes

alvos da pesquisa na indstria de defesa. A maior fonte de proteo utilizada so os coletes de

proteo.(7, 8)

A fim de puderem ser utilizados e garantir uma maior proteo estes tero de:

Ser prova de bala e bem como prova de estilhaos;

Ser leves para permitir a melhor mobilidade possvel aos soldados;

Manter as propriedades do colete independentemente das condies

meteorolgicas no local.

3.1.2 Historia

3.1.2.1 Passado Primeira Guerra Mundial (1914-1918)

Os pases participantes na Primeira Guerra Mundial comearam a guerra sem qualquer tentativa

de fornecer aos soldados uma armadura de proteo. Foi com o aumento da necessidade de

proteger suas tropas que os governos comearam investigaes em vista a proteo dos

soldados.

Os Estados Unidos Da Amrica desenvolveram uma armadura (Brewster Body Shield) capaz de

parar balas a uma velocidade de 820 m/s. Era constituda por uma liga de ao com elementos

de liga de crmio e nquel, que por consequncia era uma armadura muito pesada (18 Kg) e

volumosa.

Todos os pases tentaram desenvolver armaduras para proteger as suas tropas em combate,

mas nunca eram prticas devido ao seu peso excessivo.(7)

15 2015 MNM

Figura 14 - tropas americanas a usar o Brewster Body Shield

No ps-primeira guerra, grupos criminosos nos Estados Unidos comearam a usar roupas

acolchoadas de algodo, esta era uma forma mais barata e tambm menos pesada que

conseguia parar projteis a uma velocidade de 300 m/s. Para contrariar a estes avanos dos

criminosos, o FBI comeou a usar novas armas capazes de perfurar estes coletes, tornando-os

ineficazes.(7)

Segunda Guerra Mundial

Desde o incio desta guerra que so feitos esforos para proteger os soldados mas estas

investigaes no conseguem acompanhar o desenvolvimento das munies, que so cada vez

mais potentes. O nico tipo de proteo que foi realmente eficaz foi desenvolvido por uma

empresa Britnica, para ser usado pela Fora Area. Este era um colete prova de estilhaos

que no servia para parar balas a alta velocidade e era feito em tecido de nylon.(7)

Ps-Segunda Guerra Mundial - 1980

Durante a Guerra da Coreia os Estados Unidos desenvolveram um colete feito de fibras de

plstico reforado tecido num colete de nylon. Diz-se que o colete era capaz de parar balas de 7

mm e teve tambm uma melhoria significativa em relao ao peso.

Em 1969 a American Body Armor fundada e comea a produzir uma combinao patenteada

de nylon coberto com vrias placas de ao. Este colete foi produzido pela Smith & Wesson e foi

o primeiro a ser usado em larga escala pelas foras policiais.

Na dcada de 70, a empresa DuPont apresenta um componente de fibras sintticas que vai

revolucionar este mercado, o Kevlar. At que no ano de 1975 o fundador da American Body

Armor produz um colete feito de Kevlar, era constitudo por 15 camadas deste novo material e

uma placa de ao ao nvel do corao para uma maior proteo nessa rea.(7)

1980-Presente

Desde a descoberta feita pela DuPont que novas empresas tentam replicar e produzir novas

fibras para aplicar em coletes de proteo, e tambm com aplicaes em inmeras outras reas.

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Esta fibras so mais resistentes e mais leves que o ao e passaram assim a ocupar um lugar de

destaque no que aos coletes de proteo diz respeito.(7)

3.1.2.2 Presente Atualmente, os coletes tm como objetivo proteger o trax, abdmen e as costas

contras projteis balsticos ou estilhaos provenientes de granadas. So feitos

principalmente de Kevlar, sendo tambm possvel a colocao de placas de metal ou

cermica em stios estratgicos para permitir parar projteis disparados por armas de

calibre superior. Esta soluo aumenta em parte o peso do colete.(7)

Materiais usados:

Famlia das fibras de aramida;

Fibras de polietileno de ultra alto peso molecular, UHMWPE;

3.1.2.3 Futuro No futuro existem diversos desafios para ultrapassar, e conseguir assim uma melhor proteo.

Em primeiro lugar a descoberta de novos materiais mais eficazes e mais leves pode ajudar no

desenvolvimento desta indstria. tambm necessrio arranjar uma forma eficaz de aumentar

a rea de proteo oferecida pelos coletes que no prejudique os movimentos ao utilizador nem

aumente o peso deste.

3.1.3 PPD-T, Kevlar

Ilustrao 1 - Estrutura molecular do Kevlar

O poli (p-fenileno-tereftalamida) ou (PPD-T) um polmero termoplstico pertencente famlia

das fibras de aramida. Este polmero encontra-se disponvel comercialmente sob o nome

Kevlar(8)

Vantagens

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Boa resistncia trao

Baixa densidade

Dilatao trmica nula

Absorve as vibraes

Excelente resistncia ao choque e a fadiga

Desvantagens

Preo elevado

M resistncia

Maqunagem difcil

Baixa resistncia presso

3.1.4 UHMPE, Dyneema ou Spectra O polietileno de ultra alto peso molecular um polietileno de elevada densidade, caracterizado

por uma excelente resistncia abraso e ao impacto. Devido ao seu elevado peso molecular,

apresenta um ndice de fluidez muito baixo, o que faz com que a sua moldao seja difcil.

As cadeias de UHMWPE so extremamente longas, na ordem de vrios milhes de meros. Como

resultado, um material muito resistente, apresentando atualmente a maior resistncia ao

choque de entre os materiais termoplsticos. tambm altamente resistente a produtos

qumicos corrosivos, tem um baixo coeficiente de atrito e absorve pouca humidade. So auto-

lubrificantes e altamente resistentes abraso, podendo em algumas formas, ser at 15 vezes

mais resistente abraso que o ao.

Apesar destas vantagens, o UHMWPE tem uma resistncia trmica muito mais baixa do que

outras fibras de alta resistncia. O seu ponto de fuso a cerca de 130C sendo que a sua

utilizao no aconselhvel a temperaturas superiores a 80 100 C durante largos perodos

de tempo.(9, 10)

3.2 Protees Visuais

As protees visuais so todo o tipo de ferramentas capazes de proteger a integridade fsica de

um utilizador com necessidade de ver atravs da mesma. uma ferramenta essencial para

condutores de automveis com vidros prova de bala, pilotos de avies cujo vidro envolvente

do cockpit tem de resistir a embates de aves, bem como a viseira de um capacete de polcia que

tambm tem de resistir a impactos. O componente responsvel por estas caractersticas o

policarbonato (PC), que como veremos adiante tem propriedades excelentes neste tipo de

aplicaes.

3.2.1 Policarbonato (PC)

Os policarbonatos so um tipo de polmeros de cadeia longa formados por grupos funcionais

unidos por grupos de carbonato, como podemos ver na figura seguinte:

18 2015 MNM

Figura 14 - Estrutura qumica do policarbonato

Tem como caracterstica principal o facto de serem moldados quando aquecidos, chamados por

isso termoplsticos e so usados amplamente hoje em dia nas mais diversas reas.

O policarbonato apresenta uma densidade de 1,20 [/3], cristalinidade muito baixa,

incolor e transparente. altamente resistente ao impacto devido sua estabilidade

dimensional, e relativamente boa resistncia chama. (11)

Vantagens:

Estabilidade dimensional;

Resistncia ao impacto;

Estabilidade trmica;

Isolante;

Elevada dureza temperatura ambiente.

Desvantagens:

Perca significativa de propriedades acima dos 60C;

Propicio a formar microcracks;

Baixa resistncia aos riscos;

Devido a estas propriedades um plstico com muita utilidade na engenharia. O seu preo varia

entre os 3,3 e 4 /kg.(12)

3.2.2 Requisitos Para ser realmente uma mais-valia na rea da proteo visual, estas aplicaes tm cumprir

certos requisitos e caractersticas, tais como:

Ser transparente para garantir uma boa viso;

Absorver choque de impactos de modo a proteger o utilizador;

Ser leve para permitir mobilidade;

Possibilidade de conferir formas necessrias.

19 2015 MNM

3.2.3 Viseiras de capacetes Uma das principais aplicaes na rea das protees visuais so as viseiras dos capacetes, em

especfico neste trabalho vai ser abordado os capacetes de polcia de choque. Desde os tempos

medievais que os soldados eram equipados com este tipo de protees, inicialmente feitas de

ferro com pequenos orifcios (elmos) que permitiam ver atravs deles.(13)

Com a evoluo dos tempos, esses elmos, que inicialmente eram feitos de ferro hoje em dia so

feitos de materiais compsitos, e a sua viseira feita em policarbonato bastante espesso.

O processo de termoformao (abordado no capitulo 2.2) hoje em dia usado amplamente para

a produo deste tipo de viseiras, pois permite obter formas complexas (curvas) de maneira

simples, rpida e econmica.

De referir tambm que este processo tambm utilizado na produo de outro tipo de

equipamento relacionado com a industria da defesa como por exemplo, escudos anti-motim,

cockpit de avies de guerra, etc

Figura 16 - Outros exemplos de aplicaes com caractersticas e processos de fabrico semelhantes ao das viseiras.

O futuro deste tipo de equipamentos passa pelo desenvolvimento de novos materiais capazes

de oferecer ainda mais resistncia e um peso especfico mais baixo de maneira a aumentar a

segurana do utilizador, bem como aumentar a sua mobilidade/conforto na utilizao do

equipamento.

3.2.4 Vidros prova de bala Os vidros prova de bala so uma das grandes aplicaes onde o policarbonato tem muita

utilidade. Estes vidros caracterizam-se por serem muito resistentes a impactos balsticos de alta

Figura 15 - Evoluo dos capacetes de proteo

Camada de vidro

Policarbonato

20 2015 MNM

velocidade, serem transparentes e desta forma garantir a proteo dos ocupantes de veculos

de transporte de chefes de estado, celebridades e pessoas muito importantes.(14)

Os vidros prova de bala so normalmente construdos usando varias camadas de

policarbonato, termoplsticos e camadas de vidro dispostas alternadamente. O nmero de

camadas (espessura final) varia conforme o calibre das balas que for projetado para

suportar.(11)

Este tipo de vidros, depois de pronto sujeito a testes, onde so disparadas balas de diferentes

calibres a distancias definidas pelos testes, e tendo em conta o resultado dos testes, o ser

aprovado para certo grau de blindagem. A produo de vidros prova de bala sujeita a

legislao de modo a controlar o seu processo de fabrico e qualidade.(15)

Existem enumeras empresas dedicadas produo deste tipo de produto devido demanda

nos dias de hoje, de entre todas as empresas podemos destacar as principais, com o nome

comercial do seu vidro balstico:(16)

MAKROCLEAR - produzido pela Arla Plast;

ArmoMax - produzido pela Propex;

TUFFAK - produzido pela Alro Plastic;

LEXAN - produzido pela Sabic;

SENTRYGLAS produzido pela DuPont.

Hoje em dia o exercito dos E.U.A est a desenvolver uma nova classe de armaduras

transparentes tendo por base o Oxinitrido de Aluminio (ALON aluminum oxynitride) para uso

em camadas externas em blindagens. No futuro este tipo de produto prev-se que venha a

substituir o tradicional vidro prova de bala com camadas Vidro/Policarbonato, porque para

alem de ter uma resistncia maior a impactos balsticos, oferece um peso mais baixo, podendo

assim diminuir os custos de operaes de veculos blindados.(16)

3.3 Veculo areo no tripulado (Drone)

3.3.1. Requisitos Os Drones so veculos areos no tripulados que podem ter diversas aplicaes, quer em

aplicaes civis, quer na indstria da defesa. Foi esta ltima quem desenvolveu esta tecnologia

devido a necessidade crescente de entrar em territrio inimigo sem ser visualizado, e tambm

para no ocorrer o perigo de perdas humanas. Assim necessrio que:

21 2015 MNM

Os veculos sejam leves para ter uma maior autonomia.

Resistentes a condies meteorolgicas adversas.

Resistente a quedas.

3.3.2. Historia Os veculos no tripulados comearam a ser desenvolvidos em 1916. O primeiro aparelho teve

o nome de Sopwith AT e foi desenvolvido pela British Royal Flying Corps durante a 1 guerra

mundial. Inicialmente estes aparelhos tinham muitas limitaes quer a nvel tecnolgico, quer a

nvel de materiais utilizados no seu processo de fabrico, devido a terem estruturas muito

pesadas construdas maioritariamente por ligas de ao ou de alumnio.(17, 18)

Figura 18 - MQ-9 Reaper usado pelos Estados Unidos

O desenvolvimento desta tecnologia cresceu exponencialmente, e at ao presente houve

inmeros desenvolvimentos. Para se ultrapassar os problemas relacionados com o peso destes

veculos, a resposta natural foi a utilizao de polmeros compsitos. Atualmente estes

aparelhos tm uma autonomia muito mais elevada, e so muito mais resistentes s condies

adversas que encontram em terreno inimigo. O principal material compsito utilizado a fibra

de carbono reforado.(17, 18)

3.3.3. Fibra de carbono reforado

22 2015 MNM

Figura 19 - malha de fibra de carbono

A fibra de carbono reforado um polmero compsito com uma matriz de resina polimrica.

Caratersticas:

Alta proporo resistncia-peso

Resistncia elevada

Resistncia ao desgaste

Rigidez elevada

Mdulo de elasticidade elevado

Preo elevado

23 2015 MNM

4 Concluso

Nos dias de hoje a indstria da defesa e os polmeros e compsitos de matriz polimrica esto

em constante evoluo. Por isso, no futuro expectvel que estas duas reas estejam ainda

mais relacionadas, de modo a ser encontradas solues cada vez mais viveis para suprimir as

deficincias ainda presentes na indstria da defesa.

Sendo a indstria da defesa uma rea com especificaes muito elevadas para os seus produtos

e aplicaes, prova que os materiais polimricos e compsitos que so utilizados nesta rea,

conseguem responder com sucesso s demandas desta rea substituindo materiais como por

exemplo, os metais que como do conhecimento geral apresentam propriedades de resistncia

muito elevadas, mas em contrapartida um preo elevado. Isto acontece devido capacidade de

os materiais polmeros apresentarem propriedades mecnicas comparveis dos metais e em

certos casos at superior.

A indstria da defesa uma rea com elevado investimento financeiro, por parte de governos

que se preocupam ativamente em proteger os seus cidados, sendo que este investimento ir

permitir desenvolver materiais cada vez mais evoludos.

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