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Tecnologia de processos e aplicações aeroespaciais em compósitos termofixos
waldomiro moreira
Novembro 2010
MATERIAIS COMPÓSITOS – O QUE SÃO?
Definição geral de compósitos: "materiais estruturais com duas ou mais fases macroscópicas e que têm
propriedades mecânicas melhores que as de cada fase considerada isoladamente”.
Definição de compósitos poliméricos: ´"material estrutural resultante da combinação de polímeros com fibras
de reforço. As fibras mais usadas são as de carbono e as de vidro. Os polímeros podem ser termoplásticos ou
termofixos".
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MATERIAIS COMPÓSITOS - MATERIAIS
RESINAS TERMOPLÁSTICAS – PROCESSADAS POR CALOR E PRESSÃO
EX. PA (NYLON), PEEK (POLIETER ETER CETONA), PI (POLIIMIDA) ETC.
RESINAS TERMOFIXAS –
PROCESSADAS POR REAÇÕES QUÍMICAS
EP (EPOXI), VER (ESTER VINÍLICA), BI (BISMALEIDINA)
CERÂMICA
METAIS 3
REFORÇOS
-VIDRO (E)
-VIDRO (S)
-ARAMIDA (AMIDA AROMÁTICA)
-CARBONO
-BORO
-WISKER METÁLICO
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RESINAS POLIESTER E VINIL ESTER
•RESINAS POLIESTER:REAÇÃO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
SATURADOS E INSATURADOS E ÁLCOOIS POLIFUNCIONAIS (GLICOIS) POSTERIORMENTE DILUIDOS EM MONÔMERO DE ESTIRENO
•RESINAS VINIL ESTER :REAÇÃO DE EPICLORIDINA (EPOXI) + BISFENOL
“A” OU BISFENOL “F” PROPOXILADO E ÁCIDO ACRÍLICO OU ÁCIDO METACRÍLICO POSTERIORMENTE DILUIDOS EM MONÔMERO DE ESTIRENO
MATERIAIS COMPÓSITOS RESINA EPOXI
Epoxies são polieteres construidos a partir de monômeros no qual cada 3 grupos eter são denominados anéis de epoxi
Polimerizam em temperatura ambiente ou a quente dependendo do catalisador
Podem ser formuladas para baixa propagação de fogo e baixa emissão de fumaça
RESINA TERMOFIXA BISMALEIDA
Bismaleida
Produto de reação de maleico com imida
Suporta temperatura contínua de trabalho até 2500C
Não propaga fogo
MATERIAIS COMPÓSITOS APLICAÇÕES TÍPICAS - 1991
FIBRAS DE VIDRO: E (ELETRICAL) S (STRENGTH)
VIDRO FUNDIDO
15500C1250+- 0.5 0C
FIEIRA
FILAMENTOS
TRATAMENTO SUPERFICIAL
COM EMULSÃO PVA + SILANO
E ANTIESTÁTICO
ENROLADEIRA
PRODUÇÃO DE “TORTA” > MATERIA PRIMA PARA ROVING, MANTA E TECIDOS
•MATÉRIAS PRIMAS: QUARTZO (SiO2 / Al2OH3/ CaO) etc.
FIBRAS DE VIDRO
FIBRAS ARAMIDA
OBTIDAS A PARTIR DE ARAMIDA (NYLON – AROMATIC RING AMID)
DISSOLVIDAS EM SOLVENTE A QUENTE E FIBERIZADAS
FIBRAS DE CARBONO
OBTIDAS A PARTIR DO ESTIRAMENTO A VÁCUO EM ALTAS
TEMPERATURAS DO POLIACRILONITRILA (PAN)
FIBRAS COMBINADAS – CRITÉRIO DE SELEÇÃO
PROCESSOS DE MOLDAGEM
•FILAMENT WINDING (ENROLAMENTO FILAMENTAR
PROCESSO PREFORMAGEM & TECELAGEM
VACUUM-BAG
–PREPREGS CURADOS A VÁCUO EM AUTO-CLAVE
INFUSÃO A VÁCUO
RTM RESIN TRANSFER MOLDING
Injeção de laminado teste
Resina tipo:
Cycom X890RTM.
Temperatura do Molde: 80ºC.
Temperatura de resina:18º C.
Espessura da cavidade: 2mm.
Pressão de injeção: 1 Bar.
Tempo de injeção:120 seg.
Teor de Fibra em volume:60%.
MOLDAGEM FECHADA
RTM CONVENCIONAL
MATERIAIS DE NÚCLEO
FIBRA DE CARBONO
APLICAÇÕES E-787
FUSELAGEM E-787 BOEING
AIRBUS A-380
SISTEMAS FREIO CARBONO-CARBONO
SPACESHIP II VÔO SUB-ORBITAL
MONITORAMENTO ESTRUTURAL
MONITORAMENTO EM TEMPO REAL (SHM)
MONITORAMENTO EM TEMPO REAL (SHM)
AUTO REGENERAÇÃO
AUTO REGENERAÇÃO – RESINA + ENDURECEDOR “IN SITU”
