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7/25/2019 processos-compositos

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Prepregs

Os tecidos e as fibras so impregnados pelo fabricante dos materiais, sob calor e presso ou com o

solvente, com uma resina pr-catalizada. O catalisador em grande parte latente temperaturaambiente que proporciona aos materiais vrias semanas, ou por vezes meses, de vida til quando estdescongelado. No entanto, para se prolongar a vida de armazenamento, os materiais so armazenadoscongelados.

A resina geralmente slida temperatura ambiente, de forma que os materiais pr-impregnados douma sensao pegajosa, idntica da fitacola.

Os pr-impregnados so colocados sobre a superfcie do molde, limpa-se a embalagem com o aspiradore depois aquece-se a 120-180 C. A presso adicional para a moldagem geralmente proporcionada poruma autoclave que possa aplicar at 5 atmosferas de presso laminagem.

Opes dos materiais

Resinas: Geralmente epxi, polister, resinas fenlicas e de alta temperatura tais como poliamidas,steres do cianato e bismaleimides.

Fibras: Qualquer uma.

Ncleos: Qualquer um, embora seja necessrio utilizar espumas especiais devido s altas temperaturasenvolvidas no processo.

Principais vantagens

Os nveis de resina/catalisador e o contedo de resina nas fibras so fixados exactamente pelofabricante dos materiais. Pode-se alcanar com segurana um alto contedo em fibras

Os materiais tm caractersticas excelentes de sade e de segurana para o trabalho com os mesmos.

A qumica da resina pode ser optimizada para o funcionamento mecnico e trmico, com as resinas dealta viscosidade sendo impregnveis devido ao processo de fabrico.

Potencial para a poupana da automatizao e do trabalho.

Principais desvantagens

Elevado custo dos materiais pr-impregnados.

So geralmente necessrias as autoclaves para a cura do componente. Este caro, lento no seufuncionamento e de tamanho limitado.

necessrio que os materiais do molde possam suportar as temperaturas e as presses deprocessamento.


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Usos tpicos

Componentes estruturais dos avies, carros de corridas F1, e materiais desportivos tais como raquetesde tnis, etc.

PREPREGS DE BAIXA TEMPERATURA DE CURA

O processo de fabrico com pr-impregnados que se curam a baixas temperaturas exactamente igualao dos pr-impregnados convencionais, mas a qumica das suas resinas permite que a cura sejaalcanada a temperaturas entre os 60 C e os 100 C. Na cura a 60 C, a vida do material pode-se limitara to pouco como uma semana, mas a temperaturas superiores a 60 C a vida do material pode ser devrios meses.

Os perfis do fluxo dos sistemas da resina permitem o uso das presses do saco de vcuo, evitando anecessidade de autoclaves.

Opes dos materiais

Resinas: Em geral somente epxi.

Fibras: Qualquer uma.

Ncleos: Qualquer um, embora a espuma standard do PVC necessite de um cuidado especial.

Principais vantagens

Todas as vantagens associadas ao uso de pr-impregnados convencionais tambm se verificam no casodos pr-impregnados de baixa temperatura de cura.Podem ser utilizados materiais mais baratos, tais como a madeira, dado que a cura efectuada abaixas temperaturas.Podem-se fazer facilmente grandes estruturas, dado que s necessria a presso do saco de vcuo, eo aquecimento a estas temperaturas mais baixas pode ser alcanada tendo os fornos com circulao dear quente simples, "in-situ" frequentemente construda sobre o componente.Podem-se utilizar os materiais convencionais de ncleos de espuma de PVC, proporcionando certosprocedimentos.Baixo custo energtico.

Principais desvantagens

O custo dos materiais continua a ser mais alto do que para os tecidos no pr-impregnados. necessrio um forno e um sistema de embalamento de vcuo para se curar o componente. necessrio que o molde possa suportar as temperaturas envolvidas (60-100 C).Associa-se um custo energtico temperatura de cura.

Usos tpicos

Lminas de alto rendimento de turbinas elicas, iates de competio, de resgate e de longos cursos,componentes dos comboios.


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Infuso

Os processos de molde fechado que actualmente so utilizados em maior grau, so RTM, RTM light eInfuso, e cada um destes mtodos apresenta diferentes vantagens aos fabricantes de PRFV.

O primeiro processo de molde fechado desenvolvido foi o RTM, que evoluiu para RTM Light para sereduzir o custo dos moldes, que por sua vez evoluiu para Infuso para se solucionarem os problemascom as peas de maior tamanho.

A Infuso utiliza um saco de vcuo sobre um molde aberto (macho ou fmea). A resina introduzida nomolde pela presso de vcuo, molhando as fibras e sanduche secas do interior.

A diferena principal entre os trs mtodos lquidos da moldagem est no tipo de moldes utilizados. NoRTM, a Innova Composite utiliza dois moldes rgidos (macho e fmea), embora estes sejam de fabricomuito caro e s sejam prticos para os componentes de tamanhos pequenos-mdios. A vantagem doRTM est no facto de se poder utilizar uma presso negativa muito alta, o que acelerarconsideravelmente o processo e tambm poder realar as caractersticas de resistncia da laminagem.Tambm possvel aplicar calor aos moldes, que encurtaro o tempo de cura. O RTM tipicamenteutilizado para uma grande srie de componentes pequenos.

Na moldagem pelo processo RTM-Light, um dos moldes semi-rgido e tipicamente fabricado comouma laminagem monoltica fina. O RTM-Light consideravelmente mais barato do que o RTM, masainda requer uma srie de produo bastante grande para que o custo seja mais competitivo do que oda Infuso. Obviamente, uma vantagem apresentada pelos RTM e RTM-Light comparados com a Infusoest no facto de podermos obter um bom acabamento superficial (gel-coat) nos dois lados do produto.

Vantagens da Infuso

Processo reproduzvel.Qualidade da laminagem constante, com uma fraco de cerca de 55-60% em peso, alm de uma baixapercentagem de ar.Melhor relao resina/fibra, devido reduo da percentagem de resina.No necessrio um alto investimento para se implantar o processo.Rapidez no processo de laminagem, reduo do tempo de ciclo do molde at 20%, comparado com ocontacto manual.Reduz a exposio do operrio a emisses de estireno, dado que as mesmas se reduzem em 95%.Proporciona um ambiente de trabalho mais limpo, porque se evitam salpicaduras e acessriosimpregnados de resina.Reduo de custos, pelo facto de se reduzirem os resduos a gerir.Melhor acabamento superficial.

Qualidade da laminagem

Reduo do peso da laminagem.Reduo da espessura da laminagem.Aumento da resistncia mecnica da laminagem.A quantidade de resina em cada laminado ser constante.Pode-se predizer a % de fibras da laminagem.

Requisitos para a execuo da Infuso


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Estanquidade de vcuo do saco e do molde. Distribuio apropriada dos pontos de injeco de resina e extraco de ar para se evitarem reassecas de resina na laminagem.Relao Quantidade de resina/Tempo de gel.Os moldes devem ter superfcie no seu contorno para se poder fechar o saco de vcuo.

Condies ambientais.

Formas de distribuir a resina

Uso de redes de distribuio sobre a laminagem habitual. Este mtodo proporciona um bom laminado,mas mais lento e requer muitos materiais consumveis.

Uso de esteira unifilo e materiais como o Rovicore. Este mtodo proporciona um bom avano de fluxo,mas as laminagens so mais pesadas e com menor percentagem de fibras.

Ncleos para Infuso. So ncleos concebidos para infuso com canais e perfuraes. Com estes ncleos

obtm-se um avano rpido da resina e uma laminagem de boa qualidade. o mtodo maisrecomendado quando j se est a trabalhar com estruturas sanduche, e o que a Innova Composite vaiutilizar.

Importncia do avano de fluxo da resina

Um maior caudal de resina facilita comprimentos mais longos do fluxo e permite o aumento da distnciaentre as linhas de entrada de resina, pelo que:

-Permite a infuso de peas maiores.

-Impregnao mais rpida e fcil.

-Maior facilidade para se escolher o sistema resina-catalisador ptimo.

-Menor quantidade de consumveis.

Nas instalaes da INNOVA COMPOSITE utiliza-se o processo de Infuso no fabrico de peas de grandesrequisitos estruturais, e de tamanhos grandes e variveis


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R.T.M. (Resin Transfer Moulding)

RTM o acrnimo de Resin Transfer Moulding, que significa Moldagem por Transferncia de Resina.Este processo de fabrico de peas compsito executado com molde fechado constitudo por duaspartes, que unidas formam uma cavidade em que se colocam os reforos (fibras, ncleos, insertos, etc.)antes de se efectuar a injeco da resina.

Nos processos de RTM e RTM-Light a resina injectada por uma mquina a uma determinada presso,sempre ligeiramente inferior que mantm os rebordos do molde fechados.

No processo de RTM clssico, os rebordos do molde so fechados com sistemas que resistem a muitapresso, dado que a injeco efectuada sem assistncia de vcuo e a uma grande presso. Por estemotivo, as paredes dos moldes devem ser de grande espessura e geralmente reforadas com estruturas

metlicas muito potentes.

No caso do RTM-Light, a diferena fundamental est no facto de a injeco de resina ser assistida porvcuo e, deste modo, a presso necessria para que a resina impregne os reforos no to elevada.Isto traduz-se no facto de as paredes dos moldes poderem ser mais finas e os fechos dos rebordos noserem necessariamente to potentes. No RTM-Light os rebordos mantm-se geralmente unidos porvcuo.

A injeco e a cura podem ter lugar temperatura ambiente ou a altas temperaturas.

Matrias-primas

Resinas: Geralmente epxi, polister, vinilster e fenlica, embora se possam usar resinas detemperaturas altas como o bismaleimides a altas temperaturas do processamento. Estas resinas sosempre de baixa viscosidade.

Fibras: Qualquer uma. Os materiais cosidos trabalham bem neste processamento, dado que os vospermitem o rpido transporte da resina.

Ncleos: Os tecidos em favo de abelha no, dado que as clulas se encheriam de resina, e as pressesprovocariam uma ligeira compresso da espuma.

Principais vantagens:

Podem-se obter lminas com um elevado volume em fibras com volumes de ar muito baixos.

Boas condies de sade e segurana, e tambm ambientais devido ao facto de se trabalhar com moldefechado.

Os dois lados da pea tm uma superfcie com bom acabamento (gel-coat).

Principais desvantagens:

A estampagem cara e pesada para resistir s presses.

Geralmente limitado aos componentes de menor tamanho.


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Podem-se produzir reas no impregnadas.

Usos tpicos:

Em pequenas peas complexas de componentes de avies e automoo, assentos de comboio, etc. aINNOVA COMPOSITE utiliza o RTM-Light no fabrico de peas de grandes requisitos estruturais, e de

tamanhos mdios.

Projeco simultnea

A moldagem por projeco simultnea representa uma primeira evoluo da moldagem por laminagemmanual. A diferena bsica entre os dois mtodos reside no facto de, com o procedimento porprojeco simultnea, as fibras e a resina serem aplicadas simultaneamente sobre um moldeconvenientemente preparado, por intermdio de um equipamento de projeco.

Matrias-primas

So as mesmas que as expostas na moldagem por contacto mo, com particularidades como o factode as resinas deverem ter uma viscosidade inferior da ordem dos 3 a 5 poises a 25 C, que permitamuma pulverizao e impregnao.

A principal diferena em matrias-primas est no tipo de reforo utilizado, que neste caso ser umroving que se corta a um comprimento compreendido entre 25 e 40 mm, se mistura com a resina e seprojecta sobre a superfcie do molde. Trata-se de um roving montado, isto , constitudo por umdeterminado nmero de fios de base, sendo o ttulo mais utilizado o de 2.400 tex.

Maquinaria e ferramentas

excepo da mquina de projeco, que necessita de um compressor, so as mesmas que no caso damoldagem por contacto mo (rolos, brochas, tesouras, etc.).

As pistolas de projeco esto equipadas com um terminal misturador (em caso de mistura interna) oucom duas boquilhas de projeco (em caso de mistura externa), alm do dispositivo de corte das fibras.

Na maioria dos casos, o sistema de corte das fibras consiste em dois rolos mveis, um deles de ao,equipado com lminas, e o outro de borracha. O roving passa entre os dois e cortado com ocomprimento estabelecido pelo dimetro e nmero de lminas.


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Mtodo operativo

1.Preparao do molde e aplicao do gel-coat.2.Preparao da resina.3.Regulao da mquina.4.Projeco simultnea.

5.Impregnao e anulao de bolhas.6.Polimerizao.7.Desmoldagem.8.Rebarbamento.

Projeco simultnea

Forma das peas- Qualquer umaDimenses -Sem limitesEspessuras- A partir de 1 mmRaios de curvatura- Mnimo de 5 mm

ngulos de desmoldagem- At 0Possibilidade de insertos -SimAspecto Uma face- lisa% de reforo -25-30%Sries de fabrico- PequenasMo-de-obra Qualificao -mdiaInvestimentos -ReduzidosProdutos utilizados Agentes de desmoldagem, Gel-coats, cargas (opcional), resinas, fibras, etc.

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