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IINTRODUÇÃONTRODUÇÃO AOSAOS MMATERIAISATERIAIS
CCOMPÓSITOSOMPÓSITOS
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OIC – Secção de Colagens e Materiais OIC – Secção de Colagens e Materiais CompósitosCompósitos
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CONTEÚDOCONTEÚDO
11 Noções Básicas Noções Básicas
22 Classificação dos Materiais e Estruturas Classificação dos Materiais e Estruturas
44 Exemplos de Aplicações – Família AIRBUS A320 Exemplos de Aplicações – Família AIRBUS A320
33 EPI – Equipamento de Protecção Individual EPI – Equipamento de Protecção Individual
55 Vantagens e Desvantagens Vantagens e Desvantagens
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1.1. NOÇÕES BÁSICAS NOÇÕES BÁSICAS
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A palavra A palavra compósitocompósito está relacionada com a está relacionada com a definição de mistura.definição de mistura.
Mistura resulta da união, Mistura resulta da união, homogénea ou não, de homogénea ou não, de
substâncias diferentes, substâncias diferentes, conservando as suas conservando as suas
propriedades específicas!propriedades específicas!
A + B + ... + N A + B + ... + N = ...= ...
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o osso o osso humano...humano...
i.e. i.e. Na Natureza podemos classificar como Na Natureza podemos classificar como materiais compósitos... materiais compósitos...
teia de aranha...teia de aranha...
o tronco das arvores...o tronco das arvores...
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O QUE É QUE O QUE É QUE DISTINGUE OS DISTINGUE OS
MATERIAIS MATERIAIS COMPÓSITOS DOS COMPÓSITOS DOS
RESTANTES RESTANTES MATERIAIS?MATERIAIS?
Se todos os materiais resultam da mistura de 2 ou Se todos os materiais resultam da mistura de 2 ou mais componentes...mais componentes...
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Material CompósitoMaterial Compósito
Um material compósito define-se Um material compósito define-se como uma combinação como uma combinação
macroscópica de 2 ou mais macroscópica de 2 ou mais materiais, na qual é identificável a materiais, na qual é identificável a
sua interface,sua interface,
ou seja,ou seja,
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ADESIVADESIVOO
FIBRAFIBRA
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Desde muito cedo que o ser Humano compreendeu Desde muito cedo que o ser Humano compreendeu que podia misturar as matérias paraque podia misturar as matérias paramelhorar as suas propriedadesmelhorar as suas propriedades......e de forma “inocente” concebeu os primeiros e de forma “inocente” concebeu os primeiros Materiais Compósitos industriais,Materiais Compósitos industriais,
ADOBE...ADOBE...
BETÃO BETÃO ARMADO...ARMADO...
MADEIRAS MADEIRAS PRENSADAS...PRENSADAS...
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As novas fibras de alta As novas fibras de alta performance, de performance, de CARBONOCARBONO e e
ARAMIDAARAMIDA, surgiram nas décadas de , surgiram nas décadas de 60 e 7060 e 70
Só na década de 40, no pós guerra, é que as fibras Só na década de 40, no pós guerra, é que as fibras de de VIDROVIDRO foram introduzidos na Indústria foram introduzidos na Indústria AeronáuticaAeronáutica
A A AIRBUSAIRBUS introduziu os introduziu os materiais compósitos na materiais compósitos na estrutura primária na estrutura primária na década seguinte década seguinte
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A excelente A excelente performanceperformance dos compósitos de fibras dos compósitos de fibras conduziu à sua utilização generalizada, conduziu à sua utilização generalizada, nomeadamente, nas áreas do lazer...nomeadamente, nas áreas do lazer...
pranchas de pranchas de surf...surf...
canas de canas de pesca...pesca...
automóveis..automóveis....
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RESUMORESUMO
A.A. Um material compósito é a combinação Um material compósito é a combinação macroscópica de 2 ou mais materiais, cuja macroscópica de 2 ou mais materiais, cuja interface éinterface é identificávelidentificável
B.B. Os materiais são combinados em função das Os materiais são combinados em função das propriedades pretendidas para o produto finalpropriedades pretendidas para o produto final
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2.2. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS E CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS E
ESTRUTURASESTRUTURAS
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FIBRASFIBRAS
Na Indústria Aeronáutica utilizam-se 4 tipos de Na Indústria Aeronáutica utilizam-se 4 tipos de fibras...fibras...
VIDROVIDRO
CARBONOCARBONO
ARAMIDARAMIDAA
QUARTZOQUARTZO
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FIBRASFIBRAS
FIBRAS = REFORÇOSFIBRAS = REFORÇOS
Têm como objectivo: Têm como objectivo:
Suportar os esforçosSuportar os esforços
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RESINASRESINAS
TERMOPLÁSTICAS TERMOPLÁSTICAS (processo de catálise reversível)(processo de catálise reversível)
As resinas são polímeros orgânicos...As resinas são polímeros orgânicos...
TERMOENDURECÍVEIS TERMOENDURECÍVEIS (processo de catálise (processo de catálise irreversível, dependente da adição de 1 endurecedor)irreversível, dependente da adição de 1 endurecedor)
Em função do tipo de cura (endurecimento) Em função do tipo de cura (endurecimento) podemos distinguir 2 grupos distintos:podemos distinguir 2 grupos distintos:
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RESINASRESINAS
Após a mistura da Após a mistura da Resina TermoendurecívelResina Termoendurecível com o com o EndurecedorEndurecedor (ou catalizador) inicia-se um processo (ou catalizador) inicia-se um processo de polimerização exotérmico, ou seja, que liberta de polimerização exotérmico, ou seja, que liberta calor...calor...
MISTURAR MISTURAR SEMPRESEMPRE DE ACORDO COM AS INSTRUÇÕES DO DE ACORDO COM AS INSTRUÇÕES DO FABRICANTE!FABRICANTE!
RESINA + ENDURECEDOR = RESINA + ENDURECEDOR = ADESIVOADESIVO
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Os principais tipos de Os principais tipos de Resinas TermoendurecíveisResinas Termoendurecíveis utilizadas na Indústria Aeronáutica são:utilizadas na Indústria Aeronáutica são:
RESINASRESINAS
POLIAMIDAS POLIAMIDAS (estruturais, resistentes a altas (estruturais, resistentes a altas
temperaturas)temperaturas) EPÓXIDAS EPÓXIDAS (Estruturais)(Estruturais)
FENÓLICAS FENÓLICAS (u(utilizadas no IC devido ao seu baixo nível de tilizadas no IC devido ao seu baixo nível de toxicidade e flamabilidade – FAR/JAR 25)toxicidade e flamabilidade – FAR/JAR 25)
POLIÉSTER POLIÉSTER (cura rápida à temperatura ambiente)(cura rápida à temperatura ambiente) EPÓXIDO-FENÓLICAS EPÓXIDO-FENÓLICAS (híbridas)(híbridas)
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RESINASRESINAS
ADESIVO = MATRIZADESIVO = MATRIZ
Tem como objectivos: Tem como objectivos:
Garantir a geometria dos componentesGarantir a geometria dos componentes
Transmitir os esforçosTransmitir os esforços
Proteger os ReforçosProteger os Reforços
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ESTRUTURASESTRUTURAS
Existem 2 tipos de estruturas constituídas por Existem 2 tipos de estruturas constituídas por Materiais Compósitos:Materiais Compósitos:
““SANDWICH”SANDWICH” (camadas de materiais distintos)(camadas de materiais distintos)
MONOLÍTICAMONOLÍTICA (apenas tecidos impregnados)(apenas tecidos impregnados)
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ESTRUTURASESTRUTURAS
TECIDOSTECIDOS
MONOLÍTICAMONOLÍTICANINHO DE NINHO DE ABELHAABELHA
““SANDWICH”SANDWICH”
TECIDOSTECIDOS
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RESUMORESUMO
A.A. Fibras Fibras
Vidro, Carbono, Aramida e QuartzoVidro, Carbono, Aramida e Quartzo
B.B. Resinas Resinas
TermoplásticasTermoplásticas
TermoendurecíveisTermoendurecíveisEstruturais – Poliamidas e EpóxidasEstruturais – Poliamidas e Epóxidas
Fenólicas ou Epóxido-FenólicasFenólicas ou Epóxido-Fenólicas
PoliésterPoliéster
C.C. Estruturas Estruturas
““Sandwich” e MonolíticaSandwich” e Monolítica
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3.3. EPI – EQUIPAMENTO DE PROTECÇÃO EPI – EQUIPAMENTO DE PROTECÇÃO
INDIVIDUALINDIVIDUAL
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TAMPÕES DE OUVIDOSTAMPÕES DE OUVIDOS
O ruído diminui a capacidade auditiva O ruído diminui a capacidade auditiva
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MÁSCARAMÁSCARA
As partículas das fibras em suspensão no ar As partículas das fibras em suspensão no ar alojam-se nas cavidades pulmonares alojam-se nas cavidades pulmonares
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PROTECÇÕES DE BRAÇOS – PROTECÇÕES DE BRAÇOS – “MANGUITOS”“MANGUITOS”
Os solventes secam a pele e quando o contacto é Os solventes secam a pele e quando o contacto é prolongado podem provocar eczemas crónicosprolongado podem provocar eczemas crónicos
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LUVAS DE “LATEX”LUVAS DE “LATEX”
As resinas possuem agentes tóxicos que podem As resinas possuem agentes tóxicos que podem provocar lesões cutâneas a longo prazoprovocar lesões cutâneas a longo prazo
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ÓCULOSÓCULOS
As poeiras das fibras e os solventes irritam a As poeiras das fibras e os solventes irritam a superfície ocularsuperfície ocular
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CALÇADOCALÇADO
Sola resistente a óleos e solventes, com biqueira Sola resistente a óleos e solventes, com biqueira de açode aço
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4.4. EXEMPLOS DE APLICAÇÕES – Família AIRBUS EXEMPLOS DE APLICAÇÕES – Família AIRBUS
A320A320
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Aproximadamente 15% do peso de um A320-200 é Aproximadamente 15% do peso de um A320-200 é manufacturado em Materiais Compósitos...manufacturado em Materiais Compósitos...
o que representa um total superior a 6 ton!o que representa um total superior a 6 ton!
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Flaps - Flaps - InboardInboard e e OutbordOutbord
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Portas do Trem Principal e do Trem de Proa...Portas do Trem Principal e do Trem de Proa...
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Estabilizador Horizontal e Vertical...Estabilizador Horizontal e Vertical...
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Capotagens da Capotagens da FanFan ( (Fan CowlsFan Cowls)...)...
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SlatsSlats e e SpoilersSpoilers......
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Mantas para Isolamento Térmico e Acústico...Mantas para Isolamento Térmico e Acústico...
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Painéis do Chão da Cabine...Painéis do Chão da Cabine...
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Condutas de Ar Condicionado...Condutas de Ar Condicionado...
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Bagageiras...Bagageiras...
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““Nose Radome”...Nose Radome”...
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Flap Track FairingsFlap Track Fairings ou “Canoas das Calhas dos ou “Canoas das Calhas dos Flaps”...Flaps”...
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GalleysGalleys e outros... e outros...
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5.5. VANTAGENS E DESVANTAGENS VANTAGENS E DESVANTAGENS
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VANTAGENSVANTAGENS
1.1. Redução de peso face a uma elevada Redução de peso face a uma elevada resistênciaresistência 2.2. Resistência à corrosão Resistência à corrosão
3.3. Construção de formas complexas Construção de formas complexas
4.4. Melhor acabamento superficial Melhor acabamento superficial
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DESVANTAGENSDESVANTAGENS
1.1. Custo elevado dos materiais e dos processos Custo elevado dos materiais e dos processos de fabricode fabrico 2.2. Corrosão galvânica das ligas de Alumínio Corrosão galvânica das ligas de Alumínio (Carbono)(Carbono) 3.3. Protecção contra descargas eléctricas Protecção contra descargas eléctricas e e antiestáticasantiestáticas (Aramida, Vidro e Quartzo)(Aramida, Vidro e Quartzo)
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