Os materiais compósitos possuem diversas propriedades que trazem inúmeros benefícios na fabricação de peças. Conhecê-los é o primeiro passo para definir a melhor escolha e garantir a qualidade do produto final.
O que são os materiais compósitos?
Os compósitos são a união de dois ou mais materiais distintos que formam um terceiro material que traga as características específicas dos materiais utilizados.
Os compósitos possuem divisões básicas, que são:
Matriz: pode ser cerâmica, metálica ou polimérica. Geralmente, os metais e os polímeros são escolhidos como os materiais de matrizes, por apresentarem características frequentemente requisitada pela indústria.
Material de reforço: podendo ser partículas, ou material fibroso.
A partir dessa fase de matriz e de reforço, pode-se trabalhar com as proporções, e/ou as características de cada uma para atingirem as propriedades requisitadas, como por exemplo: maior resistência mecânica, resistência à temperatura, maior dureza, flexibilidade, entre outras.
O que diferencia os compósitos de outros materiais que também podem ser combinados (assim como ligas metálicas, por exemplo) é o fato de que a combinação é feita de forma macroscópica, ou seja, vista a olho nu.
Quais são as principais propriedades dos materiais compósitos?
As propriedades dos materiais compósitos variam devido a diversos fatores, como por exemplo, a presença de bolhas na resina ou má adesão da resina em relação às fibras.
Considerando isto, as principais propriedades avaliadas para os materiais compósitos são, a resistência à tração das fibras, assim como o limite de resistência à fadiga, essas propriedades podem ser obtidas através dos ensaios de tração e fadiga, respectivamente.
Quais são as principais aplicações dos materiais compósitos?
Atualmente, os materiais compósitos são amplamente utilizados em diferentes tipos de indústria, dentre elas, temos:
Indústria aeroespacial e militar – rigidez mecânica e baixa densidade são critérios essenciais e determinantes. Nesse setor, os compósitos são utilizados das seguintes formas:
Principais peças estruturais (flap e aerofólio, hélices e freios aerodinâmicos)
Fuselagem das aeronaves
pás do rotor e cabinas dos helicópteros
Peças de estrutura secundária (pisos, portas, cadeiras, ar condicionado, tanques)
Peças para os motores de avião
Painéis à prova de balas (feitos de aramida – Kevlar)
Capacetes
Bocal de foguetes
Macas de resgate
Indústria automotiva – Nessa área, as propriedades que geralmente são almejadas são resistência à temperatura, rigidez e resistência à fadiga. Outra vez, os compósitos se destacam, tendo como principais usos:
Peças do interior (cockpit, assentos, painéis de instrumentos)
Estruturas externas (painéis de carroceria, partes inferiores, módulos traseiro e dianteiro)
Partes do motor e componentes mecânicos (eixos e suspensões, sistemas de exaustão e de combustíveis)
Componentes elétricos e eletrônicos
Indústria da construção civil – Setor de extrema importância para a sociedade. Nesse caso, os compósitos são ideais por sua resistência, densidade reduzida, resistência ao impacto, baixa inflamabilidade (com a combinação adequada de resinas e aditivos), baixa manutenção e flexibilidade de design. Algumas aplicações de compósitos nesse ramo são:
Painéis
Fôrmas para concreto
Reservatórios de água
Peças sanitárias
Itens funcionais (caixas de correio, caixas de medidores)
Artigos decorativos
Perfis de janela
Fibra de Vidro Álcali resistente (Cem-FIL)
Argamassa
Pré-fabricado
Como são fabricados?
São utilizados diversos processos de fabricação. Descrevemos os principais:
Hand lay-up
É um dos processos mais simples utilizados, nele a fibra é aplicada de forma manual no formato de manta em um molde aberto. A primeira etapa consiste na preparação do molde, retirando a poeira e aplicando o desmoldante sobre ele (PVA ou cera de carnaúba), para facilitar a desmoldagem após a cura.
A segunda etapa consiste na aplicação da manta de fibra e posterior aplicação da resina por meio de rolos. As camadas são aplicadas formando um reforço até que a espessura seja alcançada.
As duas últimas etapas compreendem a cura e a desmoldagem, na etapa de cura a peça é mantida em temperatura ambiente ou em estufa, e deve-se esperar a cura completa para que a desmoldagem ocorra de forma correta e que não haja deformações.
Spray-Up
Nesse processo, a aplicação da resina ocorre através de pistolas de spray. São utilizados rolos nesse processo também, de modo a retirar bolhas de ar e acomodar melhor a fibra à superfície. Utiliza-se também o roving, que consiste em fios de fibra de vidro picada, as quais são lançadas sobre a superfície e fixadas através da resina aplicada pela pistola.
Pultrusão
O processo de pultrusão combina várias etapas do processo em uma, contudo a oportunidade de verificar a qualidade é reduzida. Por isso, os requisitos de controle de qualidade são aumentados para garantir a boa qualidade. No entanto, o processo de pultrusão oferece uma taxa de produção rápida, por isso é amplamente utilizada. Nesse processo as fibras de reforço são puxadas em formato de fios, seguindo para a área de impregnação, onde são utilizadas as resinas, catalisadores, desmoldantes e corantes.
Essas fibras impregnadas são pré-moldadas de acordo com a forma do perfil a desejado em uma matriz aquecida, a qual contribui com a cura da resina.
Sendo assim, o perfil é “puxado” até sair do molde, e seu resfriamento se dá durante essa etapa. Por fim, o perfil é cortado na medida desejada e pronto para sua utilização.
Comments