Compósitos
Os compósitos combinam fibras resistentes (vidro, carbono ou aramida) com uma resina que as mantém no lugar e endurece. Os quatro processos deste capítulo diferem em como as fibras são posicionadas e como a resina chega a elas. Cada um constrói o material e a peça ao mesmo tempo.
A ideia central
As fibras carregam a carga; a resina as mantém em posição, divide a carga entre elas e as protege. Pense no concreto armado: as barras de aço suportam a tração, o concreto as mantém onde devem estar. Um compósito só é resistente nas direções para onde as fibras apontam, então todo processo aqui é, na verdade, sobre colocar fibras onde as forças vão atuar. Duas escolhas moldam cada método: fibra que já chega embebida em resina (prepreg) ou fibra seca que é embebida depois com resina líquida; e um molde aberto com uma face acabada ou um molde fechado com duas.
Os 4 processos deste capítulo
10.1Laminação manual e cura em autoclaveCamadas de pré-impregnado empilhadas em um molde, ensacadas a vácuo e curadas sob calor e pressãoAbrir a lição
10.2Moldagem por transferência de resina (RTM) e infusãoFibra seca em um molde; resina líquida empurrada (RTM) ou puxada a vácuo (infusão)Abrir a lição
10.3PultrusãoFibras puxadas por resina e por uma matriz aquecida, sem pararAbrir a lição
10.4Enrolamento de filamento (filament winding)Fibra molhada em resina enrolada em um mandril giratórioAbrir a liçãoLado a lado
| Processo | Em uma linha | Ideal para | Tamanho do lote | Precisão |
|---|---|---|---|---|
| 10.1Laminação manual e cura em autoclave | Camadas de pré-impregnado empilhadas em um molde, ensacadas a vácuo e curadas sob calor e pressão | As cascas mais leves e resistentes: aviões, carros de corrida | De peças únicas a alguns milhares por ano | Cerca de ±0,2–0,5 mm na forma |
| 10.2Moldagem por transferência de resina (RTM) e infusão | Fibra seca em um molde; resina líquida empurrada (RTM) ou puxada a vácuo (infusão) | Peças de carros (RTM); cascos e pás eólicas (infusão) | De peças únicas (infusão) a dezenas de milhares (RTM) | RTM cerca de ±0,2–0,5 mm; infusão uma face precisa |
| 10.3Pultrusão | Fibras puxadas por resina e por uma matriz aquecida, sem parar | Perfis retos: vigas, hastes, grades | Quilômetros de um só perfil | Cerca de ±0,2–0,5 mm na seção |
| 10.4Enrolamento de filamento (filament winding) | Fibra molhada em resina enrolada em um mandril giratório | Tubos, tanques, vasos de pressão, eixos | De peças únicas a dezenas de milhares por ano | Por dentro, tão exata quanto o mandril |
Como escolher dentro desta família
- Redondo e oco, especialmente sob pressão (tanques, tubos): enrolamento de filamento.
- Longo e reto com uma só seção transversal: pultrusão.
- Cascas grandes como cascos ou pás, com orçamento apertado: infusão a vácuo.
- Peças médias em volume com duas faces boas: RTM.
- Desempenho máximo a qualquer custo, como em aviões e corridas: laminação de prepreg e autoclave.
Palavras-chave
- Fibra
- o fio resistente e rígido (vidro, carbono, aramida) que carrega a carga.
- Resina (matriz)
- o plástico líquido que embebe as fibras e endurece em volta delas.
- Cura
- a reação química que transforma resina líquida em um sólido duro, muitas vezes acelerada por calor.
- Camada (ply)
- uma camada de tecido ou fita de fibra em uma pilha.
- Prepreg
- fibra vendida já embebida em resina parcialmente curada, guardada congelada até o uso.
- Pré-forma
- fibra seca já moldada como a peça, pronta para a resina.
- Mandril
- o núcleo em que a fibra é enrolada no enrolamento de filamento.
- Vazio
- uma minúscula bolha presa que enfraquece a peça.
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