Resenha: O Uso de Compósitos Estruturais na Industria Aeroespacial

UNIVERSIDADE FEDERAL SÃO PAULO -    UNIFESP

Aluno Especial:                     Cristiano Idalgo Leite

Resenha: O uso de Compósitos Estruturais na Industria Aeroespacial

 

  Os autores desse artigo desenham sua contribuição e sua preocupação sobre o assunto o uso de Compósitos Estruturais na Industria Aeroespacial demostrando desafios e medidas futuras para as classes científicas onde a discussões e soluções futuras das análises da interface das fibras e da matriz do sistema são de supra importância para esse tema compósitos avançados. Durante o conflito do sudeste da Ásia no Vietnã onde a Guerra do Vietnã foi um conflito entre o Vietnã do Norte e o Vietnã do Sul, no período de 1959 a 1975. Esse conflito em ambiente de floresta foi motivado por questões ideológicas e contou com a intensa participação do exército americano de 1965 a 1973. Estima-se que, nessa guerra, entre 1,5 milhão e 3 milhões de pessoas tenham morrido. Onde novos desafios surgiram na área de materiais. Exemplo disso como consequência do conflito novos plásticos foram desenvolvidos para atender a indústria de eletroeletrônicos que necessitava resistência a climas úmidos um desses equipamento foi a arma mais simbólica desta guerra, o helicóptero Huey, teve um papel decisivo na remoção de combatentes feridos, desembarque de tropas na selva e fornecimento de suprimentos e munição às tropas em terra, sendo durante o decorrer da guerra modernizado com materiais compósitos dos plásticos teve em sua capacidade de corrosão minimizado a esse efeito, também utilizados novas tecnologias na confecção de paraquedas e artefatos mais resistentes a fluidos hidráulicos. Com isso, os compósitos avançados o material de reforço é geralmente uma fibra, como fibra de carbono, vidro ou kevlar / aramida, e é o principal responsável por adicionar força e rigidez ao conjunto. A matriz é uma resina como por exemplo a epóxi (a mais comum nos compósitos avançados), que adiciona essencialmente estrutura ao material compósito, preenchendo os intervalos entre os materiais de reforço, mantendo-os nas suas posições relativas e proporcionando resistência à compressão, resultando num laminado final ou produto com propriedades estruturais excepcionais não presentes nos materiais originais per si. Já os compósitos termorrígidos são polímeros que possuem suas cadeias poliméricas unidas através de reticulações ou ligações cruzadas, que são forças de atração intermoleculares primárias. Essas forças de atração são elevadas, por esse motivo, se há o emprego de temperatura, há o rompimento dessas ligações, degradando o material polimérico. No conflito com o Iraque a aeronave F-117 construída em compósitos de fibras de carbono com matrizes epóxi e bismaleimida para baixa detecção de radares, uma nova geração de resina termorrígidas modificada com termoplásticos, as bismaleimidas (BMI) e das resinas polimidas. Ambas apresentam características mecânicas e químicas comparáveis às resinas epóxi, no entanto são muito mais tolerantes a altas temperaturas. A primeira tem uma temperatura de transição que pode chegar a 300ºC, ao passo que as segundas podem chegar a 400ºC (dependendo da formulação específica). A maior desvantagem desses sistemas, no entanto, é seu altíssimo custo e dificuldade de processamento, especialmente em relação às polimidas, o que até hoje tem limitado seu uso a aeronaves militares de alta performance ou aeronaves conceituais futurísticas. Os compósitos termoplásticos reforçados com fibras continuas constituinte do reforço dos compósitos proporcionam força e rigidez, mas também aumentam a resistência ao calor, corrosão e condutividade. O reforço pode ser feito para facultar todas ou apenas uma destas características dependendo dos requisitos exigidos pelo novo material. Para o reforço representar uma vantagem para o compósito este deve ser mais forte e rígido que a matriz e deve ser possível a sua troca quando se notar qualquer falha como vantagem. Deste modo a boa interação entre matriz e reforço pode ser garantida pela criação de uma interface entre ambos que possa adequar a rigidez do reforço com a ductilidade da matriz. Para tal é essencial que a ductilidade da matriz seja mínima ou mesmo nula para que o compósito apresente um comportamento relevante. Com isso, o objetivo é diminuir fadiga, maiores valores a resistência ao impacto ao fogo, baixa absorção de umidade, temperatura operacional mais elevada, grande versatilidade na produção em série, exibindo maiores propriedades mecânicas iguais ou superiores dos compósitos termorrígidos. Os autores destacam o processo termoformagem e o processo consolidação in-situ, que o primeiro o Vacuum Forming é conhecido como uma forma simplificada de termoformagem. Nesse processo, a folha de plástico é aquecida a uma temperatura em que possa ser moldada e esticada a vácuo (sucção), em um molde positivo (convexo) ou negativo (côncavo) de uma só face. “Esse processo tem como principal material para criação de moldes o PET reciclado, por isso, o produto final apresenta um preço atrativo e mais competitivo no mercado”, já a segunda consiste na laminação contínua e a consolidação direta da peça. Como por exemplo: Portas de aeronaves. Com destaques dos autores em Compósitos avançados como compósitos de carbono-carbono com matriz de carbono, compósitos termoestrutural, compósitos de carbono/fenólico, compósitos poliméricos na construção civil, ou seja, cada um desse tem sua importância na evolução da tecnologia. A interface de cada compósito relacionados acima em uma visão simplista de interface diz que seria o limite bidimensional em contato com duas superfícies formando um plano e é caracterizado em relação átomo-átomo molécula-molécula onde cobre toda sua superfície da fronteira de seus componentes em um nível nanométrico mesmo estamos falando de átomos é a interação física entre átomos. O processo Pultrusão é o processo automatizado para fabricação de perfis de plástico de alto desempenho, utilizando resinas termofixas (contendo cargas e aditivos específicos) e reforços flexíveis de fibra de vidro, que resultam em materiais extremamente leves e resistentes. Este método é semelhante ao processo de extrusão em que a matéria-prima é aquecida e “empurrada” pelo molde, na pultrusão, os materiais são “puxados” através matriz. O processo se inicia com as fibras de reforço (vidro, carbono, aramida, etc.), que são puxadas em fios. Esse processo também chamado de trançagem. Como exemplo vara de pescar, Taco de baseball. Enfim, os autores desempenham com clareza e concisão um olhar para o futuro em compósitos avançados onde em meu analise poderia demostrar em uma classificação simplista dos materiais compósitos em três divisões principais: Os compósitos reforçados com partículas, os compósitos reforçados com fibras e os compósitos estruturais, todas estas divisões com suas respectivas subdivisões.

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