Compósitos – Uma introdução aos “materiais do futuro”

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Compósitos – Uma introdução aos “materiais do futuro”

O que são compósitos?

É um material feito a partir de dois ou mais materiais diferentes que, quando combinados, geram características melhores que dos materiais individualmente.

Uma característica muito marcante nos materiais compósitos é que os materiais que o compõem não se misturam completamente ou perdem as suas características individuais, mas sim se combina os melhores atributos de cada material para sair com um produto final de qualidade superior.

Do que os compósitos são feitos?

Usualmente, os materiais utilizados na fabricação de compósitos são fibras (vidro, carbono, aramida) e uma matriz polimérica. A matriz protege as fibras do meio ambiente e dos danos externos e transfere a carba pela fibras. A fibras, por outro lado, dão forca e dureza para reforçar a matriz.

 

 

Matriz (Material cinza) – Responsável pela proteção das fibras e pela transferência das cargas.

Fibras (Material Amarelo) – Responsável pela força e dureza do material

 

 

 

 

Processos de fabricação

Existem dois principais tipos de processos de manufatura: Molde aberto (exposto ao ar), Molde fechado (realizado a vácuo).

No molde aberto os materiais (resinas e fibras) são expostos ao ar enquanto curam e endurecem.  Nesse tipo de processo existem duas maneiras de se aplicar a matriz às fibras:

  • Pode se utilizar um molde onde as fibras são colocadas e se aplica a matriz por cima com um rolo. Esse processo utiliza um número pequeno de equipamentos e por esse motivo costuma ser o método mais utilizado, além de ser o mais econômico.
  • Outro método utilizado é com o auxílio de uma maquina de spray. As fibras são cortadas em tamanhos bem pequenos e misturados com a resina em um depósito de mistura. Essa mistura é aplicada na superfície do molde com a ajuda da maquina de spray. Utilizado normalmente quando se quer produzir em grandes escalas.

Já no molde fechado os materiais curam dentro de um molde que possui dois lados ou dentro de um saco de vácuo. Esse processo normalmente é automatizado e requer equipamentos especiais, por esse motivo são usualmente utilizados em projetos de grande escala.

Materiais

Fibras:

Muitas formas de reforços podem ser feitas com a utilização de fibras. Naturalmente podemos observar a celulose na madeira, porém normalmente os materiais utilizados na industria são fabricados e não naturais. Mesmo com uma grande quantidade de fibras disponíveis, mais de 90% das fibras utilizadas são de vidro, pois produzem materiais com boas características e são baratas.

Outros tipos de fibras encontradas no mercado são fibras de carbono, de aramida e atualmente novas fibras tem surgido como fibras de polyester ou de nylon.

Resinas:

A função primária das resinas é transferir a carga para as fibras de reforço, além disso ele deve manter coeso o sistema, e proteger as fibras de danos mecânicos e ambientais. Atualmente dois grandes grupos de resinas são utilizados na fabricação de compósitos. As resinas termofixas e as resinas termoplásicas.

As resinas termofixas são utilizadas para fazer a maioria dos compósitos. Esse material passa por diversos processos e depois de curada esse tipo de resina não pode ser convertida de volta para sua forma original. Os exemplos mais comuns de termofixos são os poliéster, viniléster, epóxi e o poliuterano.

Já as resinas termoplásticas após curadas podem ser derretidas de novo e reformadas. Os materiais mais comuns desse tipo de resinas são o ABS, polietileno, poliestireno, and policarbonato.

O que se espera do futuro?

A industria dos compósitos continua a se desenvolver. O uso desse tipo de material já transformou os mercados marítimos, automotivos e aeroespaciais. Muitas aplicações em infraestruturas e processos quimicos tiveram mudanças significativas. Existe um potencial muito grande para utilização de tal tecnologia na construção civil e de outros segmentos da industria devido a flexibilidade, durabilidade, peso baixo, resistência a corrosão e outras propriedades que o compósito pode oferecer.

 

Referências:

Composites 101

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