fabrico de materiais compositos

7/25/2019 Fabrico de Materiais Compositos

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Produo de Componentes em Materiais Compsitos porInfuso de Resina

Rodrigo Augusto Verssimo Sousa Franco

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia e Arquitectura Naval

JriPresidente: Prof. Carlos Antnio Pancada Guedes SoaresOrientador: Doutor Leigh Stuart SutherlandCo-Orientador: Prof. Carlos Antnio Pancada Guedes SoaresVogal: Prof. lvaro Jos Moita de Oliveira

Dezembro de 2008


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RESUMO

Aplicou-se a tcnica de Infuso de Resina para o fabrico de painis teste numa tentativa de

comprovar uma mudana de tcnicas em molde aberto para tcnicas em molde fechado. Foi

feita uma pesquisa e descrio das tcnicas utilizadas na Indstria e tambm uma reviso da

literatura existente acerca dos conhecimentos disponveis. Foram fabricadas placas compsitas,

com resina polister isoftlica reforada com fibras de vidro, com diferentes nmeros de

camadas de fabricados (5 e 10) e com diferentes tipos de fabricados (unidireccional, +/-45 e

0/90), pelos processos de Infuso de Resina e pelo processo Manual (Hand Lay-up), para

futuras comparaes. Verificou-se uma superior qualidade dos laminados fabricados por Infuso

de Resina e uma melhoria no ambiente de trabalho, devido eliminao dos vapores criados

pelo processo de cura dos materiais compsitos.Realizaram-se testes de flexo, impacto e de queima nos laminados produzidos. Verificou-se

que os laminados fabricados por Infuso de Resina apresentam maior resistncia flexo,

menor resistncia ao impacto e um superior contedo de fibra.

Palavras-Chave: Materiais compsitos, infuso de resina, processo manual, testes de flexo,

testes de impacto, testes de queima.


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ABSTRACT

This study applied the Resin Infusion process to fabricate laminated composite materials to prove

the change of techniques in open mould to closed mould. Existing knowledge in new

techniques and studies about this development in composite materials, were researched and

described. Glass fibre/polyester composites were processed with different number of layers (5

and 10) and with different types of fabrics (unidirectional fabrics, +/-45 fabrics and 0/90

fabrics), by processes of Resin Infusion and Hand Lay-up, for further comparisons. A superior

quality of the plates laminated by Resin Infusion was verified and a better work environment, due

to the elimination of the gases deriving from the cure of the composite materials.

Flexural, impact and burn-off tests were made on the laminates that had been produced. The

laminates fabricated by Resin Infusion have higher flexural strength, lower resistance to impactand a higher fibre volume fraction.

Keywords: Composite materials, resin infusion, Hand lay-up, flexural tests, impact tests, burn-off

tests.


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AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar no posso deixar de mencionar a minha profunda e sincera gratido a todos

aqueles que, de uma forma ou de outra, tornaram possvel este trabalho.

Agradeo ao Orientador desta Dissertao, Dr. Leigh Sutherland, pela sua disponibilidade,

pacincia, pelo incentivo prestado ao longo do decorrer do trabalho e tambm por disponibilizar

toda a informao possvel. A sua experincia e sentido crtico contriburam bastante para o

sucesso deste trabalho.

Ao Co-orientador, Professor Carlos Antnio Pancada Guedes Soares, agradeo tambm a sua

disponibilidade e informaes fornecidas ao longo da Dissertao de Mestrado.

Ao fornecedor dos materiais para infuso, Dr. Jorge Morais, agradeo a ajuda prestada e o

esclarecimento de dvidas acerca do processo.

Agradeo minha famlia, especialmente minha me, qual foi necessria um esforo

financeiro tremendo para que eu conseguisse obter o grau de Mestre em Engenharia e

Arquitectura Naval.

A todos os meus amigos agradeo a amizade e compreenso.


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NDICE

RESUMO. 1

ABSTRACT....................... ...................... ......................... ......................... ...................... ...........2

AGRADECIMENTOS..................................................................................................................3

LISTA DE FIGURAS...................................................................................................................6

LISTA DE TABELAS .................... ......................... ...................... ......................... ......................8

1 OBJECTIVOS.....................................................................................................................9

2 INTRODUO ..................... ......................... ...................... ......................... ......................9

3 CARACTERSTICAS DE UM MATERIAL COMPSITO ...................... ......................... ...10

3.1 Processos de Fabrico.............................................................................................14

4 REVISO DE LITERATURA.. ....................... ...................... ......................... .................... 18

5 ESPECIFICAO DA ARTE DE INFUSO DE RESINA........................... ....................... 24

5.1 O Molde...................................................................................................................25

5.2 Colocao dos fabricados e do ncleo (Core).......................... ......................... ...25

5.3 Resinas ....................... ......................... ...................... ......................... .................... 27

5.4 Meios de fluxo ..................... ........................ ....................... ......................... ...........28

5.5 Vcuo ....................... ....................... ......................... ......................... ...................... 29

5.6 Escapes de Resina (Resin traps) ........................ ......................... ...................... 30

5.7 Detalhes do processo de Infuso de Resina.... ......................... ......................... ...30

5.7.1 Saco de vcuo ...................... ...................... ......................... ......................... ...305.7.2 Aplicao da presso de vcuo ......................... ......................... ...................... 315.7.3 Infuso do componente ......................... ....................... ......................... ...........315.7.4 Planeamento e Procedimento........................... .......................... ...................... 325.7.5 Monitorizao do escoamento..................... ......................... ......................... ...33

6 COMPONENTE EXPERIMENTAL....................................................................................34

6.1 Preparao da Infuso de Resina..........................................................................34

6.1.1 Aquisio de Materiais ..................... ......................... ...................... ................. 346.1.2 Preparao do molde .................... ...................... ......................... .................... 356.1.3 Tempos de gel da resina ........................ ...................... ......................... ...........366.1.4 Corte dos materiais a colocar no molde..................... ...................... ................. 366.1.5 Dispositivos de vcuo e resina .................... ......................... ......................... ...386.1.6 Colocao do saco de vcuo............ ......................... ...................... ................. 396.1.7 Arranjo do Escape de Resina ...................... ......................... ......................... ...406.1.8 Alimentao de resina...................... ......................... ...................... ................. 41


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6.2 Experimentao da Infuso de Resina ..................... ......................... .................... 41

6.2.1 Verificao da Utilidade da Rede de Distribuio na Infuso de Resina............ 416.2.2 1 Tentativa com Unidireccional (5 Camadas) ...................... ......................... ...43

6.2.3 Repetio da 1 Tentativa (Verificao da Estabilidade do Processo)............... 446.2.4 1 Tentativa com +/-45 (5 Camadas) ........................ ...................... ................. 456.2.5 1 Tentativa com 0/90 (5 Camadas) ........................ ...................... ................. 476.2.6 2 Tentativa com 0/90 (10 Camadas) ...................... ...................... ................. 486.2.7 2 Tentativa com +/-45 (10 Camadas e adio de catalisador a 3%)................496.2.8 3 Tentativa com +/-45 (10 Camadas e com distribuio central de resina) .....51

6.3 Fabrico de Placas pelo Processo Manual ...................... ...................... ................. 54

7 TESTES PARA DETERMINAR AS PROPRIEDADES DOS LAMINADOS .................... ...55

7.1 Testes de Flexo.....................................................................................................55

7.1.1 Testes de Flexo dos provetes fabricados......................... ....................... ........56

7.2 Testes de Impacto ....................... ...................... ......................... ......................... ...65

7.2.1 Detalhes Experimentais.................... ......................... ...................... ................. 657.2.2 Resultados dos Testes de Impacto........ ....................... ......................... ...........667.2.3 Discusso dos resultados de impacto....... ......................... ...................... .........72

7.3 Verificao do contedo de fibra dos laminados ..................... ......................... ...77

7.3.1 Detalhes Experimentais.................... ......................... ...................... ................. 777.3.2 Resultados dos Testes de Queima...................... ......................... .................... 78

7.3.3 Discusso dos Resultados ....................... ......................... ...................... .........808 CONCLUSES E TRABALHOS FUTUROS.....................................................................81

9 REFERNCIAS.................... ......................... ...................... ......................... .................... 83

10 ANEXOS ...................... ......................... ...................... ......................... ......................... ...87

10.1 Resultados dos Testes de Flexo..........................................................................87

10.2 Resultados dos Testes de Impacto ........................ ......................... ...................... 94

10.3 Resultados dos Testes de Queima ......................... ......................... .................... 100


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LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Esquema do processo de Spray Lay-up ....................... ...................... ................. 14Figura 3.2 Esquema do Processo Manual ...................... ......................... ...................... .........14Figura 3.3 Esquema do processo de Fabrico em Vcuo ..................... ......................... ...........15Figura 3.4 Esquema do processo de Enrolamento Filamentar .................... ......................... ...15Figura 3.5 Esquema do processo de Pultruso.......................................................................16Figura 3.6 Esquema do processo RTM...................................................................................16Figura 3.7 Esquema generalizado dos processos de Infuso..................................................17Figura 5.1 Configurao das camadas do processo de Infuso de Resina..............................33Figura 6.1 Colocao do Molde ...................... ......................... ......................... ...................... 36Figura 6.2 Fabricados sobre o molde......................................................................................37Figura 6.3 Tecido removvel sobre os fabricados....................................................................37Figura 6.4 Plstico perfurado sobre o tecido removvel...........................................................37Figura 6.5 Rede de distribuio no topo dos materiais............................................................37Figura 6.6 Colocao dos tubos em espiral e massa vedante.................................................38Figura 6.7 Tiras de travagem da resina e passagem de ar......................................................39Figura 6.8 Dobras no saco de vcuo ...................... ......................... ......................... .............. 39Figura 6.9 Resin Trap ...................... .......................... ...................... ......................... ...........40Figura 6.10 Alimentao de Resina ..................... ...................... ......................... .................... 41Figura 6.11 Progresso do escoamento da resina nas duas placas........................................43Figura 6.12 Placa fabricada com rede de distribuio ...................... ......................... .............. 43Figura 6.13 Placa fabricada sem rede de distribuio ...................... ......................... .............. 43Figura 6.14 Placa obtida com 5 camadas de fabricados unidireccionais..................................44Figura 6.15 Excertos de fita-cola e marcao para monitorizao do escoamento .................. 45Figura 6.16 Placa obtida (5 camadas +/-45) e detalhe de no impregnao ....................... ...46Figura 6.17 Placa obtida com 5 camadas de fabricados 0/90 ......................... ...................... 47Figura 6.18 Laminado (10 camadas 0/90) com falha de impregnao ....................... ...........49Figura 6.19 Visualizao na parte inferior do molde da no-impregnao total .................... ...50

Figura 6.20 Nova configurao...............................................................................................51Figura 6.21 Pea obtida (10 camadas +/-45, com nova configurao) ........................ ...........53Figura 6.22 Placa laminada manualmente (+/-45 com 10 camadas) ........................ .............. 55Figura 7.1 Pormenores dos Testes de Flexo.........................................................................59Figura 7.2 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B1) ........................ .............. 59Figura 7.3 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B1)..............................................60Figura 7.4 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete BH1)....................................60Figura 7.5 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete BH1) ..................... ...................... 60Figura 7.6 Resistncias Mximas dos provetes B e BH ...................... ......................... ...........61Figura 7.7 Rigidezes dos provetes B e BH..............................................................................62Figura 7.8 Extenses mximas dos provetes B e BH..............................................................62Figura 7.9 Resistncias mximas dos provetes C...................................................................62Figura 7.10 Rigidezes dos provetes C ......................... ....................... ......................... ...........63

Figura 7.11 Extenses mximas dos provetes C ..................... ......................... ...................... 63Figura 7.12 Torre da mquina IFWIT......................................................................................65Figura 7.13 Danos provocados por impacto nos provetes C .................... ...................... .........70Figura 7.14 Danos provocados por impacto nos provetes D .................... ...................... .........70Figura 7.15 Danos provocados por impacto nos provetes CH.................................................70Figura 7.16 Danos provocados por impacto nos provetes A....................................................71Figura 7.17 Danos provocados por impacto nos provetes AH ..................... ......................... ...71Figura 7.18 Danos provocados por impacto nos provetes B....................................................71Figura 7.19 Danos provocados por impacto nos provetes BH ..................... ......................... ...72Figura 7.20 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete C3............................72Figura 7.21 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete C2............................73Figura 7.22 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete CH4 ...................... ...73Figura 7.23 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete A4............................74


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Figura 7.24 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete B4............................74Figura 7.25 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete AH3 ...................... ...75Figura 7.26 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete AH4 ...................... ...75

Figura 7.27 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete BH3 ...................... ...75Figura 7.28 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete BH4 ...................... ...76Figura 10.1 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B2) ......................... ...........88Figura 10.2 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B2)............................................88Figura 10.3 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B3) ......................... ...........89Figura 10.4 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B3)............................................89Figura 10.5 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B4) ......................... ...........89Figura 10.6 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B4)............................................89Figura 10.7 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B5) ......................... ...........89Figura 10.8 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B5)............................................89Figura 10.9 Desenvolvimento da Fora x Deslocamento (Provete B6) ......................... ...........90Figura 10.10 Desenvolvimento da Fora x Extenso (Provete B6)..........................................90Figura 10.11 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C1)......................... ...........90Figura 10.12 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C1)............................................90Figura 10.13 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C2)......................... ...........90Figura 10.14 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C2)............................................90Figura 10.15 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C3)......................... ...........91Figura 10.16 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C3)............................................91Figura 10.17 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C4)......................... ...........91Figura 10.18 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C4)............................................91Figura 10.19 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C5)......................... ...........91Figura 10.20 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C5)............................................91Figura 10.21 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete C6)......................... ...........92Figura 10.22 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete C6)............................................92Figura 10.23 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete BH2)..................................92Figura 10.24 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete BH2) ..................... .................... 92Figura 10.25 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete BH3)..................................92

Figura 10.26 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete BH3) ..................... .................... 92Figura 10.27 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete BH4)..................................93Figura 10.28 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete BH4) ..................... .................... 93Figura 10.29 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete BH5)..................................93Figura 10.30 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete BH5) ..................... .................... 93Figura 10.31 Desenvolvimento da ForaxDeslocamento (Provete BH6)..................................93Figura 10.32 Desenvolvimento da ForaxExtenso (Provete BH6) ..................... .................... 93Figura 10.33 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete C1..........................94Figura 10.34 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete C4..........................94Figura 10.35 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete C5..........................95Figura 10.36 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete D1..........................95Figura 10.37 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete D2..........................95Figura 10.38 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete D3..........................96

Figura 10.39 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete D4..........................96Figura 10.40 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete A2..........................96Figura 10.41 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete A3..........................97Figura 10.42 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete B2..........................97Figura 10.43 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete B3..........................97Figura 10.44 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete AH1 .................... ...98Figura 10.45 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete AH2 .................... ...98Figura 10.46 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete BH1 .................... ...98Figura 10.47 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete BH2 .................... ...99Figura 10.48 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete CH1 .................... ...99Figura 10.49 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete CH2 .................... ...99Figura 10.50 Grficos Fora x Tempo e Fora x Deflexo para o provete CH3 .................... .100


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LISTA DE TABELAS

Tabela 5.1 Especificao dos tubos de distribuio de resina.................................................29Tabela 6.1 Monitorizao do escoamento superior (5 camadas +/-45)...................................46Tabela 6.2 Monitorizao do escoamento superior (5 camadas 0/90)...................................47Tabela 6.3 Monitorizao do escoamento superior (10 camadas 0/90).................................48Tabela 6.4 Monitorizao do escoamento superior (10 camadas +/-45).................................49Tabela 6.5 Monitorizao do escoamento superior (com nova configurao) ....................... ...51Tabela 7.1 Dimenses recomendadas para os provetes e caractersticas do teste ................. 56Tabela 7.2 Larguras e espessuras dos provetes para os testes de flexo...............................57Tabela 7.3 Resistncias, Extenses e Rigidezes dos provetes testados em flexo ................. 61Tabela 7.4 Espessuras mdias dos provetes para os testes de impacto ...................... ...........67Tabela 7.5 Valores teste para os provetes testados em impacto.............................................68Tabela 7.6 Resultados dos testes de impacto.........................................................................69Tabela 7.7 Ignition Loss e Desvio Padro das amostras queimadas.....................................79Tabela 7.8 Contedos de fibra das amostras..........................................................................79Tabela 10.1 Valores dos testes de queima ..................... ......................... ...................... .......101


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1 OBJECTIVOS

Esta Dissertao de Mestrado tem como principal objectivo a compreenso do processo de

Infuso de Resina, para isso pretende-se fabricar laminados atravs do processo de Infuso de

Resina de modo a ganhar experincia no mtodo. Na observao da evoluo do mtodo, iro

ser fabricados painis teste, tentando mudar diversas variveis do mtodo de modo a conseguir

uma configurao que se considerar ptima. Iro ser fabricadas placas em camada nica

(single-skin) pelo processo de Infuso de Resina e tambm pelo processo manual (mtodo

tradicional), para comparar as caractersticas dos processos, em particular nas caractersticas do

material produzido, incluindo propriedades mecnicas.

2 INTRODUO

Antes de ser abordado o processo de Infuso de Resina, faz-se um estudo acerca dos materiais

compsitos e dos seus mtodos de fabrico, para realmente perceber o porqu da evoluo

destes materiais e da sua grande utilizao na Indstria Naval.

A partir da, feita uma reviso da literatura. Para isso foi necessria uma pesquisa intensiva do

que realmente se passa na Indstria, procurando saber quais os mtodos mais utilizados na

produo de laminados em materiais compsitos e em que pontos fulcrais se centram as

investigaes realizadas acercas desses materiais produzidos por esses diferentes mtodos.

Aps essa reviso da literatura, entra-se ento propriamente na especificao do processo deInfuso de Resina. Nesse captulo, procura-se descrever todos os pormenores importantes do

processo e todos os aspectos a ter em conta para realizar uma boa Infuso de Resina.

Entra-se assim no ponto fulcral da Dissertao de Mestrado que consiste na componente

experimental, onde se explica a montagem de todos os componentes do processo de Infuso de

Resina e se fabricam laminados por esse processo e tambm manualmente. Apenas sero

fabricados laminados em camada nica, visto que, por contacto com a Indstria Naval, se

verificou que a Infuso de Resina j era praticada para obter laminados em sanduche com

alguma facilidade, no entanto, no que diz respeito produo de laminados em camada nica

haviam bastantes dificuldades para a praticar.So feitos testes aos laminados para comparao dos materiais obtidos pelos dois mtodos. Os

testes realizados para estudar as propriedades mecnicas dos materiais so os testes de flexo

e de impacto.

Apenas se faro comparaes entre estes dois mtodos devido a limitaes de material e

maquinaria existente em laboratrio e tambm pelo facto de o processo manual ser o mais

utilizado na Indstria Naval portuguesa. Estas comparaes iro ser qualitativas e quantitativas.

Qualitativamente, pretende-se uma comparao das peas fabricadas pelos dois mtodos em

termos de qualidade final da pea obtida, das condies e facilidade de trabalho, etc.. Em


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relao comparao quantitativa pretendem-se comparaes de tempos de fabrico, custos,

quantidades de materiais dispendidos, tempos de cura e contedos de fibra presentes nos

laminados.

Esta nova tcnica muito atractiva no meio Naval visto que se conseguem produzir peas de

maior qualidade com muita rapidez e eficcia. Atravs desta tcnica conseguem-se produtos de

alta qualidade com uma diminuio da poluio do espao de fabrico, menos desperdcios, ou

seja, no fundo acaba por ser um processo mais econmico, facto que o primeiro a ser

considerado na indstria.

3 CARACTERSTICAS DE UM MATERIAL COMPSITO

O termo Fibra de Vidro, que normalmente usado para designar o material de construo de

uma embarcao, mal empregue, visto que a fibra apenas um dos componentes da

estrutura/matriz do material de construo. O outro componente a resina que colocada sobre

a fibra e posteriormente curada atravs de uma reaco qumica e calor, obtendo assim um

plstico duro. A combinao desses dois componentes forma um laminado com excelentes

propriedades mecnicas e fsicas e que normalmente insensvel aos efeitos de degradao

pelo ambiente marinho. Um termo que se pode utilizar mais correctamente FRP (Fibre

reinforced plastics), ou seja, plsticos reforados com fibra de vidro.

Ento, um material compsito aquele que constitudo, pelo menos, por dois elementosfuncionando em conjunto para produzir um material que tem propriedades diferentes desses

mesmos elementos trabalhando individualmente. A maioria dos materiais compsitos consiste

num material de base (a matriz) e um reforo de determinado tipo, para aumentar a fora e

rigidez da matriz. Este reforo aparece geralmente na forma de fibras.

Os materiais compsitos mais comuns so os compsitos de matriz polimrica. Estes materiais

so constitudos por um polmero (resina como matriz) reforado com fibras, tais como vidro,

carbono ou aramida.

Quando os reforos de fibras so combinados com os sistemas de resina podem ento ser

obtidas propriedades excepcionais. Alta resistncia e rigidez, facilidade de moldar placascomplexas, alta resistncia ao ambiente, combinada com baixas densidades o que torna o

compsito resultante superior aos metais para muitas aplicaes.

As propriedades dos materiais compsitos so determinadas por:

propriedades da fibra;

propriedades da resina;

razo de fibra para resina no material compsito;


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geometria e orientao das fibras no material compsito;

Qualquer resina, para criar um material compsito requer boas propriedades mecnicas,adesivas, de tenacidade e boa resistncia degradao ambiental.

Uma grande adeso entre a resina e as fibras de reforo necessria para um bom sistema de

resina. Este facto assegura que as foras so distribudas de forma eficiente o que previne a

fractura ou o descolamento da fibra/resina quando o material forado.

As resinas mais usadas na indstria so de 3 tipos principais: polister, vinilster e epxi. No

entanto, a resina escolhida para o processo foi a polister pois a mais acessvel em termos

econmicos e tambm bastante fivel.

As resinas polister so as mais usadas e particularmente na Indstria Naval. A maior parte

destas resinas so viscosas, lquidos de cor plida consistindo numa soluo de um polisternum monmero, monmero esse que habitualmente o estireno. A adio de estireno at por

volta de 50% faz com que a resina se torne mais fcil de moldar pois reduz a sua viscosidade. O

estireno tambm tem a importante funo de permitir que a resina se cure de lquida para

slida.

As diferentes fibras (reforos) usadas nos compsitos possuem diferentes propriedades

afectando assim as propriedades do compsito final. Existem quatro factores que governam as

contribuies das fibras para um compsito, e so:

As propriedades mecnicas da prpria fibra;

A superfcie de interaco da fibra com a resina;

A quantidade de fibra no compsito (Fraco do Volume de Fibra - FVF);

A orientao das fibras no compsito;

Os fabricados com as fibras mais juntas fornecero um maior FVF no laminado do que aqueles

que so feitos com fibras mais grosseiras ou que tenham grandes intervalos entre as fibras.

Visto que as fibras so projectadas para serem carregadas ao longo dos seus comprimentos, e

no na sua largura, a orientao das fibras cria uma elevada especificidade direccional nas

propriedades do compsito. Assim, as propriedades do compsito derivam da qualidade da fibra

e dos aspectos mencionados, mas tambm da forma com interagem com o sistema de resina

usado e as propriedades da resina. As fibras mais usadas na Indstria Naval so as fibras de

vidro.

Em termos de compsitos polimricos, um fabricado definido como um manufacturado de

fibras para produzir uma superfcie com uma ou mais camadas de fibras. Essas camadas so

seguras umas s outras atravs de interligaes mecnicas ou com um material secundrio para

ligar essas fibras e mant-las no local para que seja possvel manuse-las.


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As principais categorias de orientao das fibras so: unidireccional, 0/90, multiaxial e outras

variadas configuraes aleatrias. O tipo de fabricado que cada vez mais utilizado na indstria

o fabricado multiaxial. Estes fabricados consistem numa ou mais camadas de longas fibrascolocadas a partir de um processo de costura. Estes fabricados tm melhores propriedades

mecnicas e a velocidade de fabrico tambm melhorada.

A rigidez curvatura de qualquer painel proporcional ao cubo da espessura. O propsito de um

ncleo (core) num laminado compsito o de aumentar a rigidez desse laminado pelo

acrscimo de espessura com um material central com uma baixa densidade. Isto pode provocar

um aumento considervel de espessura com pouco peso adicional.

Para muitos construtores, a construo em camada nica leve, resistente e econmica na sua

fabricao. Tambm conhecido por construo de um laminado slido, essa construo um

processo com boa reputao ao longo dos anos na Indstria Naval. Nas ltimas dcadas tem-seproduzido inmeros cascos de navios em camada nica.

A construo em sanduche, comparada com a construo em camada nica, fornece um mais

espesso mas mais leve laminado, em que o material central coberto por duas finas e

resistentes camadas de laminado. Combinando esses elementos criada uma estrutura forte,

leve e bastante resistente.

A escolha da espessura do material central depende do tamanho do navio em causa, do

tamanho dos painis do casco e das cargas antecipadas a que estar sujeito. Quanto mais

espesso for o material central mais finas podero ser as camadas de fibra/resina, sendo mais

leve o laminado. Porm, um erro que as camadas de fibra resina sejam finas demais. Asresinas polisteres so porosas, e assim a gua pode infiltrar-se no laminado por osmose. Isto

leva a um srio problema de delaminao e um aumento considervel de peso. Tambm

camadas muito finas tm tendncia a encurvar e causar srios problemas em caso de impactos.

O PVC o material mais utilizado como ncleo de laminados. A espuma de PVC um hbrido

qumico do PVC e do poliuretano. Este PVC oferece uma combinao de propriedades estticas

e dinmicas e boa resistncia absoro de gua. So tambm materiais no inflamveis

actuando como retardantes de fogo e por isso podem ser usados em muitas aplicaes crticas.

Quando usados como material central para estruturas compsitas em sanduche, a sua razovel

resistncia ao estireno significa que podem ser usados de forma segura com resinas polyester.


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A utilizao de compsitos (FRP) na Construo Naval possui vantagens e desvantagens (Gurit),

as quais se enunciam de seguida:

Vantagens:

Construo sem costuras evidentes

Resistncia ao ambiente marinho

Peso Leve

Alta Resistncia

Inerte quimicamente

Capacidade de orientao das fibras

Capacidade de moldar placas complexas

Flexibilidade

Custo Competitivo

Capacidade de moldar com cor

Poucas reparaes

Baixa manuteno

Durabilidade

Desvantagens:

Dureza (desvantajoso em aplicaes com deflexes crticas)

Resistncia do casco (baixa resistncia fadiga e encurvatura)

Deformaes

Vibraes

Em aplicaes sujeitas a Impacto e Abraso crticos

Vulnerabilidade ao fogo

O inquestionvel sucesso dos FRP como o material dominante na construo de pequenasembarcaes indica que as vantagens superiorizam-se s desvantagens.


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3.1 Processos de Fabrico

As propriedades finais de um compsito no so apenas funo das propriedades individuais

dos materiais, mas tambm funo do modo como os materiais so produzidos e da forma como

so inseridos nesse compsito.

Neste tpico mostram-se os processos de fabrico mais comuns.

Spray Lay-up

Figura 3.1 Esquema do processo de Spray Lay-up

Neste processo a fibra projectada atravs de uma pistola de mo saindo j impregnada de uma

resina catalisada directamente para o molde. Os materiais depositados so deixados a curar em

condies atmosfricas normais. Os laminados tendem a ser demasiados ricos em resina, e por

serem incorporadas apenas fibras pequenas, o produto resultante tende a ser fraco no que diz

respeito s suas propriedades mecnicas.

Processo Manual

Figura 3.2 Esquema do Processo Manual

Neste processo a resina colocada e impregnada mo nas fibras com a ajuda de um rolo ou

pincel. Aqui, o laminado tambm deixado a curar nas condies atmosfricas normais.

Molde

GelcoatPistola

FibraAlimentao deResina Catalisador

Fabricado seco

Rolo

Molde


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Este processo dos mais utilizados na indstria h muitos anos e de muito fcil aprendizagem.

Tem a desvantagem de as mistura da resina, quantidade de resina no laminado e qualidade do

laminado estarem muito dependentes da habilidade dos laminadores. um processo poucoamigo do ambiente de trabalho, devido s concentraes de estireno.

Fabrico em Vcuo (Vacuum Bagging)

Figura 3.3 Esquema do processo de Fabrico em Vcuo

Basicamente este processo uma extenso do processo manual onde aplicada presso no

laminado para melhorar a consolidao. O ar dentro do saco extrado atravs de uma bomba

de vcuo. No seu interior cria-se uma atmosfera de presso que provoca a consolidao da

estrutura. O saco de vcuo reduz a quantidade de produtos volteis durante a cura.

Enrolamento Filamentar

Figura 3.4 Esquema do processo de Enrolamento Filamentar

Este processo principalmente usado para componentes circulares, com espaos vazios ou com

seces ovais, como tubulaes e tanques. As fibras, com varias orientaes controladas pelo

sistema de alimentao, so rebocadas por uma pea cilndrica rotativa e passam por um

banho de resina. Este processo pode ser rpido e por isso um mtodo econmico.

Fita isoladora

Saco de vcuo

Molde

Camada removvel(peel ply)

FeltroDireccionado

bomba de vcuo

Direccionado aocalibrador da bomba

de vcuo

Urdideira

Cilindro rotativoBanho de

resina

Fibras


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Pultruso

Neste processo, as fibras so puxadas de uma urdideira (dispositivo onde esto colocados osrovings de forma a serem puxados e de modo a serem colocados no laminado na configurao

desejada) passando por um banho de resina e posteriormente por um sistema aquecedor

(ferramenta de pultruso). Esse sistema aquecedor completa a impregnao da resina, controla

a quantidade de resina e cura o material na sua forma final. A Figura 3.5 ilustra esse processo.

Figura 3.5 Esquema do processo de Pultruso

As propriedades estruturais dos laminados so de boa qualidade e a impregnao de resina

pode ser feita em processo fechado minimizando assim emisses volteis. Os custos de

maquinaria, sistema de aquecimento, podem ser elevados.

RTM (Resin Transfer Moulding)

Figura 3.6 Esquema do processo RTM

Os fabricados so devidamente colocados em camadas. Esses fabricados so, por vezes,

pressionados previamente na forma do molde e ligados por um material ligante. Um segundo

molde posto por cima do primeiro e a resina injectada para a cavidade entre eles. Pode ser

aplicado vcuo para facilitar a progresso da resina ao longo dos fabricados. Com essa

aplicao do vcuo, o processo conhecido por VARI. Estando as fibras embebidas de resina, a

FibrasFerramenta de

pultrusoTanque de

resina

PuxadoresProduto final

Molde

Contra-MoldeInjecode resina

Fabricados


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injeco de resina selada e o laminado deixado a curar. Este processo possui as vantagens

de se obter um laminado com um elevado teor de fibra com poucas imperfeies.

Pr-Impregnados (Prepregs)

Neste caso as fibras so pr-impregnadas, sob calor e presso ou com solvente, com uma

resina pr-catalisada. O catalisador altamente latente temperatura ambiente, dando aos

materiais semanas ou por vezes meses de vida til quando degelados. No entanto, para

prolongar a vida desses materiais, esses so congelados. Os prepregs so colocados numa

superfcie molde com um saco de vcuo e aquecidos tipicamente de 120C a 180C. Isto permite

que a resina, inicialmente se escoe e eventualmente se cure. Uma presso adicional aplicada,

fornecida pelo Autoclave (forno pressurizado) que aplica at 5atm ao laminado.

Processos de Infuso (SCRIMP, RIFT, VARTM)

Figura 3.7 Esquema generalizado dos processos de Infuso

Os fabricados secos so amontoados tal como no processo RTM. Esse conjunto de fabricados

coberto com uma camada removvel e um tipo de tecido no estrutural. ento aplicado vcuo

de modo a recolher todo o ar presente nos fabricados e de seguida injectada a resina para o

laminado. A distribuio de resina pode ser feita com o auxlio do fabricado no estrutural,

correndo facilmente por esse fabricado, e sendo drenada para os outros fabricadosencharcando o laminado.

Um processo, deste tipo, que comea a ser largamente utilizado na Indstria Naval, denomina-se

apenas de Infuso de Resina. este o processo no qual se baseia o estudo desta Dissertao

de Mestrado e que se pretende definir com mais preciso at sua realizao em termos

prticos. Mais frente ir ser explicado em detalhe, visto ser o tema especfico desta

Dissertao de Mestrado.

Molde

Fita isoladora

Recipiente da resina

Saco de vcuo

Camada removvel(com ou sem rede de

distribui o)

Fabricados

Direccionado bombade vcuo


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4 REVISO DE LITERATURA

Neste captulo procura-se descrever algumas das mais importantes experincias efectuadas no

meio dos materiais compsitos, relacionadas com as novas tcnicas de Infuso e com as

propriedades dos materiais obtidos a partir dessas tcnicas.

A primeira considerao no desenvolvimento na construo dos compsitos o custo. A

indstria martima opta geralmente, por isso, por processos manuais ou por outras tcnicas em

moldes abertos. No entanto, a Agncia de Proteco Ambiental comea a proibir a construo

em moldes abertos e passa a exigir o fabrico de compsitos em moldes fechados, devido s

emisses de gases prejudiciais ao ambiente e aos trabalhadores envolvidos nesses processos.

Devido a esse facto, a investigao e o desenvolvimento de novas tcnicas em moldes fechados

para reduzir os custos e as emisses VOC tem sido extremamente ampliada.Tradicionalmente, tem sido escolhido o mtodo RTM para o fabrico de compsitos. Esse mtodo

oferecia bastantes vantagens, incluindo melhores tolerncias de espessura, uma superfcie de

laminado mais perfeita e uma reduo das emisses de gases volteis. No entanto, os custos de

material necessrio para esse processo eram elevados para peas de dimenses maiores. Para

reduzir esses custos apareceram novas tcnicas que consistiam numa variao do mtodo RTM,

nos quais o molde fechado substitudo por um saco reduzindo bastante os custos de processo.

aqui que comeam a aparecer as tcnicas de Infuso.

Lazarus (1994) refere a empresa Hincley Company que mudou a produo de navios de madeira

para navios em FRP. A partir da, essa empresa adquiriu alta reputao e sucesso no mundodos compsitos avanados. No entanto, tinha uma alta percentagem de emisses txicas para o

ambiente. Um dos grandes problemas era a emisso de estireno, e assim a empresa decidiu

alterar o modo de fabrico dos navios, usando novas tcnicas como processos assistidos por

vcuo e tcnicas de moldes fechados. Verificou-se que, alm de se reduzir a grande escala as

emisses VOC, os componentes fabricados possuam propriedades muito superiores

comparando com os componentes fabricados anteriormente.

Tambm Williams, et al. (1996) refere num documento os problemas da exposio dos

trabalhadores s emisses de estireno aquando de trabalhos com resinas polister provocando

depresses e fadiga nos trabalhadores e tambm diversos sintomas psiquitricos. Faz tambmum pequeno histrico da passagem de processos em RTM para o processo RIFT (Resin Infusion

Under Flexible Tooling) e consecutivamente para o processo SCRIMP (Seemann Composites

Infusion Moulding Process). Enuncia Gotch (1978) que usou a impregnao de resina nas fibras

atravs do vcuo usando um molde fmea slido e um saco de borracha de silicone. A resina

era colocada nas fibras antes da colocao do saco de borracha. A presso de vcuo era

apenas usada para escoar a resina pelos fabricados no molde. Esse saco de borracha era

mudado para moldes slidos quando eram necessrias peas com formas complexas devido a

dificuldades com os contedos de fibras e com o controlo do escoamento de resina.


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Tambm Gotch (1980 e 1985) adaptou o processo com o escoamento de resina feito apenas

com a presso de vcuo, numa tentativa de reduzir ainda mais as emisses de gases txicos.

Desenvolveu resinas menos viscosas, e comparando os resultados com os mtodos at adesenvolvidos, verificou que os novos resultados eram muito consistentes.

Le Comte (1982) patenteou o seu mtodo consistindo num processo em que os fabricados eram

colocados sob presso entre um molde slido e outro flexvel. O mtodo podia ser usado para a

produo de cascos em GRP com estruturas centrais (cores) e reforos estruturais includos.

Com esse mtodo foi possvel a produo de cascos de 50 m com um tempo mdio de trabalho

de 10 horas antes da cura da resina e com temperaturas de 18 a 20 C.

Comearam tambm a serem feitas experincias com sacos de vcuo em nylon. Os sacos em

nylon e borracha de silicone tm baixos Mdulos de Young com capacidade de alongamento

para a formao de vcuo, mas o nylon extremamente sensvel a misturas e a silicone tembaixa resistncia a solventes e um alto custo. Comearam ento a aparecer novos materiais

para os sacos de vcuo com melhores caractersticas.

Hayward e Harris (1989 e 1990) estudaram o efeito da injeco usando vcuo em adio

presso para o mtodo RTM e descobriram melhoramentos na aparncia do laminado e nas

propriedades dos materiais obtidos. Os benefcios do vcuo residiam na reduo de lacunas nos

laminados. Tambm recomendavam o desligar do vcuo quando o molde estava preenchido

para evitar que o estireno chegasse ao seu ponto de ebulio. No entanto, Lundstrm (1993),

afirma que o ponto de ebulio do estireno no atingido com os nveis de vcuo utilizados no

processo.Seemann (1991) aparece com uma variante dos processos anteriores designada por SCRIMP

(Seemann Composites Resin Infusion Moulding Process). O processo consiste numa outra

tcnica de infuso em que os fabricados so colocados por baixo de um saco de nylon e a resina

escoada por meio de vcuo, tendo como novo conceito a utilizao de redes de distribuio.

Verificou-se que o custo desta tcnica era muito elevado, pois os materiais, aps cada infuso,

eram descartados, resultando em custos adicionais elevados.

Novamente Seemann (1994) apresenta novos estudos na tentativa de diminuir os custos desse

processo e refere a utilizao de sacos de vcuo reutilizveis. Esses sacos incluam membranas

de distribuio de resina e tubos de alimentao de resina, no entanto seria necessria a

incorporao de uma camada removvel para auxiliar na remoo do saco de vcuo.

Afendi, et al. (2004) consideram que o processo de infuso atravs do vcuo um processo

bastante verstil para a construo de estruturas complexas de grandes dimenses. O estudo

efectuado por estes senhores baseia-se essencialmente no problema de formao de bolhas de

gs durante a impregnao da resina. Afirmam que se deve fazer uma desgaseificao da resina

antes do processo de infuso e isso permite que o produto final no tenha tantas imperfeies no

que diz respeito a bolhas e lacunas presentes nos laminados. Essas lacunas tm efeitos nas


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propriedades e no aspecto da superfcie do produto final. Atravs das suas experincias,

verificaram que, com os mtodos apresentados, os gases dissolvidos e micro-bolhas de ar

podem ser removidos at aos 40-50%.Pfund (2004), num artigo da revista Professional Boatbuilder diz explicitamente que para se

mudar do processo tradicional para o processo de Infuso necessrio olhar de maneira

diferente para a construo de navios em materiais compsitos. A construo nos mtodos

tradicionais era um processo instvel sujeito a um grande nmero de variveis problemticas.

Nesse artigo, d bastante importncia aprendizagem dos trabalhadores, sendo necessria a

formao de um grupo de trabalhadores especializados em Infuso para posteriormente

transferirem os seus conhecimentos aos outros trabalhadores, de modo a ter uma boa

organizao nos processos.

Com o passar dos anos, cada fabricante de compsitos comea a adoptar a tcnica de infusoque considera mais vivel, e a partir da so feitos estudos mais pormenorizados acerca dos

pormenores dos vrios tipos de processos de infuso.

Thagard, et al.(2003) basearam-se no processo RIDFT (Resin infusion between double flexible

tooling) fazendo comparaes com os processos RTM e SCRIMP, indicando as suas vantagens

e os seus benefcios para a indstria. Basearam-se na construo de grandes componentes e

verificaram que para o processo RIDFT, em comparao com o processo SCRIMP, existe uma

reduo de custos de cerca de 24%. Com o uso de uma ferramenta flexvel como base, tambm

concluram que o trabalho reduzido em comparao com o processo RIFT e no ocorre o

contacto da resina com o molde, o que elimina a preparao do molde para cada ciclo.Buntain e Bickerton (2007) fazem um estudo experimental acerca das foras exercidas no molde

em processos como RTM e I/CM (Injection/compression moulding) na tentativa de conseguir

prever as condies a que os moldes estaro sujeitos. Verificam que essas foras exercidas

variam consoante os fabricados a utilizar e a sua quantidade, pois tm influncia no escoamento

da resina atravs dessas mesmas fibras.

Yenilmez, et al. (2008) baseiam-se num estudo acerca do problema da fabricao de peas por

infuso por vcuo com pequenas tolerncias de espessura. Essas variaes de espessura da

pea fabricada so devidas a variaes de presso entre o molde (com os fabricados) e o saco

de vcuo. Para estudarem esses problemas, monitorizaram as espessuras e presses aquando

do fabrico das peas. Concluram que a espessura final do laminado depende das duraes da

aplicao inicial de vcuo e da cura, da presso na resina num dado ponto e da contraco de

um dado sistema de resina.

Pomeroy, et al. (2007) investigam a permeabilidade dos reforos de fibra numa tentativa de

optimizar processos de infuso de resina e o RTM. Para esse efeito utilizam um escoamento de

ar radial para medir a permeabilidade dos fabricados, explicando os efeitos da variao da razo

de escoamento e descrevendo a instrumentao utilizada para medir as presses e os


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escoamentos. Os resultados dessa experincia so comparados favoravelmente com os

resultados de experincias realizadas com escoamentos de lquidos. Alm disso, o uso de ar faz

com que as experincias decorram num ambiente mais limpo.Correia, et al. (2005) desenvolveram uma formulao analtica para as equaes de escoamento

de fluidos incompressveis ao longo de meios porosos com a aplicao de vcuo. A partir da

fazem sugestes para as presses das entradas e sadas do sistema, arquitecturas das fibras e

montagens do processo.

Kessels, et al. (2007) tambm apresentam um estudo prtico acerca da optimizao da

colocao e nmero de tubagens para o processo RIFT (Resin Infusion under Flexible Tooling).

Para esse efeito elaboram um algoritmo de optimizao acoplado ao sistema estudado. Afirmam,

pelos resultados obtidos, que o algoritmo fornece um estvel e efectivo mtodo de optimizao.

Govignon, et al. (2008) elaboram um documento onde descrevem pormenorizadamente osprocessos de infuso de resina, demonstrando os processos e fazendo variar diversos

parmetros que influenciam os processos. Alm disso, tambm fazem estudos experimentais

acerca do volume de fibra a incorporar, permeabilidades, variaes de espessuras,

monitorizao e progresso de escoamentos.

Wang e Grove (2008) tambm estudam acerca da monitorizao de escoamentos. Fazem um

estudo prtico das velocidades de impregnao da resina nas fibras e a da sua saturao. Para

esse efeito, construram um modelo fsico de impregnao numa clula unitria e observaram o

desempenho dos sistemas, atravs de um algoritmo matemtico, variando velocidades de

impregnao, arquitectura dos tecidos fabricados e camadas de fabricados.Han, et al.(2000) j tinham desenvolvido modelos de escoamentos para simular os processos de

preenchimento das fibras com resina para os processos de RTM e SCRIMP, por forma a fazer

uma comparao com resultados experimentais. Os resultados simulados esto de acordo com

os resultados experimentais e o modelo conseguido pode ser usado para uma optimizao dos

processos de Infuso.

Williams, et al.(1998) j tinham realizado medies da compresso dos fabricados e dos efeitos

da interaco dos fabricados com o escoamento da resina para a espessura final do laminado.

Tambm Modi, et al. (2007) propem um sistema de controlo activo capaz de monitorizar

escoamentos, identificar perturbaes nos escoamentos e tambm capaz de tomar aces

correctivas atravs de um computador ligado ao sistema.

Donadon, et al. (2007) fazem um estudo numrico e experimental da tenacidade intralaminar de

laminados fabricados pelo processo RIFT. Fazem uma comparao com os mtodos

computacionais existentes conseguindo uma concordncia entre os mtodos numricos e

experimentais utilizando uma metodologia proposta.

Dawood, Shenoi e Sahin (2007) apresentam uma tcnica de colocar sensores de extenso FBG

internos nos laminados para ser possvel a deteco dos defeitos internos. Mostram tambm


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uma adequao dos processos de infuso devido colocao desses sensores e fazem estudos

de cargas estticas e dinmicas aplicadas nos produtos finais para verificao desses sensores.

Trochus, Ruiz e Soukane (2006) tambm contriburam para a optimizao e simulao dosprocessos de infuso, elaborando uma simulao numrica focada nas fases de preenchimento

e cura da resina.

Doh, et al. (2005) fizeram um estudo na previso de danos em estruturas compsitas para

verificar as suas tolerncias quando sujeitas a determinadas condies de carregamento.

Utilizando o mtodo VARTM, elaboraram um modelo de elementos finitos capaz de modelar a

progresso dos danos e a sua capacidade residual.

Sevostianov, et al. (1999) j tinham percebido que a infuso de resina poderia causar tenses

nas fibras. Assim, desenvolveram um modelo matemtico que descreve a formao de tenses e

heterogeneidade durante os processos de infuso de resina.Tambm Park e Kang (2003), utilizando o processo RFI, elaboraram modelos matemticos

baseados na compresso das fibras e viscosidades das resinas, na tentativa de optimizar o

processo e obter melhorias nos laminados.

Srinivasagupta, et al. (2003) na tentativa de uma optimizao do processo CIRTM (co-injection

resin transfer molding) para construo em sandwich, estudaram as condies do processo, os

parmetros dos materiais (permeabilidade das fibras e cores), viscosidades das resinas,

temperaturas e presses decorrentes do processo de infuso com o intuito de trazer uma

melhoria para a ligao entre o ncleo da estrutura e as camadas de fibra/resina.

Desenvolveram estudos paramtricos com modelos por forma a melhorar esse tipo deconstruo.

O estudo de Hosur, et al. (2005) baseia-se no facto de muitas estruturas compsitas estarem

sujeitas a cargas dinmicas e o consequente conhecimento das propriedades dinmicas dos

materiais. Para atingir esse objectivo, fabricaram laminados pelo mtodo VARTM e sujeitaram

esses laminados a foras de corte dinmicas, a temperaturas ambiente e elevadas.

Hosur, Abdullah e Jeelani (2005) tambm realizaram testes de impacto em laminados fabricados

pelo mesmo mtodo. Esses laminados eram constitudos por um ncleo central apenas ou com o

ncleo central e vrias combinaes de fabricados. Estudaram os modos de falha das estruturas

e retiraram diversas concluses interessantes a partir dessas experincias.

Estes autores anteriores, conjuntamente com outros realizaram bastantes testes em laminados,

fazendo vrias combinaes de fabricados e cores na tentativa de prever as propriedades

desses laminados. Esses documentos elaborados por esses senhores podem ser encontrados

no captulo Referncias.

Scarponi, et al. (2007) estudam o comportamento de compsitos, produzidos por RFI (de

diferentes tipos de fabricados), quando sujeitos ao impacto de cargas de baixa velocidade.


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Nesse documento apresentam os resultados experimentais para CBI (Compression before

Impact) e para CAI (Compression after Impact).

Belingardi, et al.(2007) comparam as tcnicas de infuso por vcuo com Hand Lay-up no quediz respeito s respostas a cargas de impacto repetidas, conseguindo assim definir as

propriedades dos materiais e consequentemente a melhor forma de os fabricar.

Heider, et al.(2007) realizaram uma experincia na tentativa de diminuir o tempo de fabrico de

peas de grandes dimenses pelo processo VARTM e tambm as suas espessuras. Ento

propem que se coloquem, entre as camadas de fabricados, outros fabricados de elevada

permeabilidade. Usam tambm uma rede de distribuio e fazem estudos acerca da

caracterizao dos materiais e simulao de escoamentos. Concluem que o sistema adoptado

pode ser usado para optimizar condies de escoamentos em laminados espessos.

A RINA (2006) num documento reala o facto do no envolvimento directo dos operadores com

resina um factor chave no que diz respeito sade, pois a resina pode causar graves irritaes

na vista e na pele.

Nesse documento, muito bem conseguido, faz uma descrio da tcnica de Infuso de Resina,

explicando os pormenores do mtodo e os processos correctos a adoptar. O documento muito

especfico e perceptvel, ajudando iniciantes no processo de Infuso de Resina. Detalha as

vrias etapas a compreender, faz comparaes com outros mtodos, colocam vrias hipteses

de montagem do processo, indicam precaues a ter em conta e realam a importncia do

mtodo em termos de proteco ambiental e dos trabalhadores.Tambm a GURIT, num documento interno, elege este mtodo de Infuso, realando os

seguintes tpicos:

A Infuso pode fornecer componentes de alta qualidade com excelentes

propriedades mecnicas;

Uma vez implementado o processo, existe a vantagem de poder ser repetido

com diversos melhoramentos;

Melhora sade e segurana, trabalhando para o ambiente e com qualidade

controlada;

Idealmente implementado em novos projectos onde o componente pode ser

optimizado para o processo;

Todas estas investigaes baseiam-se essencialmente no estudo de tcnicas de Infuso, as

quais permitam reduzir as emisses VOC e melhorar as condies dos trabalhadores. Alm

desses aspectos, notvel a procura, atravs dessas tcnicas, de propriedades mecnicas

ptimas para uma completa e definitiva afirmao das tcnicas de Infuso no meio da

Engenharia Naval e no s.


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Por esses motivos, tambm de interesse, nesta Dissertao de Mestrado, verificar se os

laminados obtidos por Infuso de Resina so de qualidade superior aos laminados fabricados

por processos de Hand Lay-up, atravs de testes de flexo e impacto e ainda por verificaodos contedos de fibra presentes nesses laminados.

De seguida, entra-se no processo de Infuso de Resina, todos os seus pormenores e

componentes a inserir, para a realizao correcta de uma Infuso.

5 ESPECIFICAO DA ARTE DE INFUSO DE RESINA

O rpido crescimento da indstria dos compsitos e o esforo contnuo para conseguir

componentes fortes, leves e de rpido fabrico tem levado a usar tcnicas de presso e vcuo

para consolidar e formar materiais com propriedades mecnicas ptimas.

A RINA (2006) elaborou um documento essencial para a compreenso detalhada do processo

de Infuso de Resina. A Infuso de Resina oferece as vantagens de se usarem fibras padro e

sistemas de resinas levemente modificados para criar componentes com muito poucas

imperfeies, com um contedo de fibra perto do ptimo e com um custo inferior ao de sistemas

semelhantes. O processo positivo em termos de custos e em poupana de tempo, permitindo

um rpido fabrico do produto. conseguido com um baixo custo em utenslios, podendo ser

efectuado e curados os compsitos, temperatura ambiente ou at a baixas temperaturas. Este

processo tambm conhecido pela sua imprevisibilidade, principalmente no escoamento de

resina, pela sua complexidade no posicionamento das linhas de alimentao de resina e de

vcuo e tambm pela susceptibilidade de falha do sistema de vcuo.

O processo de Infuso de Resina um mtodo de produo de um laminado robusto, com alta

qualidade, com uma baixssima quantidade de imperfeies e com uma boa quantidade de

resina, mas como em qualquer tcnica de fabrico de compsitos de alta performance so

necessrios cuidados aquando da manufactura e do planeamento.

A teoria bsica da Infuso de Resina consiste em que, quando algo colocado sob vcuo e

esto lacunas presentes, o fluido (resina) possa ser conduzido a preencher essas lacunas e

saturar o componente. No caso dos compsitos, as lacunas so aberturas nas fibras secas, e a

resina ir preench-las sendo puxada pela fonte de vcuo. Quando a resina comea a serpuxada, em direco ao molde, ela ter que impregnar todas as fibras num perodo de tempo

menor que o tempo para que se d a catalisao dessa resina. Se a resina demorar muito tempo

a percorrer todas as fibras poder acontecer que a resina se v solidificando, impedindo assim

que a infuso opere em perfeitas condies.

O esquema da Infuso de Resina consiste no escoamento da resina, proveniente de um

recipiente, do incio dos fabricados at ao seu fim onde se encontra a fonte de vcuo. A

dificuldade com o planeamento da Infuso de Resina que consoante o tamanho, forma ou tipo

de laminado a fabricar requer um esquema diferente para permitir um escoamento completo sem


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quaisquer problemas. incrivelmente difcil quantificar esses detalhes e montar um sistema que

garanta fiabilidade e que seja livre de risco.

Para se elaborar uma boa infuso necessrio ter em conta vrios aspectos de montagem euma sequncia lgica do processo. Assim, de seguida, faz-se uma descrio dos pormenores do

processo e como se deve proceder para que todos os elementos necessrios infuso estejam

em perfeita sintonia.

5.1 O Molde

O molde deve possuir determinadas caractersticas, como ser resistente para suportar a

depresso criada no processo para a transfega da resina, ser de dimenses superiores s da

pea que se pretende fabricar para que se seja possvel fixar o saco de vcuo e as linhas de

vcuo e que no tenha defeitos nem aberturas seno no seria possvel a criao da diferena

de presso que permite o escoamento da resina.

Por vezes, para se testar se os moldes so estruturas resistentes, aplica-se o vcuo apenas ao

molde de modo a verificar se o molde sofre deformaes. Se isso se verificar sinal que o molde

no ser o mais indicado.

Em relao ao molde em si, necessrio que esse esteja completamente limpo para que se

obtenha uma pea com boas caractersticas. Alm disso, essencial que a zona em redor do

molde onde vai ser fixo o saco de vcuo esteja em perfeitas condies para que haja uma

perfeita aderncia do saco de vcuo ao molde atravs da fita isoladora.

5.2 Colocao dos fabricados e do ncleo (Core)

Os requisitos para os fabricados a utilizar no processo de infuso de resina so geralmente os

mesmos para os processos em que se utilizam os fabricados secos. No entanto, necessrio ter

algumas consideraes em relao ao tipo de fabricado a utilizar pois alguns tecidos podem criar

problemas.

Em relao s espessuras dos fabricados, a infuso pode ter sucesso com qualquer espessura

do fabricado, ainda que como regra geral, quanto mais espesso o conjunto de fabricados maior

o cuidado a ter para realizar uma boa infuso.

A permeabilidade das fibras usadas a principal razo para a velocidade, saturao e

progresso da infuso. Referindo, por exemplo, a 10 camadas de fibras unidireccionais com a

mesma orientao sujeitas a presso de vcuo, as fibras iro aglomerar-se formando feixes

slidos. Nesse caso, haver baixa permeabilidade e a resina ter de trabalhar bastante para

saturar esse conjunto de fibras muito denso. Por outro lado, um conjunto de fabricados pobres

(com uma tecelagem fraca, um tecido um pouco folgado) em fibra de vidro com a mesma

espessura continuar compacto. Um tecido multiaxial ter ainda maior permeabilidade. Na


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maioria dos casos, uma infuso com sucesso pode basear-se na permeabilidade a um nvel que

a resina consiga percorrer um componente com pouca resistncia.

Como explicado antes, a infuso confia na permeabilidade dos fabricados para um bomescoamento da resina. Por essa razo, algumas configuraes de tecidos podem restringir o

escoamento podendo resultar da um laminado fraco. Isto especialmente verdade quando

esses fabricados esto em contacto com superfcies polidas como o caso dos moldes. A

orientao das fibras tem efeitos dramticos na velocidade e saturao da infuso de resina.

consideravelmente mais rpida a infuso com fibras unidireccionais a 0 do que a 90, pois a

resina mais capaz de escoar ao longo do comprimento das fibras. Por esta razo,

aconselhvel usar fibras unidireccionais com costura.

Para a colocao dos fabricados, possvel utilizar sprays de modo que esses fabricados

fiquem localizados no stio correcto. No entanto, necessrio que esses sprays no interfiramcom o processo, ou seja, que no reajam quimicamente com a resina a utilizar, o que pode

arruinar a infuso pois podero modificar as propriedades mecnicas do laminado inibindo a cura

total de um sistema de resina.

O modo como so colocados os fabricados para a infuso de resina requer especial ateno

para reduzir os defeitos. Devido natureza seca dos fabricados, quando so colocados no

molde, preciso cuidados aquando da sua colocao nos cantos e em detalhes complexos. Isto

especialmente verdade quando se pratica infuso para obter peas muito espessas. Tem que

se ter em ateno se no fica tecido em excesso nos cantos da pea, pois uma vez aplicado o

vcuo, comum formarem-se orelhas que se iro infundir. tambm muito importante terespecial ateno formao de pontes nos cantos interiores, novamente por material

excedente o que resulta numa falha da infuso.

importante, quando se comea a colocar a primeira camada de fabricados, que o ambiente

envolvente esteja livre de sujidade em suspenso no ar que mais tarde se poderia depositar nos

fabricados, alterando assim as propriedades do produto final.

Estando a primeira camada de fabricados colocada correctamente sobre o molde pode ento

proceder-se colocao do material central ou ncleo da estrutura (no caso de construo em

sanduche). Uma das grandes vantagens deste processo que quando requerido um laminado

em sanduche, ncleo pode ser infundido juntamente com as camadas do laminado. Isto reduz

bastante o tempo de fabrico para muitos componentes.

Um laminado infundido em sanduche pode ser mais leve que outros laminados fabricados por

outros processos, pois neste processo a ligao entre o ncleo e as camadas feita na exacta

quantidade.

Para ajudar na infuso de resina, o material central pode ser modificado para permitir um melhor

escoamento da resina. A chave permitir que a resina escoe, atravs do material central, entre

as duas camadas de laminado. Isto pode ser feito de vrias formas, e j muitos desses materiais


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podem ser comprados desenhados com orifcios de escoamento e linhas de drenagem, entre

outras formas. Os vrios tipos de materiais centrais permitem uma flexibilidade na velocidade e

escoamento da resina.Ao contrrio de noutros mtodos, o material central no colado s camadas de fabricados mas

sim simplesmente posicionado sobre a primeira camada e coberto pela segunda.

Quando o processo est concludo, a adeso do material central s camadas de fabricados

garantida pelos pinos de resina formados atravs dos orifcios desse mesmo material central.

A aplicao da segunda camada, por cima do material central, semelhante colocao da

primeira, tendo novamente especial ateno no posicionamento dos fabricados e sujidade do

ambiente.

5.3 Resinas

Em relao s resinas a utilizar numa infuso, essas tm de ser de viscosidade inferior s

usadas nos mtodos tradicionais, isto para a resina escoar mais facilmente pelo conjunto de

fabricados. A viscosidade da resina o ponto-chave da razo de escoamento e por isso

essencial para uma infuso com sucesso.

A temperatura pode ter efeitos importantes nos componentes infundidos. Qualquer resina

susceptvel de variaes fsicas na sua composio atravs de mudanas da sua temperatura.

Nos sistemas de resina usados em infuso, este o factor mais notvel nos tempos de cura e

viscosidade. Uma baixa temperatura implicar um tempo de cura muito elevado e uma maior

viscosidade e temperaturas mais elevadas produziro o contrrio.

Uma importante varivel num componente obtido por infuso o contedo de ar, que

proporciona o aparecimento de lacunas no componente fabricado. No processo de infuso

possvel a eliminao de todas as bolhas de ar visveis antes mesmo de se injectar a resina,

podendo, no entanto, haver lacunas (bolhas de ar) devido a defeitos da resina ou at do molde.

Por esse motivo, necessrio perder algum tempo na preparao da resina.

Geralmente, essas incluses de ar so introduzidas atravs da resina. Esse ar adicionado,

normalmente, na fase de mistura. Para reduzir o contedo de ar no componente final, a resina

misturada deve ser deixada a descansar pelo menos 10 minutos antes de ser infundida para osistema. Esse tempo permite que as bolhas de ar formadas aquando da mistura se possam

escapar. Esta pequena medida pode fazer uma larga diferena na quantidade de lacunas

presentes no componente final. O ar pode tambm ser introduzido atravs de buracos no saco

de vcuo ou porosidades no molde, mas a entrada de ar por buracos no saco de vcuo o mais

comum. A introduo de ar numa fase inicial da infuso menos prejudicial, pois pode escapar-

se do laminado ser aspirado pelo sistema de vcuo. Se o ar for introduzido numa fase mais

adiantada da infuso, mais difcil de o remover. possvel, caso a entrada de ar seja por um

buraco na camada tampo, acrescentar outra linha de vcuo proveniente do sistema de vcuo e


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coloc-lo no local onde a entrada de ar acontece. Esta operao tem de ser feita com muito

cuidado, pois esse buraco tem de ficar bem vedado, e uma vez bem executada, o problema

resolvido.

5.4 Meios de fluxo

Os meios de fluxo so usados na infuso para distribuir a resina para o laminado. As linhas de

alimentao transportam a resina para a pea colocada no molde, e ela depois distribui-se

atravs da rede, se usada, pelo laminado.

A rede de distribuio o meio mais comum para facilitar a distribuio de resina pela pea.

muito permevel e colocada com o laminado permitindo que a resina se escoe por todo o

componente. Tm sido desenvolvidos vrios tipos de redes que permitem variar razes de

escoamento e escoamentos direccionais, permitindo infuses mais rpidas e um melhor controlo

na direco do escoamento. Essa rede geralmente usada na superfcie do laminado depois da

camada removvel para permitir que seja retirada quando a pea est curada. Em alguns casos,

a rede pode estar includa no laminado sem muita reduo nas propriedades mecnicas do

laminado.

Comea-se agora por especificar a gama de componentes de alimentao e distribuio de

resina.

Existem vrios de tipos de tubulaes usados na infuso de resina. O tubo de alimentao de

resina (Feed Pipe) proveniente do recipiente da resina ligado parte onde a resina escoa

para a pea. A distribuio de resina pela pea feita pelo tubo de distribuio de resina (Feed

Distribution Pipe) e geralmente perfurado para permitir a distribuio da resina.

O tubo de alimentao de resina uma parte crtica da montagem do sistema de infuso. Este

tubo estar sob vcuo por um tempo considervel e por isso necessrio que estes tubos sejam

reforados, caso contrrio, podero danificar-se ou vergarem-se impedindo a circulao da

resina. Assim, sendo reforados, permitiro um escoamento fcil da resina.

Os tubos de alimentao de resina (geralmente mais do que um para componentes maiores que

um painel teste) podero voltar atrs a uma estao de controlo onde as linhas de resina e os

seus nveis podem ser monitorizados e controlados. Essas estaes so importantes para seconseguir preciso e sem erros, e um bom planeamento para futuras infuses.

O tubo de distribuio de resina usado para permitir um fornecimento de resina a toda a pea

em infuso. barato, excelente para escoar e existem em variados tamanhos. A sua utilizao

requer alguma preparao, e deve ser previamente esticado antes de ser colocado na pea a

fabricar. Consiste num tubo em espiral e perfurado para permitir a libertao da resina, sugada

atravs do vcuo.

Existem limites para o comprimento deste tubo, devido frico da resina no tubo e

propagao de resina perto do local da sua entrada poderem provocar um impedimento do


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escoamento da resina. Existe, no entanto, a possibilidade de existirem mais do que uma entrada

de resina para peas de maiores dimenses, o que permite uma facilidade na infuso e em

tempos mais curtos.A dimenso destes tubos variada, mas convm que no sejam de grandes dimenses para

que a resina se ajuste ao dimetro do tubo, aumentando assim a velocidade de escoamento.

comum encontrarem-se tubos deste tipo com as dimenses apresentadas na Tabela 5.1.

Dimenso da Infuso

Dimetro interno do

tubo de distribuio

[mm]

Peso de resina num metro

de tubo [g]

Pequenos componentes

(0.2m*0.2m)


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mais complexas. aconselhvel o uso de bombas de vcuo especialmente desenhadas para

este propsito.

As linhas de suco so geralmente colocadas ao longo das extremidades do molde. Em casosde fabrico de peas pequenas tambm possvel colocar apenas uma linha de vcuo na

extremidade oposta linha de alimentao de resina.

5.6 Escapes de Resina (Resin traps)

Um componente muito importante a incluir neste sistema so os escapes de resina. um

sistema vital de defesa na infuso que impede que o excesso de resina, que se escoa nos

materiais, entre no sistema de vcuo e especialmente na bomba de vcuo. Na maioria dos

casos, isto evitado usando uma unidade de escape da resina que actua como um filtro

permite a aplicao de vcuo mas impede a resina de se dirigir para o sistema de vcuo.

A maioria desses componentes so semelhantes a grandes baldes que tm a capacidade de

resistir ao vcuo sem o seu colapso. Geralmente, tem uma tampa que pode ser removida para

permitir retirar um balde descartvel que colocado dentro. A tampa no est fixa ao balde

atravs de alguns acessrios mecnicos; o vcuo, quando aplicado, faz com que essa tampa

se fixe ao balde. Os tubos provenientes do componente a fabricar entram pela tampa do escape

de resina e dirigem-se ao balde interior que recolhe a resina que puxada da pea.

5.7 Detalhes do processo de Infuso de Resina

5.7.1 Saco de vcuo

Uma vez os consumveis aplicados pea, o saco de vcuo pode ser colocado. O saco de

vcuo tem de ser colocado com bastante cuidado para no ser danificado. Pode estar sujeito a

pequenas perfuraes que sero difceis de ver mas que podem arruinar o processo.

necessrio que o saco de vcuo permita uma boa adeso aos componentes abaixo e por isso

tem que ser suficientemente grande para que, quando aplicado o vcuo, o saco no se rasgue.

No entanto, no convm que seja grande demais pois isso pode criar dobras grandes no saco

que provocaro zonas com excesso de resina.Um saco de vcuo com qualidade manufacturado em ambientes estreis, portanto buracos e

perfuraes no so introduzidos por contaminantes. No entanto, nenhum saco de vcuo

imune a imperfeies ou buracos, por isso isto deve ser considerado quando se prepara uma

infuso. importante que o saco de vcuo no seja deixado em condies ao acaso, pois pode

estar sujeito a determinadas condies ou objectos que o podem danificar. Por isso, muito

importante saber, a partir das especificaes dos fabricantes, as condies de armazenamento

dos sacos de vcuo. Condies como baixa humidade podem tornar o saco frgil ou quebradio

e mais susceptvel de se quebrarem.


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5.7.2 Aplicao da presso de vcuo

Estando todos os componentes aplicados, pode-se aplicar o vcuo lentamente at ao ponto emque o saco comea a fixar ao laminado, mas ficando um pouco folgado. O nvel de vcuo deve

ser fixado nesse ponto para permitir que o saco fique ajustado o mais possvel antes do nvel de

vcuo ser aumentado progressivamente. absolutamente vital que no fiquem nenhumas

pontes na pea isso criar um rio virtual de escoamento de resina, possivelmente arruinando

a infuso. Esta operao deve ser realizada com os reguladores de escoamento de resina

desligados.

recomendado que o sistema de vcuo seja repetido e testado algumas vezes aquando da

aplicao do saco de vcuo, e importante que o vcuo no seja repetido vezes demais pois

cada ciclo ir aglomerar as fibras, facto que reduzir a permeabilidade e a capacidade de infusoe aumentar o tempo de infuso.

Um teste vital e comum para a infuso de resina o teste de descida de vcuo. Uma bomba de

vcuo ser capaz de remover uma quantidade considervel de ar da pea, e isso pode ignorar

os efeitos de algumas fendas. Isto evidenciar uma dimenso de vcuo total, o que ser um

vcuo na pea aceitvel, no entanto, no isso que se passa na realidade. O mtodo de

verificar a integridade de uma infuso o teste de descida de vcuo (Vacuum Drop Test). Para

realizar este teste, o componente tem de estar sujeito a um vcuo completo e quaisquer fendas

ou bolhas de ar tm de ser fechados. Um medidor de monitorizao de vcuo deve ser colocado

no sistema para permitir que o nvel de vcuo possa ser lido. Em seguida desliga-se o vcuo,

atravs de uma vlvula, para isolar o componente da bomba. Uma boa infuso requer que a

perda de vcuo no seja superior a 5mbar em 5 minutos, desde que se desligou o vcuo.

No caso da infuso de grandes componentes, importante deixar o componente sujeito a vcuo,

pelo menos um tempo igual ao tempo que se prev que durar a infuso da pea. No entanto,

preciso ter ateno, durante esse perodo, ao saco de vcuo e pea pois podem ocorrer

rupturas aquando de presses de vcuo prolongadas.

extremamente importante no comear a infuso sem ter a certeza que a presso de vcuo

correcta tenha sido obtida, pois a infuso um processo irreversvel.

5.7.3 Infuso do componente

Tendo a certeza que estas operaes anteriores foram completadas com sucesso, pode-se

ento ligar os reguladores de escoamento de resina, permitido que a resina se dirija ao molde.

Uma vez infundido o componente, a resina continuar a fazer o seu ciclo. Se a alimentao de

resina estiver fechada nesta fase, o vcuo continuar a puxar resina da pea, essencialmente

drenando e reduzindo a quantidade de resina junto s reas de sada de resina. Isto no


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desejado, embora em alguns casos isto seja feito para aumentar o FVF (fibre volume fraction) e

reduzir o peso da pea.

Estando a infuso completa, a resina deve continuar a correr os tubos ao longo da pea at aosresin traps. As entradas de resina devem ser fechadas e o vcuo continua a ser aplicado

durante cerca de 10% do tempo de infuso. Este tempo permite que a resina em excesso se

retire sem que haja o risco da ocorrncia de drenos. Aps este perodo, os tubos de sada de

vcuo com destino aos resin traps devem possuir resina no seu interior.

5.7.4 Planeamento e Procedimento

A infuso vista como uma arte escura devido variedade do escoamento e previso dessa

circulao. Devido a esse facto, um considervel planeamento e trabalho de testes pode ser feito

para minimizar os riscos, e assegurar que certas margens possam ser incorporadas para

problemas.

vital o fabrico de painis teste para qualquer nova infuso, onde a experincia prpria no foi

adquirida em projectos anteriores. O painel indica potenciais tempos de escoamento, uso de

resina, e o trajecto que a resina ter quando passar por algumas seces e detalhes.

Os painis teste podem ser fabricados em placas de vidro para permitir que sejam vistos os dois

lados do laminado durante a infuso. Devem ser feitas medidas de tempo para verificar a

progresso do escoamento pelo laminado. Para componentes com alguma inclinao, esses

painis devem ser fabricados tanto na horizontal como na vertical, com a entrada de resina nofundo isto dever indicar a pior situao no escoamento de resina.

O painel teste deve ser marcado para verificar a frente do escoamento de resina. Isto permite

tirar medidas do escoamento at a infuso estar completa.

essencial para que uma infuso corra da melhor forma haja uma preparao anterior de todos

os sistemas e componentes a utilizar. O processo de infuso deve ser simples e organizado

permitindo a quem a opera monitorizar o escoamento e verificar o preenchimento de resina da

melhor forma possvel.

Um bom planeamento de uma infuso pode cingir-se aos seguintes pontos:

O incio do projecto: nesta fase importante planear a chegadas dos materiais

encomendados, tanto para o projecto principal como para os testes a serem feitos antes.

Embora uma infuso bem planeada possa decorrer facilmente e sem quaisquer

problemas, devem-se ter provises para o caso da infuso ter problemas;

Antes do incio da infuso: necessrio misturar resina suficiente para permitir o

escoamento inicial na pea para a circulao na tubulao e principais canais de resina.

Nesta fase, tambm essencial, realizar um ltimo teste de descida de vcuo na pea a

infundir. Podem surgir rupturas no saco de vcuo devido ao manuseamento deste na


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preparao da infuso. Aqui uma ltima verificao pode impedir que se misture a resina

quando a infuso ainda no est preparada;

Depois da infuso e antes da resina curar: esta uma altura crtica a resinapreencheu toda a pea e fica a curar. importante verificar o escoamento de resina nos

tubos especialmente observando se existe a formao de drenos devido ainda

aplicao do vcuo;

Depois da infuso e depois da resina curar: sempre aconselhvel retirar os

consumveis de vcuo depois da cura e antes da cura total (postcure) do componente,

pois se isso no fosse feito nesta altura seria bastante difcil de os remover.

A Figura 5.1 ilustra um esquema comum da montagem do processo, evidenciando as diferentes

camadas a incorporar.

Figura 5.1 Configurao das camadas do processo de Infuso de Resina

5.7.5 Monitorizao do escoamento

O escoamento de resina visvel na superfcie do laminado referido como escoamento frontal.

Este escoamento frontal indica bem a progresso da resina e a quantidade da pea que j foi

preenchida pela resina, no entanto no fornece informao acerca da saturao do componente.

Num laminado infundido onde foi utilizada uma rede de drenagem para melhorar a transferncia

da resina, existe um atraso entre o escoamento de resina pela rede (o ponto visvel) e o ponto do

laminado por baixo da rede que est saturado com resina. Este ponto normalmente invisvel

(chamado ponto de saturao) e essa informao vital para o sucesso da infuso. Uma das

principais razes da realizao de painis teste, reside no facto de se encontrar o atraso desse

ponto e assim determinar quantas linhas de infuso devem ser colocadas. por essa razo que

Saco devcuoRede de

distribuio

Tecido removvel

Conjunto defabricados

Gelcoat(se necessrio)

Linha de resina

Linha de vcuo


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se fazem os painis teste em superfcies visveis, para se poder monitorizar ambos os lados do

laminado.

O escoamento da resina pode ser monitorizado desenhando a zona do escoamento frontal nosaco de vcuo em vrios intervalos de tempo, dependendo do tamanho da pea. Estas

distncias podem ser guardadas para uso em planeamentos de outras peas ou outras infuses.

Monitorizar a infuso desta forma ir tambm realar reas em que a progresso no to boa

como noutras que podem ser modificadas para futuros componentes.

Quando se finalmente se observa o laminado, esse pode ser inspeccionado visualmente e

testado usando equipamentos adequados para esse efeito. A inspeco visual serve,

essencialmente, para detectar se existem reas no impregnadas de resina. Muito importantes

so os testes

fabrico de materiais compositos

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