Materiais Compósitos na Engenharia Automotiva

A utilização de materiais compósitos para a fabricação de carros de corrida foi um marco

significativo de realização na indústria automotiva, como os primeiros carros de corrida foram

feitas principalmente com um chassi de alumínio único, que estava propenso a grandes

fraturas. Na década de 1980, o uso de técnicas avançadas de materiais compósitos na

indústria de corridas causou uma espécie de revolução no mundo da engenharia

automobilística. Tais compósitos eram uma solução apropriada para chassis de carros de

corrida, já que estes não eram apenas leve, mas também resistentes e robustos, oferecendo

ao motorista muito mais segurança, caso o carro batesse.

Lento e progressivamente, tais materiais estavam sendo usados na produção de carros

esportivos, e também porque eles se tornaram cada vez mais rentáveis, e hoje, no século XXI,

o uso desses materiais na fabricação desses automóveis é como uma regra.

Os primeiros materiais compósitos de fibra de vidro incluído foram desenvolvidos na década de

40, no entanto, estes materiais não estavam à caminho da indústria automobilística devido a

limitações técnicas da época. Hoje, a fibra de vidro é amplamente utilizada em praticamente

tudo, incluindo pranchas de surf, construção de painéis, cascos de barcos e, claro, um chassi

de carro.

A vantagem dos materiais compósitos em camadas individuais juntamente com metais comuns

é o fato de serem muitas vezes mais fortes e leves que o último. Como resultado, em

comparação com materiais em camadas individuais, são muito mais resistentes à ruptura.

Os materiais compósitos são desenvolvidos pela combinação de dois ou mais materiais, com

propriedades bem diferentes. Os materiais individuais, quando coalescidos em conjunto, por

um único material, com propriedades próprias, não se misturam, e perdem as suas

propriedades individuais. Isto é o que faz com que um material compósito seja mais resistente

que os materiais originais que usados na composição.

Figura 1. Minardi F1 "Coca-Cola" sidepods carro feito com Windform XT

material composto. A imagem é propriedade de Windform.it (agosto 2013)

Quando um material compósito é feito (geralmente de dois materiais), um material é chamado

matriz ou liga, que rodeia e ocupa um conjunto de fragmentos de um material muito mais forte,

o chamado reforço, que é o segundo material.

O reforço e os elementos de matriz são submetidos a um método de moldagem, em que estes

são combinados e compactados. Existem vários tipos de métodos de moldagem, incluindo a

moldagem por autoclave, moldagem por saco de vácuo, e de moldagem por transferência de

resina, entre outros. Na engenharia automobilística são utilizados vários materiais na

fabricação de compósitos como o invar, alumínio, fibra de carbono, aço e borracha de silicone

reforçado.

Os fabricantes de automóveis utilizam métodos de moldagem por compressão para a produção

do chassi, em que os materiais compósitos são transformados em um composto chamado

sheet molding compound (SMC) ou bulk molding compound (BMC). O primeiro é como uma

folha de plástico reforçado com fibras que são contínuos, e o último é um nódulo de plástico

combinado com fibras curtas. As inovações recentes no estudo de compósitos avançados no

setor automotivo, levaram à utilização do chamado carbon fiber reinforced plastic (CFRP), com

vários compostos, incluindo termofixos como fibra de aramida e fibras de carbono em matriz de

resina epoxy.

Os carros de Fórmula 1 no início dos anos 90 tinham chassis construídos com CFRP. Neste

processo, uma folha de resina é colocada, já contendo o reforço de fibra de carbono. Este é

mantido num molde, que é então colocado num forno de pressão limitada de alto grau, ou

autoclave, com uma temperatura muito elevada e pressão. Este processo de cozimento,

finalmente, produz o conjunto da resina composta.

Os materiais compósitos são usados em carros de corrida de elevado desempenho, bem como

para componentes aeroespaciais, por serem leves e suficientemente fortes para suportar as

condições severas, incluindo temperaturas elevadas e grande tensão e deformação.

Compósitos de carbono são os principais materiais usados em veículos lançadores, naves

espaciais e componentes estruturais interestágio, na indústria aeronáutica.

Composite materials in engineering. Disponível em:

ttp://www.thinkengineering.net/104/composite-materials-in-automotive-engineering/automotive-

engineering/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+ThinkEn

gineering+%28Think+Engineering%29, tradução nossa.