os materiais e processos de fabrico na airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... ·...

20
A Engenharia Mecânica nos Transportes Aéreos Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbus Daniel Gomes Gonçalo Loureiro Hugo Semeão Francisco Almeida Guilherme Melo

Upload: trinhnhan

Post on 19-Nov-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A Engenharia Mecânica nos Transportes Aéreos

Os Materiais e Processos

de Fabrico na Airbus

Daniel Gomes

Gonçalo Loureiro

Hugo Semeão

Francisco Almeida

Guilherme Melo

Page 2: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Introdução

Componentes Estruturais, de Propulsão e

Revestimentos:

Passado A300

Presente A350XWB,

A380

Futuro Concept

2

Page 3: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Contextualização Histórica

• Sir George Cayley

• Irmãos Wright

• America VS Europa

• Airbus - A300, A320, A380, A350

Sir George

Caylay

Irmãos

Wright

3

Page 4: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Materiais

Alumínio

Série 2000

Série 6000

Série 7000

Compósitos

GFRP - Fibra de Vidro plásticos reforçados

CFRP - Fibra de carbono plásticos

reforçados

AFRP - fibra de aramida plásticos

reforçados 4

Page 5: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Materiais

• Gráfico da relação entre o peso

e a espessura dos materiais

usados ao longo da história da

aviação

5

Page 6: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Componentes Estruturais

Passado

A300B: • O avião que “descolou” a Airbus;

• Material principal: Alumínio;

6 Modelo A300B da Airbus

Page 7: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A350XWB: • Um dos modelos mais

recentes;

• CFRP;

• 53% de compósitos;

A380: • Maior avião de passageiros;

• Ligas de Alumínio (61%);

Componentes Estruturais

Presente

7 Modelo A350XWB da Airbus Modelo A380 da Airbus

Page 8: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Concept: •Lançamento previsto para 2050

•Estrutura Biónica;

•Membrana de Bipolímero;

•Integrated Neural Network;

•Morphing Materials;

Componentes Estruturais

Futuro

8

Concept Plane da Airbus

Page 9: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A300 Motor CF6-50

● A camada exterior do motor é constituída por fibra de vidro.

● Na camara de combustão são usadas ligas de titânio, obtidas

por fundição.

● Os componentes feitos de alumínio são obtidos por fundição

(ex: Nozzle)

● As pás das hélices, de titânio são obtidas por forjamento.

Componentes de Propulsão

Passado

9

Page 10: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A300 Motor CF6-50

Componentes de Propulsão

Passado

Motor CF6-50 da General Electric

10

Page 11: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A380 e A350 Trent e Trent XWB

● A camada exterior do motor é

constituída por fibra de kevlar.

● É usado o processo de Powder

metallurgy na produção dos

discos dos compressores.

Componentes de Propulsão

Presente

11

Motor Trent-1000 da Rolls-Royce

Page 12: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Concept

Obtenção do maior rendimento possível:

● Estrutura composta por fibra de carbono

● Aplicação de compostos de matrizes cerâmicas

● Os componentes serão obtidos por impressão 3D

Componentes de Propulsão

Futuro

12

Page 13: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

“Ultra Fan” - Airbus Concept

Componentes de Propulsão

Futuro

13

Page 14: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A300

● Eram usadas diferentes ligas de alumínio para os

revestimentos da fuselagem e asas (superior e inferior)

● Para a obtenção das peças era usado um processo de

conformação plástica, por aquecimento e pressurização

das peças num molde.

Revestimento

Passado

14

Page 15: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

15

Revestimento

Passado

Processo de conformação plástica do revestimento das asas

Page 16: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

A350 ● É utilizado o compósito

do tipo CFRP em todo o

avião.

A380 ● É utilizado o GLARE, um

laminado de fibra de viro e

alumínio.

O processo de fabrico das placas destes materiais é

por conformação plástica numa autoclave, por saco de

vácuo.

16

Revestimento

Presente

Page 17: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Estrutura do GLARE®

Comparação da fadiga

do GLARE® e das

ligas de alumínio

17

Revestimento

Presente

Page 18: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

● Serão utilizadas membranas transparentes no

revestimento da fuselagem.

● Serão utilizados revestimentos auto-reparadores e

auto-sustentáveis.

● O processo de fabrico adotado será a impressão 3D a

grande escala. 18

Revestimento

Futuro

Page 19: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Revestimento

Futuro

Page 20: Os Materiais e Processos de Fabrico na Airbusprojfeup/submit_14_15/uploads/apresent_1... · Componentes de Propulsão Passado 9 . A300 Motor CF6-50 Componentes de Propulsão Passado

Considerações Finais

•Tendência para aumentar a eficiência dos motores e

diminuir a densidade dos materiais usados.

•Melhoria das condições de conforto e segurança dos

passageiros.

•Preocupação com a sustentabilidade ambiental.

20