Desenvolvimento de estruturas de isogrelhas compostas usando tecnologia de deposição inovadora

O construtor de máquinas COMEC (Chieti, Itália), com o apoio da organização de P&D de compósitos CETMA (Brindisi, Itália), construiu estruturas de isogrelhas compostas usando uma tecnologia de deposição inovadora. Isso foi desenvolvido dentro do projeto de pesquisa intitulado “ Estudo de soluções inovadoras de produtos e processos com base no uso industrial de materiais avançados ”Financiado pela região de Abruzzo da Itália como parte do“ POR FESR Abruzzo 2014-2020 ” programa.

Estruturas de isogrelha são usadas em uma variedade de aplicações e configurações. Essas estruturas normalmente consistem em uma película externa fina integralmente conectada a uma rede de reforço. A repetição dos elementos de reforço permite uma distribuição eficiente das cargas, tornando-o menos sensível a danos por impacto, delaminação e propagação de defeitos. Quando a grade tem um padrão triangular, ela tem um comportamento mecânico semelhante ao de um material isotrópico. O projeto de uma estrutura de isogrelha requer um molde híbrido que consiste em uma parte externa de alumínio e um molde interno de Teflon com a impressão da estrutura de isogrelha na qual será realizada a deposição dos materiais de towpreg ainda não consolidados. O molde híbrido é necessário para ter uma compactação ideal do layup towpreg - explorando os diferentes coeficientes de expansão térmica (CTE) do Teflon, enquanto ao mesmo tempo oferece uma estrutura de contenção externa rígida de alumínio.

A tecnologia de deposição, desenvolvida pela COMEC, é composta principalmente por dois elementos, um robô de seis eixos e uma cabeça de deposição towpreg. A solução envolve a utilização de um robô antropomórfico com seis graus de liberdade, três atribuídos ao braço para operações de posicionamento da cabeça de deposição conectada ao punho e três atribuídos ao próprio punho para orientação da cabeça. A solução tecnológica proposta para o cabeçote de deposição insere estopa seca, que é então impregnada com resina por meio de um sistema in-line. A impregnação ocorre dentro da cabeça de deposição, integrando uma unidade que permite que as fibras sejam umedecidas com a resina in situ. O sistema de impregnação em linha reduz custos - o produto semiacabado custa mais do que o reforço seco usado aqui e também requer armazenamento congelado / frio, não exigido por materiais de fibra seca.

O terminal da cabeça de deposição é a última área pela qual o reboque passa antes da deposição. A estopa para fora do olho de deposição é impregnada e depositada na superfície do molde de isogrelha híbrida. Para garantir uma boa compactação das camadas compostas, um rolo é usado para exercer a pressão apropriada sobre a estopa recém-impregnada e posicionada.

Após a deposição das camadas de towpreg no molde de Teflon, a CETMA realizou o processo de consolidação, utilizando o molde externo de alumínio em uma prensa a quente. O ciclo de polimerização depende da resina usada para o towpreg. Neste caso, a resina é epóxi e a polimerização completa necessita de uma temperatura de 120 ° C.

Estruturas de isogrelha feitas com compósitos representam uma alternativa potencialmente atraente para estruturas sanduíche usadas em ambientes hostis. Sua configuração flexível permite aplicativos de alto desempenho em uma variedade de setores. Graças à versatilidade da máquina de impregnação desenvolvida pela COMEC, que pode ser usada com praticamente qualquer combinação de fibra / matriz, estruturas de isogrelha com diferentes materiais compósitos podem ser prontamente produzidas.

A CETMA teve o prazer de apoiar este desenvolvimento, e a equipe de P&D da COMEC valorizou as contribuições da CETMA para este projeto:“A colaboração com a CETMA permitiu o crescimento do know-how e a consolidação de uma parceria cada vez mais forte voltada para a inovação.”