Victrex e Daher Alcançam Marco com Painéis de Aeronave Termoplásticos de Nova Geração

Crédito: Victrex

Foi reportado em 20 de outubro que a Victrex (Thornton Cleveleys, Reino Unido) colaborou com o fabricante francês de aeronaves e fornecedor de equipamentos Daher (Wissous, França) para produzir um painel estrutural de aeronave com laminado de 176 camadas, com espessura de 32 milímetros (1,26 polegadas). A colaboração, notam ambas empresas, resulta de necessidade de produção de aeronaves mais rápida. Melhorar taxas de produção usando componentes estruturais compósitos como painéis e suportes, por exemplo, poderia ser a solução.

Usando compósito termoplástico VICTREX AE 250 baseado em poliariletercetona (PAEK) e técnica de processamento por colocação automatizada de fibra (AFP), seguido por consolidação em forno e vácuo ou fora de autoclave (OOA), o painel termoplástico resultante demonstra que é possível alcançar laminados de qualidade aeroespacial com processamento OOA em espessuras não atingíveis anteriormente. Segundo a Victrex, isso pode oferecer vantagens-chave para a indústria aeroespacial global em aplicações estruturais primárias.

Dimensões do painel são 120 por 60 centímetros (47 por 24 polegadas) com espessura de 32 milímetros (1,3 polegadas), tornando-o significativamente mais espesso que painéis planos tradicionais, enquanto demonstra capacidade para pad-ups de camadas e espessura variável com qualidade aceitável para avaliação e testes. A espessura excepcional da construção de 176 camadas é habilitada por layup AFP de fita termoplástica unidirecional (UD) de alta qualidade que requer apenas consolidação, não cura em autoclave. Com VICTREX AE 250 UDT, diz a Victrex, consolidação usando ferramentas aquecidas também poderia reduzir significativamente tempo de produção.

"O novo painel compósito atende padrões da indústria aeroespacial para porosidade, cristalinidade, consolidação e ligação entre camadas; materiais são chave para o futuro da indústria aeroespacial. Além de reduzir peso, consumo de combustível e custos operacionais, permitem taxas de produção mais rápidas e são muito melhores para o meio ambiente," diz Dominique Bailly, vice-presidente de Pesquisa e Desenvolvimento da Daher. "Como a indústria da aviação prevê necessidade de mais de 40.000 novas aeronaves nos próximos 20 anos, a produção simplesmente deve acelerar se este nível de demanda for atendido."

Especificamente, especificações de engenharia do painel incluem pouca ou nenhuma porosidade, abaixo de 1%, e cristalinidade avaliada em 25-30%. Segundo a Victrex, como seria esperado de estrutura laminada de 176 camadas, ligação entre camadas compósitos visa alcançar resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) necessária, delineando claramente a altíssima resistência mecânica do painel, onde vazios são eliminados pelo processo AFP e alta qualidade e integridade mecânica mantidas.

Além disso, VICTREX AE 250 UDT pode ser processado a 280°C (536°F) seguido por ciclo de forno. Tem ponto de fusão relativamente baixo a 305°C (517°F) em vez dos 345°C (653°F) do PEEK, polímero de alto desempenho bem conhecido na família PAEK. Esta é vantagem distinta no processamento termoplástico automatizado, diz a empresa, acelerando processo de ligação e impulsionando eficiência geral da produção de aeronaves.

Vantagens materiais adicionais incluem até 5 vezes maior resistência específica e rigidez específica, e até 4 vezes maior resistência à fadiga, comparados a metais. Resistência à corrosão, processamento e isolamento térmico também melhorados, enquanto resistência a impacto e química bem como tolerância a danos serão similares às de metais. Além disso, em contraste com soluções termofixas, compósitos PAEK são totalmente recicláveis, com até 10 vezes melhor tolerância a danos, enquanto oferecem maior resistência química, desempenho de fadiga e propriedades FST (chama/fumaça/toxicidade), e ainda igualam resistência e rigidez de termofixos.

Principais características dos compósitos VICTREX AE 250 também incluem excelente desempenho em alta temperatura e estabilidade térmica, ampla resistência química a fluidos e gases aeroespaciais e excelente resistência à hidrólise e corrosão.

"O que vemos aqui é as propriedades leves de nossa fita e o rápido processo AFP, desenvolvido pela Coriolis Composites [Queven, França], entregando todas as possibilidades empolgantes de substituição de metal com compósitos termoplásticos em escala abrangente no design de aeronaves. Ao mesmo tempo isso também pode contribuir para reduzir acúmulos de produção, que agora assolam construção de aeronaves como resultado de cronogramas de montagem prolongados que podem ser de sete, oito ou nove anos," comenta Tim Herr, diretor de Aeroespacial na Victrex. "Trabalhar neste projeto pioneiro tem sido produtivo e empolgante, e estamos confiantes que ajudará a moldar, literalmente, a aeronave e a indústria aeronáutica do futuro."