Guia de Especialista para Soldagem de Compósitos Termoplásticos

Ao contrário de compósitos feitos com matriz termofixa, compósitos termoplásticos (TPCs) não requerem nem reações químicas complexas nem longos processos de cura. Pré-impregnados termoplásticos não requerem refrigeração, oferecendo vida de prateleira praticamente infinita. Os polímeros usados em TPCs aeroespaciais — sulfeto de polifenileno (PPS), poliéterimida (PEI), poliéteretercetona (PEEK), poliétercetonecetona (PEKK) e poliarilcetona (PAEK) — oferecem alta tolerância a danos em peças acabadas, bem como resistência à umidade e química e, assim, não se degradam em condições quentes/úmidas. E podem ser refundidos, prometendo benefícios em reparo e reciclabilidade no fim da vida. Mas talvez o maior impulsionador para uso de TPCs no desenvolvimento de aeronaves seja a capacidade de unir componentes via ligação por fusão/soldagem. Apresenta uma alternativa atraente aos métodos convencionais — fixação mecânica e colagem adesiva — usados para unir peças de compósitos termofixos (TSC).

Como definido no artigo amplamente citado, "Fusion Bonding/Welding of Thermoplastic Composites", por Ali Yousefpour, Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (Ottawa, ON, Canadá), "O processo de ligação por fusão envolve aquecer e derreter o polímero nas superfícies de ligação dos componentes e então pressionar estas superfícies juntas para solidificação e consolidação do polímero." O resultado é muito diferente da união termofixa.

"Você está criando uma estrutura unitizada, como uma longarina soldada a uma pele", explica Arnt Offringa, chefe de P&T de Aeroestruturas para GKN Fokker (Hoogeveen, Holanda). "Quando visto sob microscópio, você vê apenas polímero homogêneo, então isso é diferente de colagem. Não há linha divisória, nenhuma separação, nenhum material de união identificável como adesivo. Há apenas um material, por isso você usa o mesmo polímero em ambos os lados da solda. Assim, autoridades aceitarão tal união sem fixadores mecânicos." (Offringa usa a palavra "junção" aqui porque o resultado do processo de soldagem não é uma junta, mas uma peça sólida.)

De fato, tais estruturas TPC soldadas voam há décadas. E embora soldagem resistiva e por indução sejam os dois métodos mais estabelecidos, outros, incluindo soldagem ultrassônica, a laser e por condução, estão sendo avançados para uso com compósitos. O desenvolvimento desses métodos continua enquanto proponentes da soldagem buscam a confiabilidade necessária em software de simulação de processo preditivo, controle inline aumentado de variáveis de processo de soldagem, e extensão de processos de soldagem para produção de estruturas primárias de aeronaves.

Soldagem Resistiva

Junto com a KVE Composites Group (Haia, Holanda), a GKN Fokker é líder reconhecida no desenvolvimento de soldagem TPC (veja tour da CW pela Fokker Aerostructures). "Começamos com soldagem resistiva no início dos anos 1990", diz Offringa. "A elegância deste método é que o calor é produzido exatamente na interface de solda." Corrente elétrica, passada através de um elemento resistivo na interface de solda, cria calor e derrete o polímero termoplástico (Fig. 1). No entanto, este elemento resistivo — um metal ou fibra de carbono (FC) — permanece na peça acabada. "Desenvolvemos um método usando uma malha metálica revestida de PPS como elemento resistivo, e então certificamos e voamos portas de trem de pouso principal CF/PPS soldadas resistivamente no avião turboélice Fokker 50 em 1998", diz Offringa. "Isso então levou a conversas com a Airbus UK (Broughton, Chester, UK) e ao desenvolvimento de bordos de ataque fixos de fibra de vidro/PPS para aeronaves widebody A340/A350 e então A380." A GKN Fokker continuou sua pesquisa de soldagem resistiva, focada principalmente em plástico reforçado com fibra de carbono (PRFC).

A tecnologia avançou. A Premium AEROTEC (Augsburg, Alemanha) exibiu um demonstrador de balão traseiro de pressão Airbus (Toulouse, França) A320 no ILA Berlin Air Show 2018. O balão compreende oito segmentos prensados de tecido de CF/PPS montados via soldagem resistiva. "Temos usado soldagem resistiva há algum tempo", diz Dr. Michael Kupke, chefe do Center for Lightweight Production Technology (ZLP) para o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) em Augsburg. "Para o demonstrador da Premium AEROTEC, estendemos o comprimento da linha de solda para 1,5m."

A ZLP escolheu um elemento resistivo feito de fibra de carbono vs. malha de aço inoxidável legada. "Para soldagem por indução, é difícil obter a temperatura e energia onde você quer e não em outro lugar da peça", afirma Kupke. "Para soldagem resistiva, isso é inerentemente resolvido, mas a desvantagem, até agora, tem sido que o resistor permanece na peça." Usar um resistor de fibra de carbono alivia esta desvantagem.

O método básico, no entanto, permanece o mesmo. "Você aplica uma tensão e coloca pressão em ambas as peças para obter boa consolidação", ele adiciona. "Para peças menores, o efetor de extremidade robótico aplica a pressão, mas para peças maiores você precisaria de um gabarito para fornecer pressão de fixação." O gabarito para o balão traseiro de pressão A320 é uma "ponte de soldagem" de metal curva construída pela Premium AEROTEC (Fig. 2). Ela gira para posicionar acima de cada uma das oito linhas de solda e aplica a pressão necessária via 10 cilindros pneumáticos internos.

Além de PPS, a equipe DLR ZLP de Kupke validou que este processo também funciona para tecido de fibra de carbono/PEEK. "Se você pode usar PEEK, pode adaptar para PEKK, PAEK e PEI", ele adiciona. "Também devemos ser capazes de soldar fita UD", ele também nota (desafios associados com soldagem de fitas UD são explicados abaixo). Kupke diz que não há limite para a espessura da peça sendo soldada, "pode ser 3mm ou 30mm, mas cuidado deve ser tomado com gerenciamento térmico na linha de solda."

Ele diz que o próximo passo será desenvolver uma gama de elementos resistivos de FC otimizados. "Apenas usamos materiais off-the-shelf por enquanto." Kupke aponta que isso foi apenas um demonstrador, não um processo industrial. "Para industrializar, faríamos um pouco diferente. O processo de soldagem para cada junção no balão A320 levou 4 minutos, no entanto, apenas 90 segundos de corrente de soldagem foi aplicada. O tempo restante foi para aquecimento e resfriamento do termoplástico PPS na linha de solda. Com industrialização, acreditamos que o tempo total seria mais rápido e a soldagem ainda levaria apenas 60-90 segundos por junção de 1,5m."

Soldagem por Indução

A KVE começou a trabalhar com soldagem por indução no início dos anos 2000. A técnica básica envolve mover uma bobina de indução ao longo da linha de solda. A bobina induz correntes parasitas no laminado CFRP inerentemente condutivo, que geram calor e derretem o termoplástico. "Começamos com cupons de cisalhamento de sobreposição simples, seguindo a abordagem de blocos de construção, e progredimos para juntas em L, juntas em T, então estruturas básicas e finalmente elevadores e lemes", recorda o diretor administrativo da KVE, Harm van Engelen.

A empresa desenvolveu simulações computacionais em paralelo. "Simulação ajuda você a prever qual será a temperatura na superfície externa e na linha de solda", ele explica. "Você precisa concentrar calor na linha de solda, mas não superaquecer seções adjacentes. A superfície superior aquece mais rápido que a interface, então você tem que se livrar desse calor." A KVE patenteou não apenas a tecnologia de gerenciamento de calor e materiais de ferramentas resultantes, mas também sua abordagem baseada em ferramentas para manter pressão durante a soldagem, e seu controle robótico da bobina de indução e cabeça de solda, que desenvolveu até 2005.

"Isso forneceu uma alternativa à soldagem resistiva para PRFC que não requeria um susceptor ou tira de soldagem", diz Offringa da GKN Fokker. "Licenciamos a tecnologia KVE e a implementamos nos elevadores e leme do Gulfstream G650, que voam desde 2008." A KVE foi parceira chave no desenvolvimento e industrialização do processo robótico de soldagem por indução. Uma técnica refinada de segunda geração é usada para os elevadores e leme do Dassault Falcon 5X. Van Engelen nota que a soldagem para o G650 foi automatizada mas completada em múltiplos passos. "Para o Dassault, é feito em uma tacada só", ele adiciona. "Todas as peças são colocadas nas ferramentas e então dois elevadores e um leme são soldados em um turno durante a noite."

Em 2008, a KVE havia começado testes de cisalhamento de sobreposição simples (SLS) de fita UD CF/PEKK e produzia demonstradores para o programa Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structure (TAPAS). Em 2010, havia completado simulações 3D de laminados UD CF soldados por indução com proteção contra raio (LSP) e trabalhado com laminados espessos (≤5mm para UD PEEK e PEKK, ≤15mm para tecido de fibra de carbono/PPS). A KVE também havia projetado e construído um leme TPC para o Phantom Eye UAV da The Boeing Co. (Chicago, IL, EUA), que a Boeing então começou a produzir em 2011. Em 2014, a empresa havia produzido demonstradores UD CF/PEKK soldados por indução e agora está trabalhando com múltiplos OEMs e fornecedores Tier 1 para ajudar a qualificar esta tecnologia para outras estruturas de aeronaves.

Transição de Tecido para Fita UD

A soldagem por indução é bem adequada para tecido de fibra de carbono, diz Offringa, "mas com fita UD, há um novo conjunto de desafios para atingir velocidades de produção."

Como explicado pelo Dr. Michel van Tooren, diretor do SmartState Center for Multifunctional Materials and Structures, parte do McNair Center na University of South Carolina (Columbia, SC, EUA), "Para indução em laminados CFRP, você precisa de fibras em dois ângulos diferentes — preferencialmente ângulos o mais distantes possível — para que correntes parasitas sejam geradas." A orientação perpendicular de fibras 0° e 90° em tecido tecido é ideal, permitindo que correntes parasitas sejam geradas em cada camada do laminado. Com pilhas de laminado UD, no entanto, é comum ter camadas de 45° intercaladas para que a diferença de ângulo seja menor. "O mecanismo de aquecimento por corrente parasita é afetado porque estas direções não são perpendiculares, adiciona Maarten Labordus, chefe de P&D na KVE. "Também não há cruzamento de fibra distinto entre as camadas, elas são apenas sobrepostas. Assim, você precisa de mais potência para induzir corrente comparado a laminados de tecido."

No entanto, adicionar mais potência não torna o gerenciamento do processo de soldagem mais fácil. Equilibrar potência elétrica e temperatura na linha de solda não é direto porque o processo de soldagem por indução não apenas muda com sequência de empilhamento mas também com espessura do laminado e geometria da peça. "Então olhamos para os parâmetros de processo e como o calor é gerado nos materiais", diz Sebastiaan Wijskamp, diretor técnico da TPRC. "Queremos ter diretrizes e ferramentas de design para prever desempenho de solda antecipadamente. Se você quer mudar de tecido para UD, como pode fazer isso rapidamente sem ter que passar por um processo de tentativa e erro? Idealmente, simulações baseadas nas propriedades de condutividade elétrica e térmica de fibras e polímeros, mesmo para um certo empilhamento, e também fatorando geometria da peça, permitiriam que você desenhasse seu processo de soldagem por peça. Estamos realizando pesquisa colaborativa com KVE e Michel van Tooren no McNair Center para desenvolver o entendimento fundamental para estas diretrizes e ferramentas."

"Estamos quantificando todos estes fatores — UD vs. tecido, sequência de empilhamento, áreas de mais resina e menos resina — e estabelecendo sua relação, então adicionamos isso de volta no modelo geral de soldagem", explica Labordus (Fig. 3). Áreas com alto conteúdo de resina atuam como isolante, retardando calor, enquanto áreas onde o conteúdo de resina é menor (e conteúdo de fibra é maior) facilitam aquecimento. "No começo, estávamos 40% fora de nossas previsões de soldagem com UD, mas agora estamos dentro de 10% e nos aproximando de nossos níveis de alta precisão para tecido CF/PPS", Labordus adiciona.

Van Tooren também está próximo de ser capaz de prever desempenho de soldagem por indução para laminados UD. "Até o final de 2018, teremos uma ferramenta de simulação que funciona para geometrias relativamente simples, ajudando a identificar a forma de bobina, potência, velocidade do robô e perfil de aquecimento necessários para uma dada aplicação." Esta capacidade de previsão está sendo desenvolvida em paralelo com testes físicos para suportar o uso de componentes TPC soldados em estruturas primárias maiores para aeronaves futuras. O laboratório de Van Tooren é parceiro de pesquisa com KVE e um de quatro locais — junto com a instalação da KVE em Haia, o Centro Aeroespacial da Holanda (NLR, Amsterdã) e ThermoPlastic composites Research Center (TPRC, Enschede, Holanda) — que instalou uma configuração padronizada de soldagem por indução desenvolvida pela KVE (Fig. 4) para suportar qualificação de processo em OEMs e fornecedores Tier 1 (veja "Novos horizontes na soldagem de compósitos termoplásticos").

Bobinas de Indução Personalizadas

Uma abordagem alternativa de soldagem por indução tem sido usada pela Composite Integrity (Porcelette, França) para desenvolver o processo de "soldagem por indução dinâmica" usado para unir longarinas de fita UD CF/PEKK e peles de fuselagem no projeto de demonstração de estrutura TP Arches da STELIA Aerospace (Toulouse, França), revelado no Paris Air Show 2017 (Fig. 5). A Composite Integrity é a divisão de compósitos dentro do Institut de Soudure (IS Groupe, Villepinte, França). "Nós nos baseamos em mais de 100 anos de experiência do IS Groupe em soldagem de metais para projetar e construir nossas próprias bobinas de indução otimizadas para cada material, espessura e forma de peça, incluindo bobinas específicas para tecido tecido, tecido não-crimp e UD", explica Jérôme Raynal, gerente de desenvolvimento de negócios da Composite Integrity. "O maior problema com UD é que não há nós de soldagem para gerar corrente de indução, então precisamos de uma bobina específica — neste caso, uma multi-bobina."

Fundada como Pôle de Plasturgie de l'Est (PPE) 25 anos atrás, a Composite Integrity é líder em moldagem por transferência de resina (RTM) e estruturas de aeronaves com resina epóxi infundida com empresas aeroespaciais francesas. Incorporada ao IS Groupe em 2016, trabalhou com a Aviacomp (Launaguet, França) para desenvolver tecnologia de co-consolidação por soldagem usada em portas de acesso a combustível TPC para aeronaves Airbus A350. "Componentes resistivos na superfície das peças compósitos internas e externas moldadas colocam calor na linha de solda", diz Raynal.

A Composite Integrity começou a trabalhar no projeto STELIA Arches TP em 2015, permitindo soldagem por indução de peças curvas de tamanho de fuselagem. O processo é descrito como "dinâmico" porque o robô suelda as longarinas ao longo do comprimento da fuselagem e acomoda formas 3D, incluindo movimento na direção z durante a soldagem. "Tanto as longarinas quanto a pele no demonstrador STELIA têm uma mudança de espessura", Raynal explica. Um trilho de alumínio serve como gabarito de fixação para prevenir movimento da longarina na pele enquanto é soldada. Para o demonstrador, pressão foi aplicada via dois rolos na cabeça de soldagem. Estes ficam acima da bobina. Durante a soldagem, os rolos correm ao longo da longarina, próximo ao trilho de fixação enquanto a bobina viaja sobre a linha de solda.

"Desenvolvemos agora uma nova cabeça de soldagem patenteada, que usa um único rolo e aumenta as propriedades mecânicas da linha de solda", Raynal nota. "Também temos um dispositivo de resfriamento soprando ar na superfície de soldagem sob pressão para ter certeza de que estamos abaixo da temperatura de cristalização, então não há risco de descompactação uma vez que a pressão é liberada."

Provisão para resfriamento também afeta a cristalinidade da matriz termoplástica na linha de solda. "Testamos para medir que a cristalinidade atende aos padrões aeroespaciais e então estabelecemos os parâmetros correspondentes para o processo de soldagem", Raynal explica. Velocidade também é um fator. "Para o demonstrador, a velocidade era 2 m/min, mas nosso alvo agora é 5 m/min", ele diz. "Gerenciar o resfriamento e cristalinidade de PEEK e PEKK são mais complicados, o que afeta a velocidade global de soldagem, mas temos bons resultados com ambos, usando organosheet convencional qualificado pela Airbus." A espessura máxima de peças soldadas até agora é 5mm. "Demonstramos isso, que é aproximadamente a espessura que você teria em componentes estruturais", Raynal observa. "Para STELIA, usamos a fibra de carbono como condutor sem metal na interface, mas agora estamos desenvolvendo tecnologia para soldar qualquer fibra — fibra de vidro, por exemplo — sem malha metálica também. Não adicionamos material na interface ainda podemos soldar UD a tecido e UD a UD, sem problema", ele afirma.

Soldagem Ultrassônica

A terceira técnica mais comum, soldagem ultrassônica é outra tecnologia com a qual a GKN Fokker registrou experiência significativa. O processo usa um sonotrodo para gerar vibrações de alta frequência (20-40 kHz) que causam calor por fricção e fusão nas superfícies de solda.

"Isso é bom para soldas ponto", diz Offringa, notando que para aeronaves Gulfstream, "Usamos soldagem ultrassônica para unir mais de 50.000 peças TPC moldadas por injeção a painéis de piso. É muito rápido e altamente automatizado, mas é uma solda ponto, em apenas uma localização." Ainda, ele vê potencial para este método em produção de um fuselagem integrado, como proposto no demonstrador de Fuselagem Multifuncional do programa Clean Sky 2 (veja "Novos horizontes na soldagem de compósitos termoplásticos"). "Suportes de fuselagem são frequentemente colados, rebiteados ou parafusados a estruturas de fuselagem termofixas atuais", Offringa observa. "Com soldagem ultrassônica, você pode alcançar conexão muito boa com suportes, que são frequentemente termoplásticos não reforçados."

Soldagem ultrassônica tem sido usada com plásticos por várias décadas, tipicamente com diretores de energia na interface de solda. Estas cristas triangulares ou retangulares de resina pura, moldadas nas superfícies a serem soldadas, aumentam geração local de calor. No entanto, Irene Fernandez Villegas na Delft University of Technology (TU Delft, Delft, Holanda) mostrou que filmes termoplásticos não reforçados de 0,08-mm de espessura podem ser usados em seu lugar. "Ela está trabalhando para desenvolver soldagem ultrassônica contínua", diz Offringa, e este trabalho continua dentro do Clean Sky 2.

Em seu artigo de 2016, intitulado "Smart ultrasonic welding of thermoplastic composites", Villegas afirma que é possível escalar o processo de soldagem ultrassônica via soldagem sequencial — ou seja, deixando uma linha contínua de soldas ponto adjacentes servir o mesmo propósito que um cordão de solda contínuo. Soldagem ponto sequencial em escala de laboratório foi usada no painel de estrutura aérea TPC do demonstrador EcoDesign do Clean Sky, usando diretores de energia planos para soldar uma dobradiça CF/PEEK e clipes CF/PEKK a C-frames CF/PEEK (Fig. 6). Comparações experimentais com juntas fixadas mecanicamente em testes de cisalhamento de sobreposição dupla e pull-through mostraram promessa. O processo é explorado mais em artigos de 2018 pelo membro da equipe TU Delft de Villegas, Tian Zhao.

Kupke reporta que DLR ZLP também está trabalhando em soldagem ultrassônica contínua baseada em robô. "Soldagem ponto é o estado da arte atual, mas a nossa é verdadeiramente contínua", ele diz. "Estamos otimizando o processo em um banco de teste de aproximadamente 1m de comprimento, realizando estudos paramétricos usando diferentes materiais e configurações. Embora a máquina de soldagem e controle digital sejam desenhados para um manipulador robótico, ainda estamos explorando como refinar a cabeça e qual velocidade e energia funciona melhor para cada material e espessura de laminado. Nosso objetivo é mostrar que você poderia fazer soldagem muito longa, como as juntas de uma fuselagem."

Soldagem a Laser

Embora soldagem por transmissão a laser tenha sido discutida na revisão de 2004 de Yousefpour sobre tecnologias de soldagem TPC, ela foi significativamente avançada desde então pelo Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH, Hannover, Alemanha). Neste processo, luz laser é primeiro passada através de uma peça que é transparente ou parcialmente transparente no espectro infravermelho próximo (ex.: um termoplástico não reforçado ou TPC de fibra de vidro). A luz é então absorvida por fibra de carbono ou aditivos condutivos em uma segunda peça adjacente, transformando a energia laser em calor, que cria a solda entre os dois materiais.

Offringa na GKN Fokker aponta que muitos suportes de aeronaves moldados por injeção são transparentes a laser. Ele vê grande potencial para usar soldagem a laser para alcançar montagem destes suportes a estruturas de fuselagem PRFC sem furos, poeira ou fixadores. Embora tanto tipo de reforço quanto espessura de laminado afetem a solda, LZH demonstrou bons resultados com laminados PPS e poliéterimida (PEI) reforçados com fibra de vidro e fibra de carbono no projeto Laser Transmission Welding of Thermoplastic Composite Structures (LaWoCS, 2010-2013), que também incluiu KVE, TenCate Advanced Composites (Nijverdal, Holanda), Unitech Aerospace (Yeovil, UK) e Element Materials Technology (Hitchin, UK). LZH patenteou esta tecnologia e foi finalista do JEC World Innovation Award 2018 na categoria aplicações aeroespaciais para "Painéis de Rigidez Termoplásticos Modulares" onde uma grade de rigidez CFRTP estampada é soldada a laser a uma pele compósito. Parceiros do projeto incluíam empresas alemãs Fraunhofer ICT (Pfinztal), Airbus Operations (Hamburgo), ElringKlinger (Dettingen an der Erms) e KMS Automation (Schramberg), bem como TenCate.

Soldagem por Condução

Após industrializar soldagem por indução, a GKN Fokker desenvolveu soldagem por condução (Fig. 7). "Esta é uma nova tecnologia", diz Offringa. "Um tipo de ferro quente é usado para conduzir calor através de pelo menos uma das peças a serem unidas. Como soldagem resistiva, o tempo de processo é independente do comprimento da solda — então se a junção é meio metro ou 10m, o tempo de processo é o mesmo para ambos." Isso é porque ambas as técnicas usam eletricidade para fornecer calor ao longo do comprimento em segundos. O painel de fuselagem ortogrid TPC exibido na JEC 2014 apresentou soldagem por condução. "As armações foram soldadas em uma segunda etapa usando um robô com efetor de extremidade de soldagem", diz Offringa. "O painel de fuselagem era curvo e as armações eram relativamente curtas. No entanto, este método poderia funcionar bem para soldar longarinas de 6-10m de comprimento a peles de fuselagem."

Controle de Processo Inline e Além

Um passo chave na maturação da soldagem TPC para estruturas de fuselagem é a capacidade de monitorar e gerenciar o processo in situ. "Agora, nosso processo de soldagem por indução é pré-configurado", diz van Engelen na KVE. "Usamos termopares na linha de solda para calibrar o processo. Mas preferimos medir a temperatura na solda e realimentar isso para gerenciar a potência na bobina."

"Nossos processos de soldagem são controlados digitalmente e todos os dados de processo são armazenados", diz Offringa na GKN Fokker, "mas estamos nos movendo em direção a controle de processo inline, baseado em medição de temperatura em tempo real." Ele acredita que isso é possível para soldagem por indução e resistiva dentro de alguns anos, enquanto soldagem ultrassônica já está bastante próxima. Villegas na TU Delft afirma que monitoramento de processo in-situ de soldagem ultrassônica sequencial é possível baseado nas curvas de potência e deslocamento fornecidas pela máquina de soldagem, que tornam possível definir rapidamente parâmetros de processamento ótimos.

Além de controle de processo, a KVE também está trabalhando em inspeção inline. "Se a solda mostra um problema, apenas voltamos e soldamos de novo", diz van Engelen.

"É por isso que compósitos termoplásticos são tão bons", nota Raynal na Composite Integrity. "Re-soldar não os machuca. Temos tecnologia específica para soldar e des-soldar com soldagem resistiva para desmontar injetando corrente." Sua empresa também está desenvolvendo inspeção inline. "Teremos uma célula termográfica logo após a cabeça de soldagem por indução e verificaremos a solda usando termografia ao vivo", diz Raynal. Van Tooren também está perseguindo monitoramento e inspeção de processo in-situ, mas usando sensores de fibra óptica, incluindo o sistema ODiSI da Luna (Roanoke, VA, EUA), que fornece mais de 1.000 pontos de sensor por metro.

TPRC e van Tooren cada um têm projetos contínuos para desenvolver controle de processo inline para soldagem por indução de estruturas grandes, curvas e espessuras variáveis, incluindo acúmulos de camadas e reduções em longarinas. Van Tooren também está desenvolvendo soldagem por indução sob bolsa a vácuo. "Torna-se como ferramenta mole para compressão das duas superfícies sendo soldadas", ele diz, e atualmente visa aplicações de reparo potenciais (veja "Novos horizontes na soldagem de compósitos termoplásticos"). A lista de desenvolvimentos futuros da KVE de van Engelen também inclui reparo TPC, soldagem por indução de TPCs de fibra de vidro, aplicações não-aeroespaciais e concentradores de fluxo. "Estamos desenvolvendo materiais reflexivos para concentrar o campo eletromagnético na linha de solda", ele explica. "Você quer colocar a energia aqui em vez da superfície externa da peça. Com estes concentradores de fluxo, você direciona a energia, similar a como você direciona fibra onde quer, usando colocação automatizada."

"Ainda estamos desenvolvendo todas as tecnologias de soldagem", Offringa resume, "e explorando novas. O mais importante, não achamos que há uma única tecnologia com mais promessa, mas que cada uma tem seu lugar."

Wijskamp nota que com as recentes chamadas do Clean Sky 2 para propostas, ficou claro que a Airbus quer usar TPCs soldados em grandes estruturas de fuselagem. "Mas já vimos isso em nossos 19 parceiros que se juntaram desde 2009", ele adiciona.

Van Tooren acredita que um componente grande sem fixadores, se não uma fuselagem completa, está ao alcance. "Preferencialmente, no Novo Avião de Médio Porte da Boeing, mas definitivamente a próxima aeronave."