Moldagem em fixadores para peças CFRP

FONTE:CW Na feira JEC em Paris este ano, uma das exibições do projeto na vitrine Automotive World foi um fixador moldado desenvolvido pela Böllhoff Otalu (La Ravoire, França), a subsidiária francesa do fornecedor alemão de fixadores Böllhoff (Bielefeld). Yann Bernard é o gerente de produto da Böllhoff IMTEC HR, que significa I n- M olding TEC hnologia H altamente mecânico R prendedor de resistência. Ele explica que IMTEC HR foi desenvolvido com os departamentos de inovação em OEMs automotivos. “Fomos convidados a trabalhar em estruturas pesadas para atingir um alto nível de desempenho. Podemos fazer peças compostas muito fortes, mas o ponto fraco é a montagem. A necessidade era de montagens totais, como assentos, que devem ser fixados a um piso ”. Bernard observa que, em estruturas metálicas típicas, isso foi conseguido usando um rebite cego ou porca soldada fixada no chão. “Mas agora os pisos podem ser compostos. Então, como você se fixa a este tipo de estrutura composta? ”
O objetivo era um fixador forte o suficiente para fixar uma peça composta, mas também com custo competitivo e adequado para produção de alto volume. “A fixação em pisos de metal pode ser facilmente industrializada usando processos totalmente robóticos”, diz Bernard. “Então, a ideia para IMTEC HR era uma solução industrializada para compósitos sem operações manuais. ” Os fixadores IMTEC HR podem ser colocados no molde para uma estrutura de piso composta e integrados durante o processo de moldagem. Bernard cita o IMTEC HR como compatível com processos de moldagem termofixa e termoplástica, incluindo moldagem por transferência de resina (RTM), moldagem por compressão e moldagem por injeção / sobremoldagem.


Para a moldagem por injeção, o fixador é colocado roboticamente em primeiro lugar em um pino fixado no molde. O pino localiza o fixador e protege os fios dentro dele de serem revestidos com resina. Em seguida, o material composto é colocado roboticamente no molde. O molde é fechado, o plástico injetado e a peça desmoldada com fixador integrado.

Para moldagem por compressão, o processo é essencialmente o mesmo, exceto que o pino é uma "tampa" de plástico roscada e também serve para empurrar o material para o lado para inserir o fixador no compósito, eliminando assim a necessidade de perfuração. Isso não só economiza tempo, como evita o corte das fibras. A tampa do pino protege novamente as roscas internas durante a moldagem e é removida após a desmoldagem da peça.

“Não há operações extras depois que o piso é produzido”, observa Bernard. “Acreditamos que esta tecnologia ajuda a fazer pisos compostos ou quaisquer outras peças estruturais com um custo de produção acessível. É uma réplica do uso de rebites cegos com piso de metal, pois o fixador já está lá na peça composta moldada. Agora você conecta o assento com métodos padrão. Isso equivale ao campo de jogo porque as peças podem ser fixadas a um piso composto da mesma forma que a um piso de metal. ”

Para resistir à corrosão galvânica, IMTEC HR está disponível em aço zincado e em aço inoxidável, este último usado principalmente para plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP). Diferentes versões de fixadores também estão disponíveis, incluindo parafusos (prisioneiros), porcas e espaçadores. “Também podemos alterar o tamanho dos orifícios e as dimensões do fixador para atender a requisitos específicos”, diz Bernard.

Forma especial para absorção de energia

Perguntei a Bernard sobre o formato desses fechos, explicando que eram semelhantes a outros que eu tinha visto, incluindo Big Head e Spida Fixings. Ele disse que a forma lembra, mas é diferente, desenvolvida para permitir a liberação gradual de energia durante condições de colisão. “É forte o suficiente para fornecer um alto desempenho mecânico, mas pode absorver energia em condições de teste de colisão para evitar falha frágil catastrófica”, explica ele. “Permite a deformação elástica e depois plástica sem quebrar. Sem esse comportamento, o piso composto no anexo se deformaria e se quebraria ou o fixador metálico se quebraria. Este foi um problema com a adaptação de fixadores para estruturas compostas. ”

Big Head (left) and Spida Fixings (à direita) fechos para compósitos.
FONTE:Big Head e Spida Fixings.

Outro aspecto da forma são as pétalas. “Eles são projetados para serem incorporados ao material composto durante a moldagem”, diz Bernard. “Você deve projetar este fixador para embutir na peça e não ser deixado no molde.” Ele também observa que o flange do fixador fica atrás da peça composta e não reduz a espessura da seção da peça. “Isso é importante para obter um fixador embutido enquanto mantém a seção da peça, o que dá propriedades estruturais.”

Fixador IMTEC HR de Böllhoff desenvolvido para processo de moldagem incorpora na peça composta sem reduzir a espessura da seção. FONTE:Böllhoff.

Uma versão especial do IMTEC® HR foi desenvolvida com o Cetim que é compatível com a linha de produção QSP. A Cetim é a organização francesa de pesquisa que desenvolveu o Quilted Stratum Process (QSP) para a produção altamente automatizada de peças compostas.

De acordo com um artigo publicado pela Cetim, o fixador IMTEC HR com patente pendente desenvolvido para QSP mostra um aumento de 30-75% no desempenho de pull-through e 60-75% de melhoria no desempenho de cisalhamento em comparação com os fixadores convencionais.