A palestra do SAMPE 2018 olha para o futuro dos compostos

A sessão geral do SAMPE 2018 apresentou o anúncio dos três principais artigos apresentados na conferência e uma apresentação apresentada por Carmelo Lo Faro, presidente da Solvay Composite Materials (Alpharetta, GA, EUA).

Os três principais artigos foram:

• Primeiro lugar: “Fabrication of Out-of-Autoclave Prepreg with High Through Thickness Permeability by Polymer Film Dewetting,” Sarah G. K. Schechter, Timotei Centea e Steven R. Nutt
• Segundo lugar: “Warpage of Thin-Gauge Compression-Molded Panels with Discontinuous Long Fiber Carbon / Polyetheretherketone,” Caroline Collins e Pascal Hubert
• Terceiro lugar: "Recycling of Amine / Epoxy Composites Using Chemical Treatment at Atmospheric Pressure", Yijia Ma, Travis J. Williams e Steven R. Nutt

Para sua palestra, Lo Faro pesquisou a evolução dos materiais, desde cobre em 8700 aC, tijolos de palha / lama em 2500 aC, aço em 1851 dC, alumínio em 1889, titânio em 1950, até a evolução de compósitos nas décadas de 1950 e 1960, seguido pelo crescimento das tecnologias aeroespaciais (1970-2010) em avanços comerciais e relacionados à defesa.

Com isso como contexto, ele falou sobre três 'eras' dos compósitos:a era da redução de peso (1970-1995), a era da manufatura (1995-hoje) e a próxima era, que ele considerou a era da industrialização e da simulação.

Ele destacou que a automação dos processos de manufatura tem sido um facilitador significativo da construção de compósitos na arena de estruturas de aeronaves comerciais. A tecnologia de infusão de hoje aumenta a acessibilidade e resulta em uma taxa de fabricação viável, acrescentou ele, citando a Série C da Bombardier (Montreal, QC, Canadá) asa, feita com resina high-pot-life e tecido anti-crimpagem. Ele destacou a pá do ventilador do motor CFM LEAP, feita com resina endurecida e pré-formas trançadas 3D; e o MS-21 de Irkut, baseado em Moscou, Rússia asa, feita através de fibra automatizada colocada fita seca infundida com resina temperada. “Não acredito que o alumínio e o titânio realizaram tanto em seus primeiros 30 anos quanto os compostos em seus primeiros 30 anos”, argumentou.

Podemos reivindicar a vitória? Perguntou Lo Faro. Em suma, ele respondeu, não - muito mais pode ser feito. Para crescer ainda mais, os compósitos devem agregar mais valor, disse ele. Os desafios e oportunidades futuros podem incluir conformação por prensagem, compósitos termoplásticos para grandes estruturas, manufatura aditiva, união, simulação, gerenciamento de complexidades e, é claro, custo.

LoFaro injetou “uma pequena advertência - o ciclo de hype ”Onde o interesse se torna entusiasmo exagerado (exagero), e então,“ depois de um tempo de desilusão ”, encontra seu lugar na realidade. O futuro, disse ele, será impulsionado por economias e escala industrial; convergência de práticas aeroespaciais e automotivas; e a crescente importância dos sistemas de produção em relação aos produtos finais.

Passando para os compósitos termoplásticos, Lo Faro discutiu PEEK, PEKK, PAEK e moldagem por compressão contínua. Compósitos termoplásticos não são novos, ele lembrou seus ouvintes. Além disso, ele espera que o crescimento no século 21 seja possibilitado pelo amadurecimento de processos de fabricação automotivos e econômicos desenvolvidos nos últimos 15 anos:notavelmente moldagem por compressão, moldagem por compressão contínua e formação de carimbo. Se a cadeia de suprimentos aeroespacial deve desenvolver e construir grandes estruturas compostas termoplásticas, ela deve amadurecer sistemas de moldagem / formação fora da autoclave, capazes de aquecimento / resfriamento rápido.

Lo Faro também abordou a manufatura aditiva (AM). Inicialmente, disse ele, a AM pode apoiar a fabricação de ferramentas e acessórios. No futuro, a AM pode fornecer manufatura de ferramentas sob demanda e pode melhorar as operações de manutenção e reparo de compósitos (MRO). Aqui também, disse ele, estão as oportunidades de combinar AM com aprendizado de máquina. No entanto, disse ele, é necessária mais colaboração entre os fornecedores de máquinas e materiais.

Lo Faro passou a citar três importantes necessidades de simulação e modelagem para a indústria de compósitos:

• Modelagem molecular - informar a experimentação e aumentar a velocidade de lançamento no mercado
• Inteligência artificial - aplicado ao design e descoberta de materiais
• Certificação por análise - que ele chamou de Santo Graal

Essas tecnologias têm o potencial de encurtar o tempo de desenvolvimento por meio do design molecular otimizado para propriedades aprimoradas, mudando a maneira como os próprios materiais são desenvolvidos. O futuro é agora, disse ele, para a modelagem em várias escalas para acelerar as inovações de compósitos e a adoção e previsão de falhas.

Lo Faro concluiu com otimismo:“Quando olhamos para os próximos 40 anos, acredito que os compósitos são um material que excederá as capacidades dos metais.”