Palestra Principal da SAMPE 2018 Destaca o Futuro dos Materiais Compósitos

A sessão geral da SAMPE 2018 apresentou o anúncio dos três melhores trabalhos apresentados na conferência, e uma palestra principal proferida por Carmelo Lo Faro, presidente da Solvay Composite Materials (Alpharetta, GA, EUA).

Os três melhores trabalhos foram:

• Primeiro lugar: "Fabricação de Pré-impregnado Fora de Autoclave com Alta Permeabilidade Transversal por Desumidificação de Filme Polimérico", Sarah G. K. Schechter, Timotei Centea e Steven R. Nutt
• Segundo lugar: "Empenamento de Painéis de Fina Espessura Moldados por Compressão com Fibra de Carbono Descontínua Longa/Polietereetracetona", Caroline Collins e Pascal Hubert
• Terceiro lugar: "Reciclagem de Compósitos Amina/Epóxi Usando Tratamento Químico à Pressão Atmosférica", Yijia Ma, Travis J. Williams e Steven R. Nutt

Para sua palestra, Lo Faro examinou a evolução dos materiais, desde o cobre em 8700 a.C., tijolos de palha/argila em 2500 a.C., aço em 1851 d.C., alumínio em 1889, titânio em 1950, até a evolução dos compósitos nos anos 1950 e 1960, seguida pelo crescimento das tecnologias aeroespaciais (1970-2010) em avanços comerciais e relacionados à defesa.

Com esse 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 simulação.

Ele apontou que a automação dos processos de manufatura tem sido um facilitador significativo da construção em compósitos na arena de estruturas de aeronaves comerciais. A tecnologia de infusão de hoje aumenta a acessibilidade e resulta em uma taxa de manufatura viável, ele adicionou, citando a asa da série C da Bombardier (Montreal, QC, Canadá), feita com resina de alto tempo de vida e tecido sem crimp. Destacou a pá de ventilador do motor CFM LEAP, feita usando resina endurecida e pré-formas 3D tecidas; e a asa MS-21 da Irkut, baseada em Moscou, Rússia, feita via colocação automatizada de fita seca infundida com resina endurecida. "Não acredito que alumínio e titânio tenham realizado tanto em seus primeiros 30 anos quanto os compósitos realizaram nos seus primeiros 30 anos", argumentou.

Podemos reivindicar vitória? Lo Faro perguntou. Em resumo, ele respondeu, não – muito mais pode ser feito. Para crescer mais, os compósitos devem entregar mais valor, ele disse. Desafios e oportunidades futuros podem incluir prensagem a quente, compósitos termoplásticos para grandes estruturas, manufatura aditiva, união, simulação, gerenciamento de complexidades e, claro, custo.

Lo Faro injetou "uma pequena ressalva – o ciclo de hype", onde o interesse se torna entusiasmo exagerado (hype), e então, "após um tempo de desilusão", encontra seu lugar na realidade. O futuro, ele disse, será impulsionado por escala industrial e economias; convergência de práticas aeroespaciais e automotivas; e a importância aumentada de sistemas de produção vs. produtos finais.

Passando para compósitos termoplásticos, Lo Faro discutiu PEEK, PEKK, PAEK e moldagem por compressão contínua. Compósitos termoplásticos não são novos, lembrou aos ouvintes. Além disso, espera crescimento no Século 21 habilitado pela maturação de processos de manufatura automotiva custo-efetivos desenvolvidos nos últimos 15 anos: notavelmente moldagem por compressão, moldagem por compressão contínua e estampagem. Se a cadeia de suprimentos aeroespacial deve desenvolver e construir grandes estruturas de compósitos termoplásticos, então deve amadurecer sistemas de moldagem/formação fora de autoclave capazes de aquecimento/resfriamento rápido.

Lo Faro também tocou em manufatura aditiva (AM). Inicialmente, disse, AM pode apoiar a manufatura de ferramentas e fixações. No futuro, AM pode fornecer manufatura de ferramentas sob demanda, e pode melhorar operações de manutenção e reparo de compósitos (MRO). Aqui também, disse, há oportunidades de acoplar AM com aprendizado de máquina. No entanto, disse, mais colaboração é necessária entre fornecedores de máquinas e materiais.

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

• Modelagem molecular – informando experimentação e aumentando velocidade para o mercado
• Inteligência artificial – aplicada a design e descoberta de materiais
• Certificação por análise – que ele chamou de Santo Graal

Essas tecnologias têm potencial para encurtar tempo de desenvolvimento através de design molecular otimizado para propriedades melhoradas, mudando a forma como os próprios materiais são desenvolvidos. O futuro é agora, disse, para modelagem multi-escala acelerar inovações e adoção de compósitos e previsão de falha.

Lo Faro terminou otimisticamente: "Quando olhamos para os próximos 40 anos, acredito que compósitos são um material que excederá as capacidades dos metais."