Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Figura 17.10 - Diagrama esquemático ilustrando a produção de fita "prepreg" usando polímeros
termorrígidos.
À temperatura ambiente a matriz termorrígida sofre reações de cura; portanto, o
"prepreg"é estocado a 0 o C ou abaixo desta temperatura. Também, o tempo em uso à temperatura
ambiente (ou "out-time") deve ser minimizado. Se apropriadamente manipulado, "prepreg"
termorrígido tem um tempo de vida em serviço de pelo menos 6 meses e usualmente maiores.
Tanto resinas termoplásticas quanto resinas termorrígidas são utilizadas; fibras de carbono,
vidro e de "aramid" são os reforços comuns.
A fabricação real começa com o assentamento uma sobre a outra de tira de "prepreg"
sobre uma superfície usinada. Normalmente um número de camadas são assentadas umas sobre as
outras (após a remoção a partir do papel de apoio do carregador) para fornecer a desejada
espessura. O arranjo do assentamento em camadas pode ser unidirecional, mas muitas vezes a
orientação da fibra é alternada para produzir laminados com cruzamento de camadas ou camadas
em ângulo. A cura final é realizada pela simultânea aplicação de calor e de temperatura.
O procedimento de assentamento de camadas pode ser realizado inteiramente à mão
(assentamento à mão), onde o operador tanto corta os comprimentos da fita quanto os posiciona
na desejada orientação sobre a superfície usinada. Alternativamente, os modelos de fita podem ser
cortados à máquina e depois assentados à mão. Custos de fabricação podem ser adicionalmente
reduzidos pela automação do assentamento do "prepreg" em camadas e outros procedimentos de
fabricação (por exemplo, enrolamento de filmanento, como discutido abaixo), que virtualmente
eliminam a necessidade de trabalho manual. Este métodos automatizados são essenciais para que
muitas aplicações de materiais compósitos sejam efetivas em termos de custo.
Enrolamento de Filamento
Enrolamento de Filamento é um processo pelo qual fibras reforçantes contínuas são
precisamente posicionadas num prédeterminado modelo para formar uma forma ôca (vazada,
usualmente cilíndrica). As fibras, quer como cabos individuais ou como feixe ("tows") são primeiro
alimentadas através de um banho de resina e a seguir continuamente enroladas sobre um mandril,
usualmente empregando um equipamento automatizado de enrolamento (Figura 17.11). Após o
apropriado número de camadas terem sido aplicadas, cura é realizada quer numa estufa quer à
temperatura ambiente, após o que o mandril é removido. Como uma alternativa, "prepregs" estreitos
e finos (por exemplo, "tow pregs") 10 mm ou menos em largura pode ser enrolado com filamento.
Figura 17.11 - Representações esquemáticas de técnicas de enrolamento de filamento helicoidal,
circunferencial e polar.
Vários modelos de enrolamento são possíveis (isto é, circunferencial, helical e polar) para