Processos de materiais compósitos de matriz polimérica para aplicações em aeronaves

Abstract

Os materiais compósitos de matriz polimérica têm sido utilizados como materiais estruturais de elevado desempenho em aplicações em aeronaves. Sua aplicação se iniciou no século XX e vem crescendo muito nas indústrias aeronáutica e aeroespacial ultimamente. A aplicação desses materiais avançados, que são os compósitos poliméricos, em partes estruturais de aeronaves cresce a cada ano, devido às excelentes propriedades mecânicas que este material confere ao componente que está sendo projetado e por permitir flexibilidade no projeto de peças complexas e com propriedades locais específicas. Esses compósitos poliméricos são reforçados, geralmente, com fibras de carbono, vidro ou aramida. Além disso, as matrizes utilizadas são classificadas em matrizes poliméricas termoplásticas e termofixas. No entanto, faz-se necessário que estes materiais sejam submetidos a determinados processos para se tornarem adequados para aplicações em aeronaves. Os processos que envolvem os compósitos poliméricos com matrizes termoplásticas são: tecelagem híbrida, deposição eletrostática, laminação manual com aquecedor ultra-sônico, moldagem por compressão a quente e consolidação in-situ. Já os compósitos poliméricos de matrizes termofixas são processados por: laminação manual, colocação de fitas, colocação de fibras, cura em autoclave, enrolamento filamentar, pultrusão e moldagem líquida. Atualmente, os compósitos poliméricos vêm substituindo materiais tradicionais, como alguns metais, nas aplicações de aeronaves, fornecendo ótima qualidade de serviço.

Polymeric matrix composite materials have been used as high-performance structural materials in aircraft applications. Its application started in the 20th century and has been growing a lot in the aeronautical and aerospace industries lately. The application of these advanced materials, which are polymeric composites, in structural parts of aircraft grows every year, due to the excellent mechanical properties that this material gives to the component being designed and for allowing flexibility in the design of complex parts with local properties specific. These polymeric composites are generally reinforced with carbon, glass or aramid fibers. Furthermore, the matrices used are classified into thermoplastic and thermoset polymeric matrices. However, it is necessary that these materials are subjected to certain processes to become suitable for aircraft applications. The processes involving polymeric composites with thermoplastic matrices are: hybrid weaving, electrostatic deposition, manual lamination with ultrasonic heater, hot compression molding and in-situ consolidation. The polymeric composites of thermosetting matrices are processed by: hand lay up, automated tape laying, fiber placement, autoclave curing, filament winding, pultrusion and liquid molding. Currently, polymeric composites have been replacing traditional materials, such as some metals, in aircraft applications, providing excellent quality of service.