Processo de fabrico das placas de compósitos para os ensaios de tração

Para a produção dos provetes iniciou-se o processo com a medição e corte do tecido de fibra de cânhamo e de fibra de vidro, do filme protetor bem como do manto absorvente (feltro). A resina epoxídica SR1500 foi misturada com um endurecedor SD2505, com a proporção indicada na embalagem (100/37 em volume). No interior do molde fêmea foi realizada a seguinte sequência de empilhamento: foi colocado um filme protetor, de seguida um manto absorvente, depois um filme protetor perfurado e por fim foi iniciada a impregnação das 8 camadas de tecido através do vazamento com aplicação de pincel. Ambos os tecidos são bi-direcionais. Finalizando a impregnação foi colocado um último filme protetor e colocou-se o molde macho sobre o molde fêmea. Dois dos sistemas foram colocados dentro de um saco de vácuo e ligados à bomba de vácuo do autoclave enquanto outros dois foram pressionados através de quatro pesos, cada um com aproximadamente 3kg. Após 72 horas de cura as placas foram desmoldadas, polidas com lixa de granulação 220 e cortadas com serra circular de modo a produzir cinco provetes com a dimensão média de 250x25x3mm no caso dos compósitos de fibra de cânhamo e 250x25x2mm no caso dos compósitos de fibra de vidro. Na figura 17 apresenta-se um fluxograma do procedimento realizado.

Figura 16- a) Molde fêmea b) Molde macho

Medição e corte do tecido, do absorvente e do filme protetor. Colocação do filme protetor, do feltro do filme perfurado. Empilhamento das camadas e impregnação do tecido no interior do molde. Colocação de um último filme protetor e fecho do molde.

Cura sem e com vácuo. Desmoldagem Medição da placa e corte do provete

Figura 17- Fluxograma relativamente ao procedimento utilizado para a produção de provetes de materiais compósitos

Realização da mistura resina / endurecedor.

4.1.2.2 Placas de compósito com resina Mater-Bi

A fabricação de placas com resina Mater-Bi reforçada com fibra de vidro foi dividida em duas fases. Uma primeira fase pretendeu-se transformar o granulado de Mater-Bi em placas uniformes, de modo a tornar mais homogénea a distribuição de resina pelas fibras, mas também para que não ocorra a danificação das fibras quando pressionadas contra a placa. A segunda fase consistiu na produção de placas de compósitos com resina de Mater-Bi reforçada com tecido de fibra de vidro.

A primeira fase iniciou-se com o processo de pulverização do desmoldante DP200 da marca Ambersil, no interior do molde. De seguida o granulado de Mater-Bi foi colocado no interior do molde fêmea e foram utilizadas anilhas de 1 mm para o fim de curso. Seguidamente colocou-se o molde macho sobre o molde fêmea. O sistema foi pousado no interior de um forno doméstico com pesos sobre o molde (ver figura 18), de modo a produzir placas com pequena espessura. O ciclo de temperatura utilizado foi o seguinte: 175°C durante 30 minutos, 225°C durante 30 minutos, 250°C durante 20 minutos e desligado durante 10 minutos. Por fim esperou-se quatro horas até atingir a temperatura ambiente e procedeu-se à desmoldagem.

A segunda fase do processo de fabrico consistiu na produção de placas de compósito em que se utilizou a resina de Mater-Bi reforçada com tecido de fibra de vidro. Iniciou-se o processo com a pulverização do desmoldante DP 200 no interior do molde. De seguida

Figura 18- Fabricação das placas de Mater-Bi, a) e b) Molde no interior do forno c) Placas de Mater-Bi

b)

mediu-se e cortaram-se nove camadas de tecido de fibra de vidro com as medidas 260x140 mm. Depois colocou-se o tecido e a placa de resina no interior do molde fêmea usando três procedimentos distintos. Na primeira e na terceira experiência a placa de Mater-Bi foi colocada em cima de quatro camadas de fibra de vidro tendo sobreposto cinco camadas de fibra, tal como ilustra a figura 19.

Figura 19- Empilhamento para 1º e 3º experiencia de produção de compósitos

Na segunda experiência colocou-se a placa de Mater-Bi no fundo do molde sobrepondo- se nove camadas de fibra de vidro, tal como ilustra a figura 20.

Figura 20- Empilhamento para a 2º experiencia de produção de compósitos

O molde foi fechado e colocado no interior do forno com pesos por cima. Foram utilizadas temperaturas entre os 175°C e os 250°C durante um tempo fixo de 5 horas, como mostram as tabelas 18, 19 e 20. Ao longo do processo houve medições da temperatura do molde no exterior do forno de modo a controlar o procedimento. Por fim deixou-se arrefecer e efetuou-se a desmoldagem.

Nas tabelas 18, 19 e 20 apresentam-se os registos de temperatura efetuados referentes à produção dos compósitos com resina de Mater-Bi reforçada com fibra de vidro.

1º Experiência

Tabela 18- Análise de temperaturas (1º experiência)

Tempo

[horas] Temperatura do forno [°C] Temperatura do molde [°C]

1 200 136 1 200 166 1 175 170 1 175 N.V 1 175 170 5 Horas N.V- Não verificada 2º Experiência

Tabela 19- Análise de temperaturas (2º experiência)

Tempo

[horas] Temperatura do forno [°C] Temperatura do molde [°C]

1 250 N.V. 1 250 210 1 200 180 1 250 N.V. 1 250 N.V. 5 Horas N.V- Não verificada 3º Experiência

Tabela 20-Análise de temperaturas (3º experiência)

Tempo

[horas] Temperatura do forno [°C] Temperatura do molde [°C]

1 250 155 1 200 173 1 200 177 1 200 180 1 200 N.V. 5 Horas N.V- Não verificada

Na figura 21 apresentam-se algumas imagens relativas à produção dos compósitos com resina Mater-Bi em que se observou resultados diferentes. a) Na primeira experiência não ocorreu impregnação total das fibras e apenas as fibras adjacentes à resina ficaram

agarradas pontualmente à placa de Mater-Bi. Aparentemente a placa de resina não fundiu; b) e c) Na segunda experiência obteve-se uma aparente impregnação de sete camadas de fibra de vidro, no entanto a matriz carbonizou, perdendo assim as suas propriedades e fazendo com que as fibras não se mantenham juntas; d) Na terceira experiência obteve- se uma parcial impregnação de seis camadas de fibra de vidro, no entanto a matriz ficou aparentemente queimada. A impregnação ocorreu em três camadas inferiores e em três camadas superiores à placa de resina.

a) b)