Estudo comparativo de processos de obtenção de compósitos fibra de vidro/poliéster

Abstract

A qualidade e o custo do compósito são fortemente influenciados pelo processo de fabricação, desta forma para produzir um material com as propriedades desejadas ao mínimo possível de recursos é necessário avaliar qual método é o mais adequado. Diante do exposto, este trabalho tem o objetivo de qualificar e quantificar a influência dos processos de laminação manual, laminação a vácuo e infusão nas propriedades físico-mecânicas do compósito fibra de vidro/poliéster. A metodologia adotada consiste de uma pesquisa na literatura a respeito dos métodos abordados, seguida da confecção de corpos de prova com a mesma configuração de laminação, da realização de ensaios com base nas normas ASTM e da análise dos resultados auxiliada por ferramentas estatísticas. A propriedade de tração foi investigada por meio de ensaio, baseado na norma da ASTM D3039, e por análise teórica. Tanto experimental quanto teoricamente, a infusão foi o método com melhores resultados de resistência à tração, seguida da laminação a vácuo e laminação manual. Em termos de resistência ao impacto, houve uma considerável oscilação dos valores obtidos e não é possível afirmar qual é o melhor método. No ensaio de absorção de água, os corpos de provas de laminação manual absorveram mais água do que os demais e os corpos de provas de infusão apresentaram a menor absorção de água. O cálculo de densidade superficial demonstrou que o laminado mais leve é o de infusão e o que tem maior densidade superficial e o feito por laminação manual. Conclui-se que dos três métodos, a infusão é o que resulta num laminado com melhores propriedades físico-mecânicas, a laminação a vácuo produz laminados com propriedades intermediárias e a laminação manual gera laminados com propriedades inferiores.

The quality and cost of composites are strongly influenced by the laminating technique, thus to produce a material with the desired properties to a minimum of resources it is necessary to evaluate which technique is the most suitable. Given the above, this work aims to qualify and quantify the influence of hand lay-up, vacuum bagging and infusion on physical and mechanical properties of the composite fiberglass / polyester. The methodology consists of a literature review about the techniques discussed, followed by the production of test specimens with the same laminate configuration, the performance of tests based on ASTM standards and the analyses of the results aided by statistical tools. The tensile strength was investigated by testing, based on ASTM D3039, and theoretical analysis. In both experimentally and theoretically, the infusion had the best tensile strength results, followed by vacuum bagging and hand lay-up. In terms of impact strength, there was considerable fluctuation of values and it is not possible to say which method is the best one. In the water absorption test, the hand lay-up specimens absorbed more water than others, and the infusion specimens had the lowest water absorption. The surface density calculation showed that the lighter specimens were made by infusion and the hand lay-up specimens had the higher surface density. In conclusion, among the three methods, the infusion is the one that results in a laminate with better physical and mechanical properties, vacuum bagging produces laminates with intermediate properties and hand lay-up makes laminates with inferior properties.