CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO: RESISTÊNCIA A TRAÇÃO DE UM LAMINADO “HAND LAY UP”

CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO: RESISTÊNCIA A TRAÇÃO DE UM LAMINADO “HAND LAY UP”

Henrique_Souza

Faculdade Pitágoras Alagoas, Brasil, henriquewin@live.com

RESUMO

Os processos de construção de peças e equipamentos em material compósito tem suas características bem definidas, ssendo os principais os processos filament winding e o hand lay up, processos que estão no mercado e cerca de 80 % da aplicação petroquímica. O processo hand lay up tem um peculiaridade onde a resistência mecânica de uma laminado típico construído por este processo depende de vários fatores, principalmente a configuração do material utilizado e qualidade da aplicação por parte do aplicador por ser um método puramente manual, assim temos a necessidade de estudar algumas das propriedades dos laminados típicos, caracterizando algumas propriedades mecânicas utilizadas para processos de calculo de estruturas construídas por este método, as normas ASTM nos proporciona algumas ferramentas para que possamos caracterizar algumas destas propriedades. Assim a propriedade de tração foi investigada por meio de ensaio, baseado na norma ASTM D638 - Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics.

Palavras-chave: Resistência a tração. Compósitos. “Hand Lay Up”.

1 INTRODUÇÃO

Os compósitos estão sendo utilizados cada vez mais nos mais variados campos, como açúcar e álcool, petroquímico e indústria náutica, com a expansão deste material surge à curiosidade e interesse em conhecelos e na área de engenharia as suas características mecânicas são de fundamental interesse.

O material compósito pertence a uma categoria de materiais estruturais de engenharia e é constituído de dois ou mais componentes que juntos lhe conferem propriedades singulares. Quando sua configuração se dá por uma matriz e um reforço, é chamado de material compósito reforçado com fibra. Neste caso, a fibra é o reforço e confere resistência e rigidez enquanto que a matriz é responsável pela distribuição de cargas e pela resistência do material ao ambiente (MAZUMDAR, 2002).

Assim temos inúmeros processos de junção da matriz polimérica (resinas) e o reforço mecânico (fibras de vidro, carbono e etc.). O que vamos focar no nosso estudo será o método “HAND LAY UP”, processo de laminação manual utilizado pela maioria das indústrias de processamento, verificando uma de suas características mais importantes a resistência a tração.

Algumas características típicas da construção de compósitos foram levadas em consideração como a dureza barcol ensaio utilizado para quantificar o grau de cura para variados tipos de resina.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Materiais utilizados para construção dos corpos de prova

Foi fabricada uma placa de compósito com sequência de materiais, resina e sistema de cura determinados, como segue:

Resina.......................................................................Éster Vinílica

Sistema de cura .........................................................MEKP/NCo

Manta .......................................................................Manta 300 g/m²

Tecido .......................................................................Tecido 600 g/m²

Sequência de laminação: 3(mantas+tecido)+m

Nota: o tecido utilizado é desbalanceado e deve ser laminado com o urdume sempre na direção da maior dimensão da placa atribuindo uma maior quantidade de vidro na direção do vetor tração.

Dimensões das placas: 350 mm x 300 mm.

Espessura média encontrada após finalização da laminação: 5,1 mm.

2.2 Preparação dos corpos de prova:

Para os ensaios de caracterização mecânica, 5 CP´s foram cortados da placa, conforme dimensões apresentadas pela norma ASTM D638 - Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, como abaixo:

Figura 01:

[pic 1]

2.3 Ensaio de Tração

O corpo de prova deve ser fixado às garras da máquina de ensaios e carregado até sua ruptura com velocidade de afastamento entre as garras de 5,0 mm/min±25%. O valor da carga na ruptura deve ser anotado. Devem ser ensaiados no mínimo 5 CP´s.

2.4 Verificação da Dureza Barcol

Este ensaio nós mostra o grau de cura da resina utilizada para construção dos corpos de prova e deve ser executado conforme norma NBR 7972 – Determinação de dureza Barcol em resinas de poliéster. Onde são ensaiados 10 pontos, após as medições eliminar as duas maiores leituras e as duas menores, somar os resultados e dividir pelo número de medições restantes. Sem um resultado positivo neste ensaio o resultado do ensaio de resistência a tração será impreciso.

2.5 Equipamentos:

Os ensaios mecânicos foram realizados em uma máquina de ensaios universal da marca EMIC, modelo DL3000; NO11769; NS165, paquímetro digital para verificação dimensional das amostras, durômetro Barcol para verificação da dureza do laminado. Os equipamentos de medição são calibrados.

4 DISCUSSÃO E RESULTADOS

4.1 Ensaio de Tração:

O equipamento utilizado para execução do ensaio nos apresenta a força utilizada até a ruptura do corpo de prova, sendo necessário o cálculo das tensões de ruptura.