O Kevlar é um material compósito, constituído geralmente por uma matriz em resina termoendurecível e um reforço em fibras de aramido. Existem três tipos de fibras: as fibras de vidro que são as mais baratas e mais usadas. Temos também as fibras de aramido e também as fibras de carbono, que apresentam resistência mecânica elevada e baixa densidade.
O Kevlar, é uma poliamida aromática que tem uma excepcional relação resistência/peso, alta tenacidade, mas as propriedades em compressão e tensão de corte saem penalizadas devido à fraca resistência transversal da fibra.
Salientaremos de seguida os diferentes processos para a produção de plásticos reforçados por fibras. O Kevlar é um compósito reforçado com fibras que pode ser produzido industrialmente na aeronáutica e aeroespacial por estes processos.
Existem vários processos, dentro dos quais salientamos o processo de molde aberto e o processo de molde fechado.
.Processo de molde aberto
- Processo de deposição manual:
Processo de deposição manual
É um processo simples e barato. É utilizado para fabrico de peças com reforço por fibras, sendo adequado para peças grandes e em pequenas quantidades.
Em primeiro lugar aplica-se um revestimento em gel ao molde aberto. De seguida o reforço em fibras o qual consiste num tecido ou manta, é colado manualmente no molde. A resina plástica misturada com catalisadores e acelerador é então vazada ou aplicada com o auxílio de um pincel grosso. Através da passagem de rolo faz-se com que a resina molhe completamente o reforço, removendo-se o ar que possa ter ficado acumulado.
Construção de várias camadas utilizando o processo de deposição manual
Para se aumentar a espessura da placa que se quer produzir adicionam-se mais camadas de manta ou tecido de fibra e resina. Com este método podemos fabricar cascos de barco, …, peças com forma complexa; no entanto as fibras de aramido são as mais difíceis de serem molhadas manualmente. É também difícil de obter laminados com elevado teor de fibras, uma vez que ficam vazios incorporados. No entanto, a qualidade das peças depende do operador, há uma baixa cadência de produção e piores propriedades mecânicas quando comparadas com outros métodos. O produto é também pouco homogéneo havendo zonas com muita resina.
- Processo de Spray:
É um processo semelhante ao anterior e pode ser utilizado para se obterem cascos de barcos. Consiste na deposição simultânea, sobre um molde de resina e de pedaços de feixes de fibra usando-se para tal uma pistola de corte e projecção. A camada depositada sobre o molde é em seguida densificada através da passagem do rolo que remove o ar que possa ter ficado aprisionado e que assegura a impregnação das fibras de reforço pela resina. Podem também adicionar-se várias camadas.
Processo de spray
- Processo de autoclave em embalagem de vácuo:
Este processo é utilizado no fabrico de laminados de elevado desempenho, mas geralmente em sistemas fibra-resina epoxídica. Em seguida a folha de pré-impregnado é cortada em peças que são colocadas umas sob as outras no molde, com a forma desejada obtendo-se um laminado. As várias camadas de folha podem ser colocadas em diferentes orientações, de modo a obter-se o tipo de resistência desejado, uma vez que cada camada tem a sua máxima resistência na direcção paralela ás fibras.
Processo de autoclave em embalagem de vácuo
O laminado é fechado conjuntamente com o molde numa embalagem, na qual se faz vácuo, a fim desse remover o ar que está no interior da peça. De seguida é colocado numa autoclave para se fazer a cura da resina.
-Processo de enrolamento de fio:
Este processo permite por exemplo, fabricar invólucros de reservatórios para armazenagem de combustíveis, motores de foguetões e mísseis. É um processo importante para o fabrico de tubos de elevada resistência. Neste processo a fibra é alimentada através de um banho de resina e enrolada através de um mandril de dimensões adequadas. Após se ter aplicado um número de camadas considerado suficiente, o enrolamento sobre o mandril, é sujeito à temperatura ambiente ou a uma temperatura mais elevada numa estufa. A peça moldada é depois extraída do mandril. O elevado grau de orientação das fibras e o grau de conteúdo das mesmas permitem obter resistências à tracção extremamente elevadas nestes tubos cilíndricos.
Processo de enrolamento do fio
.Processos de molde fechado
- Moldação por compressão e moldagem por injecção:
Estes processos são importantes em termos de volume de material produzido. Estes processos são essencialmente iguais aos utilizados para plásticos, excepto em que antes de se dar início ao processo o reforço da fibra é misturado com a resina.
- Moldação estrutural por injecção:
A resina é injectada numa cavidade do molde onde se encontra o pré-impregnado, ocorrendo reacções que levam a que a solidificação ocorra.
Moldação estrutural por injecção
Embora possa ser utilizado no vácuo para facilitar a impregnação dos reforços. A força neste processo deve-se á injecção de resinas sob pressão.
- Processo de pultrusão em contínuo:
Processo utilizado para o fabrico de plásticos reforçados por fibras, com a formação de perfis de secção constante.
Neste processo usam-se fibras contínuas que passam por um banho de resina sendo a seguir trefiladas através de uma fieira aquecida, a qual determina a força que terá a secção da peça final.
Com estes materiais obtêm-se resistências mecânicas muito elevadas, devido à grande concentração de fibras e a sua orientação paralela ao comprimento das peças trefiladas
Processo de pultrusão em continuo
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