Materiais Consumíveis – Parte 1

O uso de vácuo para compactação de laminados aumenta o teor de fibras e diminui os vazios presentes nas estruturas, melhorando sua confiabilidade e propriedades mecânicas. Por essa razão, muitos estaleiros costumam adotar os métodos de laminação por vacum bagging ou infusão a vácuo.

Para construir embarcações utilizando esses métodos, é preciso mais do que apenas as fibras e resina. Para que aplicar pressão negativa no laminado é necessário utilizar uma classe de materiais chamada de consumíveis, que são utilizados durante o processo de compactação e descartados após a laminação.

Apesar de compartilharem muitos desses materiais, existem algumas diferenças entre o conjunto de consumíveis necessários para os processos de vacuum bag e de infusão a vácuo. O post dessa semana é dedicado a explorar os materiais necessários para o primeiro processo e, na próxima semana, serão caracterizados os materiais necessários para infusão a vácuo.

A primeira característica que o construtor deve ter em mente ao selecionar os materiais consumíveis é a temperatura que eles devem suportar, que depende da temperatura de pico que a resina alcança durante a cura exotérmica. Existes conjuntos de consumíveis que suportam temperaturas entre 100 e 200°C além daqueles desenvolvidos para pós-cura, que podem alcançar até 250°C. Em geral, os construtores de embarcações podem utilizar produtos que operam na faixa entre 120 e 180°C.

Ao preparar a laminação, o primeiro material que deve ser posicionado no molde é a tacky tape, uma fita adesiva emborrachada dupla face com 3 mm de espessura e 12 mm de largura. Sua função é fixar a bolsa de vácuo no perímetro molde sem permitir vazamentos, possibilitando a aplicação da pressão de vácuo sobre o laminado. A fita deve ser aplicada sobre uma superfície limpa e livre de desmoldante, além de ficar bem protegida durante todo o restante da montagem e laminação.

Depois da laminação das camadas de tecido de fibra, o próximo consumível a ser posicionado é o peel ply, um tecido desmoldante de fibras de poliamida ou poliéster. Suas principais funções são permitir a desmoldagem dos demais materiais consumíveis após a laminação e garantir que a face do que não está em contato com o molde tenha um acabamento superficial satisfatório.

A maior parte dos tecidos peel ply possuem tracers vermelhos e pretos que contrastam com o laminado e ficam visíveis mesmo após a impregnação dos reforços, quando a parte branca do material se torna transparente.

Depois do peel ply, o constructor deve posicionar o filme perfurado, chamado também de release film, já que ele também facilita a desmoldagem do restante dos materiais consumíveis. Sua principal função no processo de vacuum bag é controlar a quantidade de resina que é retirada do laminado e absorvida pelo breather.

A área aberta é uma variável importante nesse tipo de material e deve ser definida a partir da quantidade de resina que o construtor deseja retirar do laminado, da viscosidade dessa resina e da intensidade do gradiente de pressão utilizado. Em geral, filmes perfurados com áreas abertas até 0,3% são utilizados para laminações por vacuum bag.

O breather, por sua vez, é uma material absorvente feito a partir de fibras de poliéster não tramadas. Ele é responsável por distribuir o vácuo por toda a superfície da peça e por absorver a resina que passa pelo filme perfurado. A homogeneidade desse material é de extrema importância porque variações em sua espessura significam uma variação na quantidade de resina retirada do laminado. Isso faz com que o teor de fibra seja diferente dependendo da região do estrutura, o que é indesejável.

Entre o filme perfurado e o breather é interessante que seja posicionado um spiraduto de ½” ou ¾” que seja capaz de ajudar na distribuição da sucção causada pela bomba de vácuo. Ele deve estar ligado a uma conexão T que estará conectada a uma mangueira cristal e a um trap, onde a resina que deixar o laminado ficará armazenada. Todo esse conjunto de consumíveis deve estar preparado para suportar pressões negativas e não deve colapsar quando o vácuo for aplicado.

Por fim, acima de toda essa sequência de materiais, deve ser posicionada a bolsa de vácuo que é um filme de nylon com capacidade de elongação de 300% antes de se romper, além de uma resistência à tração de 55 MPa. Ele é fixado nas bordas do molde por meio da tacky tape de forma que não ocorra nenhum vazamento de ar, fenômeno que é monitorado assim como o explicado no post sobre Integridade do Molde.

O custo extra que o construtor tem para adquirir esses materiais é mais do que compensado pelo ganho de qualidade no laminado e economia de tempo de produção. Na próxima semana o post do blog abordará as particularidades dos consumíveis utilizados para realização da infusão a vácuo e mostrará como se montam as saídas de vácuo e entradas de resina.