Infusão a Vácuo com Linhas Principais e Secundárias

O post da última semana discutiu a estratégia de infusão utilizando linhas de vácuo em série, bastante utilizada para fabricação de estruturas com simetrias simples e linhas paralelas. Expôs também alguns desafios que surgem principalmente quando as peças apresentam variações de permeabilidade ao longo de sua largura, o que torna o comportamento da frente de resina aleatório e o ajuste de seu avanço deve ser feito de maneira manual durante a infusão por meio do controle do fechamento das linhas de vácuo.

Uma estratégia que possibilita um fluxo de resina mais controlado é a infusão utilizando um conjunto de linhas secundárias ligadas a uma linha principal que distribui a resina pelo comprimento da estrutura. A imagem abaixo apresenta essa técnica sendo aplicada na infusão do mesmo barco do post sobre a estratégia de linhas de vácuo em série.

A linha principal é responsável pela distribuição da resina ao longo da peça enquanto as linhas secundárias garantem sua propagação lateral. O segredo dessa estratégia é que calcular a vazão progressiva a partir dos tambores onde se mistura a resina até a linha de distribuição. O decréscimo de vazão entre os estágios de abastecimento da resina deve ser reduzido em quatro vezes, ou seja, a vazão de entrada de resina deve ser quatro vezes maior do que a vazão da linha principal, que deve ser quatro vezes maior que a vazão das linhas secundárias.

Para fazer isso, é necessário que o diâmetro das entradas de resina seja duas vezes maior que o diâmetro da linha principal. O diâmetro das linhas secundárias, por sua vez, deve ser metade do diâmetro da linha principal. O comprimento das linhas secundárias pode ser ajustado de acordo com a largura da peça naquela porção específica da estrutura.

Os espaçamentos entre as linhas secundárias deve ser determinados pelo plano de infusão, desenvolvido com o auxílio de um modelo matemático de fluxo. O espaçamento deve ser suficiente para que ocorra uma distribuição elíptica da resina no laminado, causada pela impregnação que ocorre em três frentes de progressão. A montagem deve ser realizada por meio de extrusões plásticas em “T” ou em “Y”, de modo que o ajuste seja preciso nos diâmetros e em suas reduções. Qualquer falha nesta montagem pode gerar problemas de continuidade de fluxo dentro do laminado.

As linhas secundárias devem ser mantidas com afastamento constante da linha de vácuo para permitir que o perfil de preenchimento da peça seja constante ao longo de todos os painéis. Interrupções abruptas na linha de infusão podem causar falta de impregnação em vários locais. As pontas de todas as linhas secundárias devem ser cobertas com peel ply para evitar furos ou danos de qualquer espécie nas bolsas de vácuo.

Caso o espaçamento lateral das linhas secundárias seja muito estreito, as frentes de resina, que viajam na direção ortogonal ao fluxo da linha principal, vão se tocar antes dos painéis serem totalmente preenchidos, o que irá ocasionar espaços sem impregnação. Do mesmo modo, espaçamentos muito grandes irão sobrecarregar a linha principal, não permitindo a impregnação total dos painéis. O modelo matemático de fluxo é a única maneira de determinar corretamente estas distâncias.

Quando esse modelo é bem executado, ele permite uma menor intervenção humana durante a impregnação da peça de forma que o risco do processo se torna menor. Existe também a possibilidade do uso combinado dessas estratégias e variações delas, com múltiplas linhas principais que devem ser progressivamente abertas durante o processo de infusão que é facilitado por linhas secundárias.

A fabricação de peças com superfícies que ficam em diferentes alturas, como é o caso do convés de muitas embarcações que ainda possuem painéis verticais, exige a combinação dessas técnicas e bastante experiência do construtor que deve ter ao seu dispor um conjunto de ferramentas digitais e práticas, além de algum conhecimento para que a infusão ocorra perfeitamente e alcance maior qualidade com menos peso e menor custo.