Aplicação de compósitos reforçados com fibra longa em peças injetadas de alta performance mecânica com o auxilio do método dos elementos finitos

• Processo: 22/11305-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Acordo de Cooperação: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
• Pesquisador responsável: Sergio Luiz Dulcini
• Beneficiário: Sergio Luiz Dulcini
• Empresa: Hyco Compostos Híbridos Eireli - ME
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São Carlos
• Pesquisadores associados: Ivan Luiz de Oliveira Perazzoli
• Vinculado ao auxílio: 18/06130-7 - Desenvolvimento de compósitos híbridos contendo resinas termoplásticas com fibras reforçativas longas, AP.PIPE
• Assunto(s): Materiais híbridos Materiais compósitos Termoplásticos Plásticos reforçados com fibras Modelagem computacional Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenamento e transporte de produtos | bloqueadores de movimento | compósitos termoplásticos reforçados por fibras longas | fabricação de peças injetadas | modelagem computacional via elementos finitos | Materiais Híbridos

Resumo

Desde seu desenvolvimento pela indústria aeroespacial, na década de 70, os materiais compósitos termoplásticos reforçados por fibras vêm sendo utilizados por conta da sua alta resistência mecânica e baixo peso. Nesse contexto, os termoplásticos reforçados por fibras longas do tipo híbrido representam um grande potencial de aplicação nos segmentos de: construção civil, agropecuária, automobilística, náutica, aviação, transmissão de energia e eletroeletrônicos, dentre outros. A viabilidade técnica e científica da fabricação de compósitos termoplásticos de alta performance, utilizando fibras longas contínuas impregnadas com resinas termoplásticas de média e alta viscosidades, é muito importante para otimizar projetos de peças e componentes estruturais. Através das Fases 1 e 2 do PIPE a eficácia do processo de manufatura desenvolvido pela empresa HYCO foi consolidada, onde compósitos termoplásticos com altas concentrações em massa de fibra, acima de 40% nos testes de cinzas, foram obtidos. Outros fatores de atestado da qualidade de matéria prima dos compósitos da HYCO tais como: caracterização da eficácia de impregnação, distribuição dos tamanhos das fibras, determinação de propriedades mecânicas, térmicas e termomecânicas, foram realizados em laboratório. Os produtos desenvolvidos nas Fases 1 e 2, assim como as parcerias consolidadas neste período, continuarão na Fase 3. Além disso, novos parceiros foram prospectados com o intuito de firmar a HYCO no segmento de fabricação de compósitos, estendendo sua atuação no desenvolvimento de peças e componentes estruturais. Nesta direção, propõe-se a fabricação de um molde piloto, que será utilizado na injeção de um dado produto, de maneira a confirmar estudos e análise previamente realizados. Este novo produto, denominado bloqueador de movimento, será dimensionado de acordo com requisitos de transporte e armazenamento de material e peças da indústria cerâmica do Estado de São Paulo, sendo uma necessidade de mercado identificada em empresas prospectadas. O bloqueador será aplicado evitando a movimentação relativa dos pisos transportados e armazenados e, consequentemente, possíveis prejuízos de estoque, mas principalmente, acidentes que possam ocorrer durante o transporte e o armazenamento. Vale ressaltar que estudos prévios foram realizados com o intuito de mapear os carregamentos e entender as necessidades de projeto para as empresas prospectadas. Assim, a partir de um molde protótipo - mock-up, uma versão preliminar do bloqueador de movimento poderá ser fabricada e otimizada via análises por elementos finitos combinadas com ensaios experimentais, simulando o desempenho do referido produto em serviço. Desta forma, justifica-se a participação da empresa na Fase 3, onde o material HYCO que possui uma qualidade e resistência mecânica superior aos produtos de mercado fabricados em polipropileno puro, será injetado no molde protótipo com o objetivo de se obter um produto leve, resistente e competitivo. (AU)