Compósitos termoplásticos com resíduo de madeira: simulação de processo, otimização de ferramental e correlação de propriedades em perfis extrudados e componentes moldados por injeção

• Processo: 06/02478-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2007
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2009
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Carlos Alberto Flávio Correa
• Beneficiário: Carlos Alberto Flávio Correa
• Instituição Sede: Pró-Reitoria Acadêmica. Universidade São Francisco (USF). Campus Bragança Paulista. Bragança Paulista , SP, Brasil
• Assunto(s): Termoplásticos Materiais compósitos de fibras Reologia Avaliação de desempenho
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Avaliacao De Desempenho | Cargas Celulosicas | Compositos Termoplasticos | Ferramental | Processamento | Simulacao De Processo | Compósitos termoplásticos poliméricos

Resumo

Existe grande interesse na aplicação de compósitos termoplásticos reforçados com cargas celulósicas e fibras naturais em perfis extrudados e componentes moldados por injeção utilizando como matrizes, termoplásticos convencionais tais como poli(cloreto de vinila) e poliolefinas. As aplicações mais comuns destes compósitos estão relacionadas ao mercado de perfis para construção civil e componentes automobilísticos graças a leveza, versatilidade e baixo custo quando comparados com a madeira de reflorestamento ou outros compósitos poliméricos reforçados com fibra de vidro e cargas minerais. As propriedades reológicas da resina são fortemente influenciadas pela incorporação da carga. A viscosidade do fundido é uma função da taxa de cisalhamento, temperatura, gradiente de pressão e geometria da ferramenta (molde ou matriz). A taxa de resfriamento e a necessidade de altas pressões de trabalho para compactação do material são aspectos críticos do processo e dependem dos dados de projeto que podem ser otimizados por simulação computacional. O projeto de matrizes para extrusão de peças volumosas e perfis com geometrias complexas exigem informações sobre variáveis de processo: perfil de velocidade do fluido; taxa de cisalhamento aparente; escorregamento na parede, tempo de residência, comportamento reológico da resina (índice n de potências e a consistência do fundido) e geometria da ferramenta. O gradiente de pressão e a vazão dependem da combinação desses fatores e é determinante para a compactação do material ainda na matriz e rigidez específica do perfil extrudado. O estudo das condições de fluxo na matriz serão realizados através dos softwares Nextrucad e Profilecad a serem licenciados com a empresa Polydynamics do Canadá. Da mesma forma, o projeto de moldes e a simulação da moldagem por injeção dos compósitos termoplásticos serão investigadas utilizando o software MoldFlow® para análise do preenchimento da cavidade, condições de resfriamento da peça e análise de tensões residuais. (AU)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa