Estudo da viabilidade do processamento de soldagem a laser de polímeros utilizando a soldagem por transmissão

• Processo: 21/06697-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Renato Boschilia Junior
• Beneficiário: Renato Boschilia Junior
• Empresa: Procoding Tecnologia para Rastreabilidade Industrial Ltda
• CNAE: Comércio atacadista de máquinas e equipamentos para uso comercial; partes e peças
• Vinculado ao auxílio: 20/00596-4 - Estudo da viabilidade do processamento de soldagem a laser de polímeros utilizando a soldagem por transmissão, AP.PIPE
• Assunto(s): Soldagem a laser Polímeros Laser
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: laser | polímero | processo | Soldagem | Técnica | transmissão | Técnica de solda de superfície poliméricas utilizando laser

Resumo

A primeira demonstração de solda em polímeros termoplásticos laser surgiu na década de 70 ocorrendo a partir dos anos 90 um uso massivo na indústria de produção em massa. Esta tecnologia promoveu aplicações em diversos ramos da indústria, sendo as principais as indústrias de componentes eletrônicos, tecidos, dispositivos biomédicos, janelas, embalagens de alimentos e materiais hospitalares, visores de displays e componentes automotivos. A técnica é utilizada para juntar duas partes de materiais poliméricos, podendo estes estarem na forma de filmes, placas termoplásticas moldadas e até tecidos utilizando um feixe de laser na região de contato, na qual ocorre o amolecimento e a união de ambas as partes. A fim de se obter uma boa solda a laser parâmetros como a potência utilizada sobre o local de aplicação, tamanho de feixe, tempo de interação e sistema de fixação com pressão na região devem ser encontrados. A solda de polímeros proposta é a indireta (solda por transmissão), conhecida popularmente pela indústria como "Laser Transmission Welding" (LTW). Os tipos de lasers mais utilizados para tal aplicação são os de diodo, com comprimento de onda entre 780 e 980nm, e fibra, com comprimento de onda entre 1000 e 2100nm. Este projeto tem como objetivo principal obter o domínio tecnológico para a desenvolvimento de uma máquina nacional que contenha o processo de solda LTW, utilizando feixe de laser quase-simultâneo, como tambem, desenvolver equipamentos e métodos próprios que otimizem o processo de soldagem. Os parâmetros de processo, como potência, tempo de irradiação e pressão serão pesquisados para se obter as melhores condições de solda na qualidade e propriedade na aplicação. Serão utilizados três tipos de lasers, Yb:Fibra contínuo 500W, Yb:Fibra pulsado 50W, e diodo 200W (980nm) para fins de comparação de eficiência e qualidade no processo, levando em consideração tempo e custo de processo. Posteriormente estas amostras soldadas serão caracterizadas e analisadas juntamente a Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) e ao Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Serão realizadas caracterizações estruturais por meio de Microscopia Ótica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), para observar a morfologia da solda. Também serão realizadas caracterizações mecânicas, como dureza e resistência a tração, para validar a resistência da solda, buscando os melhores parâmetros para uma solda resistente e com qualidade visual aceitável. A Procoding irá desenvolver em contrapartida um sistema de fixação com pressão para a solda das amostras, que servirá e protótipo para o desenvolvimento da máquina numa segunda fase do projeto. A viabilidade comercial do projeto será realizada por meio da ferramenta EVTECIAS. Para assegurar o sucesso do projeto da viabilidade da solda, contar-se-á com participação de um bolsista, professores associados e técnicos em conjunto com a empresa Procoding para o domínio da técnica de processamento da solda de polímeros LTW. (AU)