Dia: 12 de junho de 2024

Vale destacar que os perfis pultrudados possuem uma alta taxa de produção com consistência dimensional. Entretanto, a estrutura necessária para a produção das peças demanda equipamentos sofisticados para garantir a qualidade da produção.

Laminação

A laminação manual é uma técnica na qual resina é aplicada manualmente sobre mantas e tecidos de fibra de vidro previamente cortados, colocados em um molde preparado com agente desmoldante.

As fibras são impregnadas com resina usando pincéis ou rolos de metal, garantindo a saturação completa e a remoção de bolhas de ar. Esse processo é repetido camada por camada até atingir a espessura e as propriedades desejadas.

Ideal para a produção de peças com formas complexas, a laminação manual é relativamente simples e tem baixo custo inicial. No entanto, é intensiva em mão-de-obra e pode ser demorada, resultando em um custo final mais elevado por peça.

Injeção

O processo de injeção na fabricação de PRFV envolve a preparação de um molde, onde as fibras de vidro são posicionadas e impregnadas com resina líquida.

A resina, misturada com um catalisador, é injetada sob pressão ou vácuo para garantir a saturação completa das fibras e a eliminação de bolhas de ar.

Após a injeção, a peça é curada até que a resina solidifique, consolidando a estrutura reforçada. Finalmente, a peça é removida do molde e passa por acabamentos para atender às especificações desejadas.

Este método é eficiente e preciso, porém, necessita de um investimento inicial considerável.

Embora esses métodos ofereçam flexibilidade e alta qualidade de fabricação, os custos associados ao equipamento e à mão-de-obra qualificada ainda são altos.

Esta realidade faz com que a produção de PRFV permaneça uma escolha de investimento superior em comparação com o aço, por exemplo, mas compensadora a longo prazo, especialmente em aplicações que exigem materiais com alta durabilidade e leveza.

Principais Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas do Polímero Reforçado com Fibras de Vidro (PRFV) são um dos principais motivos de sua popularidade em diversas aplicações industriais. O material possui alta resistência à tração.

Em uma comparação direta, vergalhões de aço apresentaram resistência de aproximadamente 500 MPa, enquanto os vergalhões de PRFV chegaram a 800 MPa, quando submetidos à tração. Entretanto, vale destacar que as propriedades do material vão depender do volume de fibras utilizado.

Além disso, a resistência mecânica do PRFV é altamente influenciada pelo posicionamento das fibras dentro da matriz polimérica.

Esta característica é conhecida como anisotropia, onde as propriedades mecânicas variam conforme a direção da força aplicada. Logo o alinhamento das fibras pode ser orientado para maximizar a força em direções específicas.

Estas características fazem com que o projeto demande um olhar diferenciado para garantir eficiência e segurança estrutural. A seguir, montamos um compilado com as vantagens e desvantagens do material.

Vantagens

1. Alta resistência à tração: Suporta tensões em níveis equivalentes ao aço, sendo ideal para aplicações que demandem alta capacidade de carga.
2. Baixo peso: Facilita o transporte e a instalação, reduzindo os custos operacionais e estruturais em projetos.
3. Baixa condutividade térmica: Minimiza a transferência de calor e tornando-o ideal para aplicações que exigem controle de temperatura.
4. Neutralidade eletromagnética: Não interfere com sinais eletromagnéticos, o que é essencial para dispositivos eletrônicos e comunicações.
5. Liberdade de formas: Pode ser moldado em diversas formas e tamanhos, oferecendo flexibilidade para designers e engenheiros.
6. Material não combustível: Não propaga chamas. Entretanto seu desempenho em situações de incêndio vai depender da resina utilizada.
7. Alta resistência à ataques químicos: Resistente a corrosão e ataques de substâncias químicas, garantindo longevidade em ambientes adversos.

Desvantagens

1. Comportamento anisotrópico: As propriedades variam conforme a direção, o que pode complicar o projeto e análise de peças estruturais.
2. Impossibilidade de dobra e solda: Não pode ser dobrado ou soldado, limitando sua aplicação em processos que requerem junções ou adaptações pós-fabricação.
3. Ruptura frágil: Tende a quebrar de forma abrupta quando atinge sua carga limite, não apresentando nenhuma deformação plástica.
4. Custo inicial: O preço elevado de materiais e processos de fabricação pode ser um obstáculo.

Principais Aplicações

Devido às suas propriedades únicas já mencionadas como resistência à corrosão, leveza e durabilidade, as aplicações do PRFV abrangem diversos setores e estruturas. Tais como:

1. Indústria Automotiva: O PRFV é usado em painéis de carroceria, componentes estruturais e partes internas para reduzir o peso dos veículos e melhorar a eficiência de combustível.
2. Energia Eólica: Aplicado na fabricação de lâminas de turbinas eólicas, suportando cargas mecânicas e condições ambientais extremas. Um exemplo são as lâminas de grande escala em parques eólicos offshore.
3. Aeronáutica: O PRFV é essencial em fuselagens, asas e outras partes de aeronaves que exigem leveza e solidez estrutural. Em aeronaves comerciais, ele ajuda a reduzir o peso total, aumentando a eficiência de combustível.
4. Indústria Química e Petroquímica: Aplicadas no transporte de produtos químicos corrosivos e no armazenamento de líquidos e gases corrosivos. Aplicado em estruturas como: Tubulações, conexões, tanques e contêineres.
5. Infraestrutura Viária: Usado em pontes de pedestres e passarelas por sua resistência à corrosão e instalação fácil. Equipamentos de sinalização, como postes de trânsito e luminárias, também aproveitam seu baixo peso e durabilidade contra intempéries.
6. Infraestrutura Agrícola: Usado em elementos estruturais e sistemas de fertirrigação expostos a fertilizantes e demais resíduos da indústria agrícola extremamente corrosivos.
7. Setores sensíveis a intervenções eletromagnéticas: Devido à sua transparência eletromagnética, que preserva a integridade dos sinais e reduz o ruído na comunicação, melhorando a performance e prevenindo falhas. É amplamente recomendado em salas de ressonância magnética, antenas, equipamentos de comunicação e aplicações aeroespaciais.

Conclusão

O Polímero Reforçado com Fibras de Vidro (PRFV) é um material inovador que oferece várias características e vantagens únicas. Embora seu custo inicial seja alto, ele proporciona um retorno significativo a longo prazo.

Suas vantagens incluem a redução do combustível necessário para transporte, devido ao seu baixo peso, e a diminuição da necessidade de manutenção recorrente. Essas características contribuem para um uso mais sustentável de materiais estruturais, resultando em menos emissões de gases associados a transporte e menor geração de resíduos, devido à sua durabilidade.

Por fim, cabe lembrar que o material possui uma alta performance mecânica, sendo uma excelente opção para projetos desafiadores.