DESIGN, MANUFACTURE AND TESTING OF LAMINATED COMPOSITE OF PREPREG AND PRINTED ELASTOMERS BY FUSED FILAMENT FABRICATION

Abstract

Nos últimos trinta anos os materiais compósitos têm-se tornado cada vez mais presentes. Demonstrado pela sua implementação em múltiplas indústrias, como a automóvel, naval, aeronáutica e até na medicina, os materiais compósitos encontram-se em todas as áreas da sociedade atual. O seu desenvolvimento contínuo está interligado com as atuais exigências de tornar os equipamentos mais eficientes, mais leves e mais sustentáveis. O âmbito da presente dissertação é a conceção, fabrico e ensaio de compósitos laminados híbridos compostos por tecelagem de fibras de vidro contínuas de matriz termoplástica de polipropileno (PP), com a adição de camadas de elastómero de poliuretano termoplásticos (TPU) (dureza shore –95A) de diferentes morfologias, fabricadas pelo processo de fabrico Fused Filament Fabrication(FFF). As fabricações dos compósitos-alvo, com a qualidade e as características desejadas, foram alcançadas, com a execução de várias iterações para aperfeiçoar o processo produtivo. Com o processo de fabrico aperfeiçoado produzimos três tipos de compósitos, estes são: GFPP – Pré-impregnado de Fibra de vidro com Polipropileno; GFPP-TPU – Pré-impregnado de Fibra de vidro com Polipropileno com a adição de camadas de TPU solido; GFPP-TPU-HC – Pré-impregnado de Fibra de vidro com Polipropileno com a adição de camadas de TPU de formato favo de abelha. Os resultados obtidos demonstram o potencial destes compósitos híbridos. A adição de camadas de TPU aos compósitos de GFPP (GFPP-TPU) aumenta significativamente a rigidez à flexão (136,1%) e a carga máxima (40,2%) nas camadas de TPU sólido. No Honeycomb TPU a rigidez à flexão aumenta (8,3%) e a carga máxima diminui (9,0%). A análise térmica, demonstrou que os compósitos GFPP-TPU e GFPP-TPU-HC apresentaram decomposição térmica a temperaturas mais elevadas do que o GFPP, atribuída à estabilidade térmica proporcionada pelas camadas de TPU.