Estudo do processo de produção e de furação do laminado metal fibra de titânio 6Al4V/fibra de carbono/PAEK

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bonhin, Eduardo Pires [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: HTCL; PAEK; Excitação por impulso; Cisalhamento interlaminar; Iosipescu; Cisalhamento por compressão; Ensaio de tração; Força de avanço; Impulse excitation test; Intelaminar shear strength; Compression shear test; Tensile test; Thrust force
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/251100

A utilização e desenvolvimento de materiais compósitos em componentes do setor aeronáutico vem crescendo muito nos últimos anos. Isso se deve ao fato destes materiais apresentarem boas propriedades mecânicas, aliadas à sua baixa massa específica. Uma das classes de materiais compósitos que tem apresentado destaque no setor aeronáutico são os compósitos laminados híbridos de titânio. Portanto, o objetivo desta pesquisa é estudar o processo de produção de um novo laminado metal fibra constituído por camadas titânio 6Al4V intercaladas com camadas de LMPAEK (Low-Melt Poly-aryl-ether-ketone) com fibras de carbono, bem como estudar o processo de furação desse laminado. Para tal, foram produzidos laminados constituídos por três camadas de titânio e quatro camadas de compósito. Após isso, os laminados foram avaliados a partir de ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS), cisalhamento por compressão (CST), Iosipescu, tração e excitação por impulso. Para o processo de furação foram utilizadas duas brocas, ambas com revestimento de diamante, porém geometrias diferentes, sendo uma com geometria simples e ângulo de ponta de 90º, e a outra multifacetada com ângulos de ponta de 60º e 130º. Para ambas as brocas foram avaliadas três rotações (2000, 4000 e 6000 rpm) e três avanços (0,025; 0,05 e 0,10 mm/rpm), sendo que durante o processo foram coletados dados de potência, vibração e força de avanço. Posterior aos processos de furação, foram avaliadas a qualidade dos furos, danos nas brocas e realizados novos ensaios de excitação por impulso, os quais tiveram intuito de correlacionar a variação do módulo de elasticidade dinâmico com o surgimento de danos causados pelo processo. Com relação aos resultados dos ensaios mecânicos, após análise pode-se concluir que o laminado produzido apresentou propriedades próximas a de outros laminados encontrados na literatura no caso da tração (74,10 GPa), e superiores nas resistências em todos os ensaios de cisalhamento (ILSS - 75,40MPa, Iosipescu - 292,47MPa e CST - 28,02MPa), o que torna o material um bom candidato a HTCL do futuro. Quanto ao processo de usinagem, identificou-se que a broca que resultou na melhor qualidade nos furos, foi a broca com geometria simples e ângulo de ponta de 90º, sendo que essa também foi a que gerou menor força de avanço (123,912N). Por fim, no caso da utilização do ensaio de excitação por impulso, não se identificou uma correlação direta da variação do módulo de elasticidade dinâmico com o dano causado pela variação dos parâmetros do processo de furação.