Todos concordam que, para aproveitar da melhor

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1 Tecidos: reforços para exigências especiais Compostos por rovings e fios de fibra de vidro, carbono ou aramida entrelaçados das mais variadas formas, os tecidos para composites permitem aumentar radicalmente o teor de reforço na manufatura de peças com a vantagem de direcionar os fios. Saiba em que consistem Todos concordam que, para aproveitar da melhor forma possível as propriedades mecânicas das fibras de reforço em peças feitas de material composite, é imprescindível orientá-las o máximo possível na direção dos esforços requeridos. Os processos de aplicação manual (hand lay-up), por pistola (spray-up) e de moldagem fechada com utilização de mantas (RTM, RTM Light e SMC, por exemplo) fazem uso de fibras de reforço dispostas aleatoriamente. Isso significa que, nesses casos, os reforços compostos de fibra apresentam, em tese, as mesmas resistências mecânicas em qualquer direção para a qual sejam solicitados, sem utilizar a resistência máxima da fibra, se orientada na direção exata dos esforços. Para atender aos requisitos de maximização das resistências das fibras, os transformadores utilizam processos mecanizados (filament winding, por exemplo) ou aplicam tecidos a peças transformadas em processos de moldagem aberta ou fechada. Falaremos aqui dos tecidos. Gramaturas Quando feitos com fibra de vidro, os tecidos distinguem-se em gramatura, orientação das fibras, tipo e desenho da tecelagem, com combinação ou não de mantas, etc. Normalmente, os tecidos em fibra de vidro são identificados pela gramatura (g/m 2 ). No mercado, são Titulagem e gramatura Enquanto os fios de fibra (de vidro, carbono ou aramida) são classificados em tex ou titulagem (peso por extensão do fio, ou g/km), para classificar os tecidos é preciso utilizar a gramatura (peso por área, ou g/m 2 ), que também pode ser identificada com a densidade do material. Isso significa que não existem tecidos com gramatura elevada feitos com fios de tex baixo, pois, para uma área determinada, esses tecidos deverão usar fios de peso suficiente para poderem corresponder a essas gramaturas. comercializados tecidos de gramaturas de 80 a 2500 g/ m 2, afirmou André Gogolla, diretor da Icder-Fiber (Sorocaba, SP). A escolha de uma ou outra vai depender da resistência e acabamento superficial desejado. Mas há preferências. Dessas gramaturas, as mais comuns mesmo são as de 600 e 800 g/m 2, disse Giorgio Solinas, diretor da Texiglass (Vinhedo, SP). Chamados de woven roving (em tradução livre, roving tecido), os tecidos com fibras entrelaçadas em duas direções (0 e 90º) distinguem-se também pelos tex ou titulagens (g/km) das fibras utilizadas. Regra geral, quanto menor o tex ou titulagem das fibras menor a gramatura do tecido, e vice-versa, afirmou Gilberto Campovilla, diretor da Fibertex (Louveira, SP) veja box abaixo. Combinados Outro tipo de tecido é o tecido combinado com manta de fibra de vidro. Esse tipo de tecido, comumente bidirecional (ou biaxial), é vendido com uma manta de fibra de vidro costurada em toda sua superfície. As mantas acopladas a Desempenho: tramas e urdumes de padronagem variada esse tipo de tecido são normalmente de 300 ou 450 g/m 2, podendo ter gramaturas menores ou maiores, a depender da solicitação, disse Evanir Amorim, diretor da Diprofiber (Curitiba, PR). As mantas podem ser combinadas com núcleos de polipropileno, ou com fibras picadas e tecidos, afirmou Ismael Corazza, vice-gerente geral da Jushi-Sinosia (Tongxiang, China). As mantas acopladas aos tecidos permitem aumentar o teor de fibra de vidro aplicado à peça sem aplicar novas camadas de tecido lembrando que este proporciona muito maior teor de reforço do que a manta. Essas mantas permitem também proporcionar um melhor acabamento superficial ao laminado e contribuem para a diminuição da delaminação entre camadas, aumentando a resistência ao cisalhamento. Divulgação REVISTA COMPOSITES & PLÁSTICOS DE ENGENHARIA 14 P R

2 Multiaxiais Um terceiro tipo de tecido é o multiaxial. Os tecidos multiaxiais se dividem em biaxiais, triaxiais, quadriaxiais, etc., afirmou Amorim. Teoricamente, até os tecidos biaxiais (ou bidirecionais) podem ser classificados como multiaxiais. Diversas empresas nacionais fornecem tecidos biaxiais. Os tecidos multiaxiais em geral, vendidos com ou sem mantas acopladas, visam atender solicitações complexas de esforços. Direcionados em ângulos específicos, os tecidos multiaxiais permitem obter o máximo do reforço proporcionado pelas fibras, explicou Amorim. Imagine-se um veleiro, por exemplo. Por estar sujeito a esforços muito elevados de torção, o melhor tecido a ser utilizado na construção de um veleiro é o multiaxial com ângulos de -45º e +45º. Outro tipo de tecido orientado biaxialmente é o 0 o e 90º, mas a orientação também pode ser feita a pedido do cliente. A Owens Corning fabrica tecidos biaxiais com ângulo de +/- 45, e tecidos triaxiais de urdume (0, +45º, -45º) e de trama (90º, +45º, -45º) e quadraxiais (0º, 90, +45, -45 ). Estes produtos também podem ser fornecidos com manta ou véu de supefície. Uma direção Um tipo de tecido que não se encaixa nos tecidos convencionais nem nos multiaxiais é o tecido unidirecional. Nele, todos os fios são orientados em apenas uma direção. Costurados com fios de fibra de vidro ou poliéster, os tecidos unidirecionais são indicados para aplicações em que é necessário aumentar a resistência mecânica em apenas uma direção da peça, qual seja, a axial. Um exemplo são luvas e tubos para condução de líquidos corrosivos, contou Campovilla, da Fibertex. Unidirecionais no sentido da largura, esses tecidos atribuem resistência axial às peças e aplicações, Unidirecionalidade: todos os esforços em uma direção afirmou Solinas, da Texiglass. Os unidirecionais têm usos bem específicos e proporcionam uma melhor razão da força axial por gramagem. Esta combinação das propriedades faz os tecidos unidirecionais ideais para aplicações que demandam grandes esforços mecânicos em uma determinada direção, afirmou Sinésio Baccan, gerente técnico da Owens Corning Divisão Technical Fabrics (Rio Claro, SP). Vidros A grande maioria dos tecidos de fibra de vidro comercializados no país utiliza vidro E, padrão no mercado. Mas outros vidros também podem ser usados. O Texiglass

3 AR (álcali resistente), por exemplo. O vidro AR é recomendado para aplicações de construção civil em que a fibra entra em contato direto com o cimento em fase de cura, afirmou Solinas, da Texiglass. Outros vidros são o C, de resistência e custo menor que o E, e o S, estrutural, recomendado para aplicações aeronáuticas de elevado desempenho. Uma aplicação não aeronáutica do vidro S é o mercado de blindagem pesada, afirmou Amorim, da Diprofiber, que importa esse tipo de tecido da França. Não existem similares nacionais. Uma exceção ao uso desses vidros é a Owens Corning, que utiliza em seus tecidos somente vidro Advantex, que combina as excelentes propriedades mecânicas e elétricas do vidro E com a resistência à corrosão de ácidos do vidro E-CR, atendendo aos requerimentos estabelecidos nas normas ISO 2078 e na ASTM D578-98, tanto para o vidro E como para o vidro E-CR, afirmou Baccan, da Owens Corning, que também fabrica tecidos unidirecionais. A Jushi Henghshi também fabrica tecidos com esse tipo de fio - denominado E6 pela empresa. Fios Os fios das fibras de reforço utilizadas nos tecidos podem estar sob a forma de roving ou yarn. Os rovings, por sua vez, podem ser divididos em rovings convencionais e de baixo tex. Os rovings de baixo tex são os que aparecem com 100 a 740 tex. Já os rovings convencionais vão de 1200 a 4800 tex, em sua maioria. Os yarns são fios normalmente feitos com uma micronagem menor que a dos rovings. Se estes assumem micronagens que vão normalmente de 10 a 23 microns, os yarns possuem fios de filamentos unitários de 7 a 9 microns. Eles aparecem ligeiramente torcidos (o padrão é 28 torções por metro), tanto no sentido horário (S) ou antihorário (Z). Tecidos extremamente leves, como para a indústria da eletricidade, normalmente usam fios yarn, explicou Solinas. Padronagens São virtualmente infinitas as opções de padronagens (desenhos) dos tecidos. Os tipos mais comuns são a padronagem em tela ou quadriculada, em sarja e em cetim. Como o próprio nome diz, a padronagem em tela ou quadriculada deixa marcada, na resina da peça final, o seu desenho regular. O desenho em tela significa que os rovings de fios vão um por cima e outro por baixo, em ângulos de 0 o e 90º. O desenho tipo tela cria um padrão fácil de identificar, comentou Campovilla, da Fibertex. Sarja e cetim A sarja é um padrão que se distingue por criar uma diagonal bem definida no desenho da peça. Ela é utilizada normalmente quando o transformador precisa colocar muitos fios dentro de um determinado espaço, explicou

4 Solinas. Num padrão 3:1 (três por cima, um por baixo), por exemplo, os rovings ficam mais soltos e podem se acumular mais, o que não é possível em tecidos tipo tela. Outro motivo para utilizar tecido sarja é quando a peça apresenta muitas curvas ou raios muito pequenos. Nesses casos, o transformador se beneficia da elasticidade dessa padronagem. Essa elasticidade é própria do tecido, não da fibra, que não possui elasticidade, afirma Solinas. A sarja pode se dar tanto em tecidos de fibra de vidro como de carbono ou aramida. O cetim, por sua vez, é um tipo de tecelagem que torna o tecido ainda mais maleável do que a sarja. Seu principal uso é aeronáutico. Espaçamentos Compostos de urdume (fios transversais) e trama (fios longitudinais), os tecidos de fibra de vidro, carbono ou aramida podem ser concebidos com espaçamento variável entre os fios do urdume ou da trama. Quando os fios da trama são muito distanciados, os fios tendem a se separar e o tecido a perder a forma. Esse é um dos desafios enfrentados pelo fabricante do tecido. Com muito espaçamento entre os fios, e sendo o coeficiente de atrito das fibras muito baixo, o tecido começa a se desestruturar, constatou Solinas, da Texiglass. Esse problema ocorre quando o cliente especifica tecidos com trama excessivamente aberta. Um tipo de tecelagem muito utilizada em tecidos abertos é a de giro inglês, em que os fios longitudinais dão uma espécie de nó no fios transversais. Nesses tecidos, o dimensional é mantido com maior eficácia do que com tecidos normais. Tratamento Para serem compatíveis com as resinas termofixas comumente usadas para fabricação de peças em composites, os fios dos tecidos de fibra de vidro sofrem um tratamento a base de silanos. Esse tratamento é dispensado quando os tecidos são utilizados, por exemplo, como filtros de impurezas na purificação do alumínio. O silano é compatível com a área de composites, mas não como base de filtros de caldeiraria, afirmou Poso, da Icder. Para a área elétrica, o vidro precisa ser base amido, completou Campovilla. Outra aplicação de tecidos é como reforço de discos abrasivos. Nessa utilização, Mercado eólico: desempenho e elevado crescimento

5 as fibras de vidro precisam ser compatíveis com a resina fenólica normalmente usada nessa aplicação. Mercados Os principais mercados dos tecidos de fibra de vidro para composites são o náutico, de tubulações, automotivo e eólica. Cada um deles tem suas preferências. Nos mercados náutico e de tubulações, é tradicional o uso de tecidos woven roving. O mercado automotivo, no caso, o de caminhões frigoríficos, além de usar woven roving usa tecidos combinados com manta. Já os tecidos unidirecionais e multiaxiais são presentes apenas nos mercados náutico e eólico, com grande destaque para este último. O mercado de pás de energia eólica e outros aeradores utiliza grande quantidade de tecidos multiaxiais, afirmou Campovilla, da Fibertex. Um dos mercados a que se destinam os produtos da Jushi é o eólico. Essas aplicações exigem matérias-primas de alto desempenho, afirmou Corazza. No Brasil, a Owens Corning orienta por volta de 70 a 80% de sua produção para o mercado eólico. Esse mercado promete taxas de crescimento bem altas para os próximos anos. Também atuamos nos mercados em de distribuição e o náutico, afirmou Baccan, da Owens Corning. O mercado eólico normalmente utiliza tecidos sarja, de 160 a 1000g/m 2, informou Campovilla. Os tecidos sarja são utilizados em algumas pequenas partes das pás eólicas para fazer algum fechamento ou ajuste, afirmou Baccan. Na verdade o grande volume utilizado nas pás são os tecidos unidirecionais, biaxiais de +/- 45 e os triaxiais. Esses tecidos são fabricados em teares retilíneos especiais onde as fibras são dispostas camada sobre camada e depois costurados com fios de poliéster para manter as fibras em sua posição original. A gramagem varia de 400 a 1250 g/m². Fibra de carbono e aramida Os fios de fibra de carbono para tecidos são de dois tipos principais: 3 e 12 k, sendo o termo k referente a mil filamentos. Nos outros quesitos, os tecidos podem ser classificados da mesma forma que os de vidro. Indicados para aplicações em que as propriedades mecânicas e a leveza do laminado precisam ser otimizadas ao máximo, os tecidos de fios de fibra de carbono vêm sendo cada vez mais utilizados no segmento automotivo, para peças semiestruturais ou de acabamento. Com excelente resistência ao impacto, a aramida também pode assumir a forma de tecido, sendo muito utilizada em blindagens de automóveis e outros veículos, assim como em coletes a prova de bala e de punções (facas, por exemplo). Os fios de aramida mais comuns normalmente são de 160, 360 e 1,600 tex, contou Solinas. Detalhe: os fios de fibra de aramida para composites são tratados para facilitar a molhagem pelas resinas, o que não ocorre com as fibras de aramida para blindagens. Tecidos mistos (fibra de vidro e aramida, por exemplo) também são vendidos no mercado.