Máquina de Deposição Automática de Fibras, um dos equipamentos que fazem parte da infraestrutura do LEL

Estruturas leves são determinantes para a competividade de diversos setores industriais, como o aeroespacial, automotivo, petróleo e gás, e o de turbinas eólicas. Suas aplicações também atendem às indústrias de defesa, infraestrutura, naval e lazer, entre outras.

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT criou o Núcleo de Estruturas Leves - LEL, instalado no Parque Tecnológico São José dos Campos (SP), em resposta à necessidade de uma infraestrutura integrada para P&D&I em estruturas leves, e assim atender à demanda de empresas no Brasil e exterior.

O núcleo conta com equipe altamente qualificada, incluindo mestres e doutores, oferecendo oportunidades de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias em estruturas de materiais metálicos (principalmente alumínio e titânio), compósitos (principalmente fibra de carbono) e híbridos.

O foco técnico é o ciclo completo de desenvolvimento, incluindo projeto, análise, simulação, prototipagem, ensaios, estudos de viabilidade de produção seriada e manutenção. Os projetos podem ser desenvolvidos em parceria com universidades e outros institutos de pesquisa.


INFRAESTRUTURA

O LEL dispõe de infraestrutura voltada para modelagem e simulação computacional, para produção experimental e para medições e ensaios, oferecendo apoio em todas as etapas do desenvolvimento de estruturas leves. Veja a listagem dos recursos disponíveis em cada área do laboratório:

Compósitos: 

• Máquina Automated Fiber Placement / FP (Ø 3 m x 4 m)
• Máquina Automated Tape Laying / ATL (12 m x 4 m)
• Equipamentos de Infusão, Resin Transfer Molding / RTM, Vacuum Assisted Resin Transfer Molding / VaRTM (1,1 m x 0,6 m x 0,4 m)
• Prensa hidráulica com aquecimento para compósitos termoplásticos (50 t; curso de 300 mm; área de 500 mm x 500 mm; 450 °C)

• Duas autoclaves (Ø 1,0 m x 1,5 m; 450 °C; e Ø 1,5 m x 4,5 m; 250 °C), ambas com pressão máxima de 11,7 bar (170 psi)
• Câmara fria para armazenamento de tecidos pré-impregnados e resinas (4,85 m x 3,7 m x 2,7 m; -18 °C)
• Forno infravermelho para aquecimento de placas de materiais compósitos termoplásticos (500 mm x 500 mm x 500 mm; 450 °C)
• Equipamento de posicionamento de tecidos por projeção laser
• Máquina computadorizada para corte de tecidos de fibra (3 m x 1,8 m)
• Laminação manual
• Ponte rolante (10 t; 16 m de vão; 35 m de comprimento)

• Equipamento de Friction Stir Processing / FSP (5-eixos; eixo-ferramenta de 30 kW; força axial máxima de 80 kN)
• Prensa de conformação superplástica e conformação a quente (150 t; 1000 °C; 40 bar)
• Centro de usinagem CNC
• Centro de torneamento CNC

Oficinas:

• Ensaios dinâmicos: máquinas MTS de 100 kN (com câmara de controle de temperatura de até 315 °C) e de 250 kN, ambas com garras hidráulicas
• Ensaios estáticos: máquina Instron de 100 kN (com câmara de controle de temperatura entre -150 °C e 350 °C)
• Câmara de condicionamento climático (-72 °C a 180 °C; 10% a 98% UR; 1100 mm x 950 mm x 950 mm)
• Máquina de corte preciso para placas de até 1,25 m x 1,25 m e espessura de corte de até 40 mm
• Máquina CNC de medição por coordenadas 3D (900 mm x 1600 mm x 800 mm)
• Sistema de medição Laser Tracker
• Sistema de medição de tensões residuais
• Equipamento de fotoelasticidade
• Durômetros Rockwell e Barcol
• Microdurômetros Vickers e Knoop
• Microscópio opto-digital de medição 3D (ampliação entre 35x a 9000x)
• Microscópio invertido para materiais (ampliação entre 20x a 3000x)
• Equipamentos para ensaios metalográficos (lixadeiras, politrizes, cortadeiras, etc.)
• Equipamento para análise de falhas internas por Ultrassom Phased Array
• Equipamento para análise de falhas internas por correntes induzidas (Eddy Current)
• Estufa digital microprocessada (150 l; 250 °C)
• Forno Mufla (1200 °C; 200 mm x 200 mm x 250 mm)
• Rugosímetro

Escritório:

• Área de trabalho para até 45 pesquisadores, incluindo visitantes de universidades, institutos de pesquisa e empresas
• Auditório para até 45 pessoas
• Softwares de CAD / CAE

INSTITUIÇÕES FINANCIADORAS

• BNDES - Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social
• FINEP – Inovação e Pesquisa
• FAPESP - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
• Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado de São Paulo
• Prefeitura Municipal de São José dos Campos

ARTIGOS TÉCNICOS

Assessment of automated fiber placement coverage generation algorithms
Wellington Lombardo Nunes de Mello; Rynaldo Zanotele Hemerly de Almeida; Alex Camilli Bottene

Research and development on composites : a strategy to overcome technological challenges
Marco Antonio Grecco D'Elia; Alex Camilli Bottene; Luiz Eduardo Lopes

Experimental evaluation of automated fiber placement manufacturing parameters
Alex Camilli Bottene; Wellington Lombardo Nunes de Mello; Rynaldo Zanotele Hemerly de Almeida

Development of complex shape composite structures – An automated fiber placement application
Alex Camilli Bottene; Wellington Lombardo Nunes de Mello; Rynaldo Zanotele Hemerly de Almeida; Priscila Prado Gomes