OTIMIZANDO AS PROPRIEDADES MECÂNICAS EM COMPÓSITOS TERMOPLÁSTICOS DE FV
OWENS CORNING:
CONSTRUINDO UM FUTURO SUSTENTÁVEL PELA INOVAÇÃO EM MATERIAL
OS DESAFIOS EM COMPÓSITOS...
VIEMOS DISSO
85 ANOS
PARA ISSO
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4,100+
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FATURAMENTO 2024
PIONEIROS EM MATERIAIS COMPÓSITOS E FORNCEDOR MAIS EXPERIENTE DA INDÚSTRIA
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PAÍSES QUE OPERAMOS
OC COMPÓSITOS
5
Concord, NC
Wichita Falls, TX
Amarillo, TX
Guelph, Canada
Tlaxcala, Mexico
Rio Claro, Brazil (2)
Taloja, India (2)
Singapore
Kimchon, S. Korea
Suzhou, China
Hangzhou, China
San Vicente, Spain
Besana, Italy
L’Ardoise, France
Zele, Belgium
4,100+
EMPREGADOS
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INSTALAÇÕES
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PAÍSES
Operações de fabricação
Tecidos e outros reforços
Servicios de vidro e metal
OC COMPÓSITOS NO MUNDO
Granille, OH
Centros de P&D
Chambéry, France
MAIS DE 80 ANOS DE HISTÓRIA DE INOVAÇÃO
FIBRA DE VIDRIO E SEUS MERCADOS
CONSTRUINDO O
COMPÓSITO EM FIBRA DE VIDRO
Vidro
Sizing
Fibra de vidro
Matriz / Resina (termoplástica ou termorrígida)
O COMPÓSITO EM FV
Composição do Tratamento Superficial (Sizing):
Filmógeno: É um formador de película. Forma uma película coesa sobre o vidro, cuja função é aglutinar adequadamente os filamentos de vidro. Esses polímeros devem ser compatíveis com a resina a ser reforçada.
Lubrificante: Lubrica os filamentos de vidro e ajuda sua processabilidade.
Silano: Agentes de ligação - Moléculas bifuncionais que conectam quimicamente materiais inorgânicos (vidro) e orgânicos (resina), melhorando e retardando as perdas de propriedades mecânicas dos laminados com o passar do tempo.
Vidro
Sizing
Alquil Silanos
Amino Silanos
Epóxi Silanos
Metacriloxi Silanos
Fenil Silanos
Vinil Silanos
Outros tipos especializados
A FIBRA DE VIDRO
Confidential
Poliester (UPE)
Epóxi
Poliamida (PA)
Polipropileno (PP)
Polibutiltereftalato
(PBT)
Fenólica
A MATRIZ/RESINA
• Molhagem –wet through
• Dessorção dos componentes sizing
• Ligação química Silano – Resina (primária para termorrígidos e secundária para termoplásticos).
O PROCESSO DE PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
O PROCESSO DE TRANSIÇÃO DOS COMPÓSITOS TERPLÁSTICOS
Análise Dinâmico-Mecânica de materiais compósitos – Lorandi, Cioffi, Ornaghi - 2016
LFT X SFT
PROCESSO PRODUTIVO
SFT - FIBRA CURTA
Polímero
Fibra Vidro
Picada 4mm
Dispersão e degradação da fibra de vidro
Cortador
“Pellets” de fibra curta
Extrusora
Outros aditivos
Resfriamento
Qualidade do compósito é subutilizada, cisalhamento na extrusora reduz o comprimento da fibra para aproximadamente 0,4 mm
Vantagem: processo rápido e de custo relativo baixo
Pellet 8~10 mm com retenção de comprimento da fibra de ~ 0,4 mm
PROCESSO PRODUTIVO
LFT - FIBRA LONGA
Polímero
Dispersão e degradação da fibra de vidro
Cortador
“Pellets” de fibra longa
Extrusora
Outros aditivos
Resfriamento
Bobinas de fio contínuo
Roving Direto
Pellet 8~10 mm com retenção de comprimento da fibra de > 1,0 mm
Qualidade do compósito OTIMIZADA, cisalhamento na extrusora reduz o comprimento das fibras.
Vantagem: processo rápido e de custo relativo otimizado
© Valerie Cerniglia
Bobinas
Roving Direto
Limitação: Processo mais lento devido ao “Wire Coating”
COMPÓSITOS DE ALTA QUALIDADE
LFT-P (PULL EXTRUSION)
Comprimento do Pellet é igual ao comprimento da Fibra
8 a 12 mm
Injection Molding
Polímero
OC T30
Plastificação
Extrusão e Compressão
OC T30
Polímero
Transferência para
Prensa
Plastificatição
Injetora
Investimento alto e processo mais complexo
COMPÓSITOS DE ALTA QUALIDADE
D-LFT (DIRETO)
LFT X SFT
POR QUE ESCOLHER LFT AO INVÉS DE SFT?
LFT: Comprimento residual da fibra > 1 mm
SFT: Comprimento residual da fibra < 1 mm
As fibras longas criam um “esqueleto” no compósito moldado
Resistência à distorção e propriedades mecânicas excelentes
…e quanto maior o comprimento da fibra, melhor a propriedade mecânica adicionada!
LFT X SFT
POR QUE ESCOLHER LFT AO INVÉS DE SFT?
As tensões são transferidas para as fibras
Parte estrutural do compósito.
LFT X SFT
PERFORMANCE MECÂNICA ESPERADA
Na medida que a demanda por propriedades mecânicas aumenta para os termoplásticos, LFT é uma solução para obtenção destas propriedades
LFT: Comprimento residual da fibra > 1 mm
SFT: Comprimento residual da fibra < 1 mm
Fibras Curtas
Fibras Longas
Fibras Contínuas
Propriedade Relativa
Comprimento (mm)
Módulo (em tração)
Tensão (em tração)
Impacto
Comportamento mecânico: Resina PP com 30% (massa) de Fibra
A DIFERENÇA DE PERFORMANCE
LFT – TESTE DE IMPACTO
As condições de processo de injeção e comprimento das fibras, impactam a performance mecânica dos compósitos termoplásticos
Compósito de fibra curta (SFT)
Compósito de fibra longa (LFT) 12.5mm Pellets Injeção padrão
Compósito de fibra longa (LFT) 12.5mm Pellets Injeção Otimizada
LFT
VANTAGENS vs METAL & SMC
LFT - APLICAÇÕES
80% - MERCADO AUTOMOTIVO
Aplicações Típicas LFT - PP
Aplicações Típicas LFT - PA
90% das aplicações são em PP
10% das aplicações são em PA
LFT - APLICAÇÕES
80% - MERCADO AUTOMOTIVO
Aplicações não-automotivas estão crescendo rapidamente em função das necessidades de melhoria em propriedades dos termoplásticos e de negócios mais lucrativos
LFT - APLICAÇÕES
20% - OUTROS MERCADOS
ELTON LANDGRAF GUIGUER
Com 18 anos de Owens Corning, conta com experiências em desenvolvimento de produtos, processos industriais e P&D, já tendo trabalhado na Rhodia, Avery Dennison, em consultoria empresarial.