Peça estrutural automotiva complexa moldada a partir de pré-forma única

Estevão Moore | 15 de novembro de 2022

A Cannon Tipos colaborou com a Coriolis Composites para a rápida e precisa moldagem por transferência de resina de alta pressão (HP-RTM) de uma pré-forma seca quase líquida. A peça é fabricada com a tecnologia patenteada de colocação automatizada de fibras (AFP) da Coriolis.

A Coriolis Composites é líder mundial no fornecimento de equipamentos e máquinas robóticas AFP, que permitem a colocação de fibras contínuas ou descontínuas com mínimo desperdício de material, em várias orientações, mesmo para superfícies geométricas complexas. Desenvolveu um processo exclusivo para fabricar pré-formas funcionalizadas de fibra seca de peças compostas para diversos setores industriais, notadamente aeroespacial e automotivo.

"Apenas na última década surgiram tecnologias de pré-forma projetadas avançadas e econômicas, substituindo a necessidade de alinhamento preciso e trabalhoso de várias pré-formas em um molde HP-RTM", disse Andrea Castelnovo, gerente de tecnologia e P&D da Tipos de Canhão. "A pré-forma seca inovadora, quase líquida, desenvolvida por meio do processo AFP da Coriolis e nosso molde de aço, polido para um acabamento espelhado, e máquinas de dosagem de alta pressão e equipamentos de injeção ajudaram a criar uma peça estrutural complexa de corpo em branco para reforço usando uma única pré-forma em um processo rápido e fácil com alta produtividade e custos sustentáveis."

A pré-forma seca AFP 2D é composta por uma orientação de fibra otimizada de camadas unidirecionais (UD) de fibra de carbono não tecida (280 g/m2 de camada) com uma fração de volume de fibra de 55% (FVF), alcançando propriedades mecânicas superiores na parte final e incorporando tecnologia de encadernação proprietária compatível com um sistema de resina epóxi de cura rápida. A funcionalização da pré-forma melhora a conformabilidade, a permeabilidade e o corte (através do jato de água 3D) para obter um contorno de forma líquida e reduzir o refugo geral em 50%.

A pré-forma 2D é colocada em 30 segundos em uma ferramenta que é então aquecida em um forno para moldá-la em uma forma 3D em um tempo de ciclo de um minuto, de acordo com Castelnovo. "O tempo real do ciclo do processo HP-RTM é de três minutos e estamos olhando para uma produção de 250.000 peças", acrescenta.

A Cannon Tipos projetou o molde de aço para suportar até 120 bar (1.740 psi) de pressão, evitando assim a microporosidade. Uma temperatura constante é mantida dentro de 2°C para garantir a reação ideal da resina com o endurecedor e minimizar a contrapressão durante a fase de infusão e maximizar o tempo de vácuo para evitar lavagem e bolhas de ar. Além disso, as cavidades altamente polidas exploram totalmente a estética da superfície da peça moldada final obtida com a tecnologia de pré-forma da Coriolis.

A peça estrutural local BIW resultante para produção em série está passando por testes de qualificação. Ele tem um takt time de 20 segundos - a taxa necessária para concluir um produto para atender à demanda do cliente - e exibe desempenho mecânico equivalente quando comparado às soluções [de metal] existentes, oferecendo até 80% de redução de peso.

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