Os materiais compósitos apresentam inúmeras vantagens em comparação com os materiais convencionais. Uma dessas vantagens é a facilidade e durabilidade dos reparos. Peças compósitas danificadas podem ser substituídas caso não haja conhecimento sobre reparos. No entanto, na realidade, as peças compósitas são mais fáceis de reparar do que as peças de materiais convencionais. Neste artigo, forneceremos uma compreensão básica sobre reparos em compósitos.
Reparos bem-sucedidos em compósitos permitem prolongar a vida útil de uma peça e economizar o custo de substituição. Existem três princípios fundamentais que devem ser compreendidos para realizar reparos em compósitos com sucesso: os reparos devem ser diferentes da peça original; o aumento da área de superfície aumenta a resistência dos reparos em compósito; e os reparos devem ser idênticos à peça original.
Os reparos diferem da peça original.
O primeiro princípio sobre reparo de compósitos que precisa ser compreendido é que os reparos estruturais são feitos por um processo diferente do da peça original. Quando uma peça de compósito é fabricada inicialmente, sua resina cura, unindo-se química e fisicamente ao tecido de reforço, resultando em uma unidade única, independentemente do número ou da orientação das camadas do tecido. Isso é chamado de estrutura primária ou ligação, e é o tipo de ligação mais forte que pode existir em uma peça de compósito.
Uma vez que uma peça é danificada, todos os reparos se tornam ligações secundárias, fixadas à estrutura primária original. Isso significa que todos os reparos dependem da adesão física à superfície da estrutura primária original. Por esse motivo, os reparos em fibra de vidro dependem da qualidade adesiva da resina para sua resistência — a resistência da ligação física com a estrutura primária. Portanto, a resina usada para o reparo deve ser tão resistente quanto a resina usada para fabricar a peça. Aliás, resinas com fortes propriedades adesivas são, por vezes, utilizadas para reparos.
O aumento da área de superfície aumenta a resistência dos reparos em compósito.
Como os reparos em fibra de vidro dependem da adesão superficial (ligação física) do reparo à estrutura primária, aumentar a área da linha de ligação aumentará a resistência e a durabilidade da ligação — e, por extensão, da peça ou do reparo.
Normalmente, o método empregado para aumentar a área da superfície é o lixamento em bisel ou chanfrado. Esse tipo de lixamento significa que a área próxima ao dano é lixada gradualmente, geralmente resultando em aproximadamente 1,25 a 1,9 cm de área por camada de laminado composto. O lixamento em bisel geralmente é feito com uma lixadeira pneumática de alta velocidade ediscos de lixa roloc.
Como a maioria das estruturas compostas é bastante fina, este é um processo delicado. O tamanho do chanfro, em relação à espessura do laminado, é expresso como uma proporção. Geralmente, quanto mais resistente ou crítico o reparo precisar ser, maior será a proporção. Reparos estruturais normalmente exigem um chanfro mais suave, com uma proporção de 20:1 até 100:1.
Um método alternativo empregado para aumentar a área de superfície é o lixamento em etapas. Este procedimento define o tamanho do reparo interno e, em seguida, remove o material circundante em uma largura de ½ polegada por camada da peça, trabalhando em direção à superfície da peça. Isso resulta em um aumento considerável da superfície de reparo e permite que a orientação das fibras fique evidente em cada etapa.
Ambos os métodos são aceitáveis para a maioria dos reparos em compósitos, embora a maioria considere o chanfro mais fácil e geralmente melhor. O escalonamento resulta em bordas abruptas e juntas de topo em cada camada reparada. Também é difícil escalonar a areia sem cortar a camada, o que pode danificá-la.
Os reparos devem ser compatíveis com a peça original.
Embora o reparo compósito seja diferente da peça original, recomenda-se duplicar a espessura, a densidade e a orientação das camadas do laminado original ao realizar o reparo. Isso ajudará a manter a funcionalidade da peça. Mais nem sempre é melhor — neste caso, se o reparo for mais espesso que a peça original, ele quase certamente será mais rígido, independentemente do material utilizado. Introduzir diferentes níveis de resistência em uma peça pode causar pontos de tensão indesejados, levando eventualmente à fadiga ou falha do material. É melhor substituir cuidadosamente cada camada removida na área danificada por um material idêntico, colocado na mesma orientação sempre que possível. Essa abordagem de substituição camada por camada garante que a estrutura reparada suporte as mesmas cargas que a original e que distribua as cargas conforme o esperado.
Data da publicação: 07/04/2022