A indústria automóvel tem abraçado utilizando baixo custo, De alta taxa de tecnologias compósitos. Pode fabricantes de aeronaves utilizam o mesmo em seu benefício?
Para as indústrias aeroespacial e automotiva, produção de alta taxa significa coisas diferentes. Para fabricantes de estruturas é centenas de aviões por ano; para as montadoras centenas de carros por dia. E esses resultados muito diferentes geram escolhas divergentes em materiais estruturais e processos de fabricação.
Mas, à primeira vista, parece que as indústrias automotiva e aeroespacial estão se aproximando, à medida que as montadoras se esforçam para cumprir as metas de redução do consumo de combustível e das emissões, mudando para materiais leves para carrocerias de veículos, incluindo grampos da aviação: fibra de alumínio e carbono.
Os compósitos estruturais começaram no setor aeroespacial, mas no show da indústria de compósitos da JEC Europa em Paris em março, havia muitos outros displays relacionados a carros, ônibus, bondes e trens que aeronaves. E como a indústria automotiva abraça os compósitos, está caminhando em novas direções, impulsionado pela demanda por baixos custos e altas taxas de produção. Na fabricação de carros de alto volume, até 4 min. fazer uma parte é muito longa.
“No final dos anos 90, o único mercado de compósitos estava no setor aeroespacial por causa dos preços do petróleo,”Diz Edward Bernardon, vice-presidente de iniciativas automotivas estratégicas da Siemens PLM Software. Vistagy, que desenvolveu o software de engenharia de compósitos Fibersim e foi adquirida pela Siemens em 2011, “Iniciou um grupo na Alemanha para analisar o mercado automotivo de alto volume e como tornar as peças de fibra de carbono mais econômicas," ele diz.
Inicialmente, a fibra de carbono foi usada apenas em supercarros de alto desempenho e baixo volume, onde o custo do material e os tempos de ciclo de fabricação são menos críticos. Então em 2009, A BMW anunciou que construiria um pequeno carro totalmente elétrico usando compostos de fibra de carbono. As entregas do i3 começaram no final de 2013, mas em 100 carros por dia, está na extremidade inferior do espectro de alto volume. Agora montadoras como PSA Peugeot Citroen estão olhando para compósitos, mas para taxas superiores a 900 carros por dia.
De acordo com Bernardon, os compósitos automotivos são únicos devido aos ciclos de design mais rápidos - “os designs podem mudar diariamente ou semanalmente por razões de embalagem," ele diz. Como resultado, Os processos de fabricação desenvolvidos por aeronaves e montadoras divergiram. “A moldagem por transferência de resina de pré-formas é uma grande porcentagem no setor automotivo., mas apenas uma pequena porcentagem no setor aeroespacial," ele diz.
Mas será que a indústria automotiva pode avançar em direção ao baixo custo?, compósitos de alta taxa beneficiam aeroespacial? Darpa pensa assim, e a Pentágono A agência de pesquisa avançada planeja um programa - compósitos aeroespaciais com eficiência automotiva - para reduzir significativamente o custo e o tempo para produzir pequenas peças compostas - menos de 15 Libra. e 15 ft. - para uso em aeronaves.
A Darpa acredita que os materiais e processos desenvolvidos pela indústria automotiva poderiam permitir “insensibilidade à taxa de construção, produção de compósitos menos intensiva em capital ”para o setor aeroespacial - com a ressalva crítica de que as peças devem manter o desempenho dos sistemas de fibra de carbono de módulo intermediário / epóxi temperado agora usados em aeronaves. E isso é uma estipulação importante, porque os compósitos de baixo custo usados pelas montadoras não atendem à força aeroespacial, requisitos de rigidez e tolerância a danos.
A Darpa solicitou informações sobre compósitos de fibra curta que têm o mesmo desempenho que as fibras contínuas, mas permitem processos de injeção e formação de contornos. A pulverização de fibras cortadas em um molde é uma técnica usada pelas montadoras. Mas para uso aeroespacial, ao contrário do automóvel, Será necessário um controle preciso da orientação das fibras curtas para fornecer as propriedades mecânicas necessárias.
Este artigo originalmente publicado em AviationWeek.com.