Estudo e otimização do processo de estampagem a quente de materiais compósitos de matriz termoplástica reforçados com fibra contínua

• Autor(a) principal: Cardoso, Rúben Filipe Dias
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20203
• topic: Indústria automóvel; Materiais compósitos; Estampagem a quente; Termoplásticos; CFRTP; Método Taguchi; Otimização de processo; ANOVA; DOE; Automotive industry; Composite materials; Hot stamping; Thermoplastics; Taguchi’s method; Process optimization

A redução do consumo de combustíveis fósseis nos automóveis surge, nos dias de hoje, como uma meta fundamental, definida pela União Europeia. Surge então, neste contexto, a utilização de materiais que ofereçam a diminuição do peso integral do automóvel. Os materiais compósitos colocam-se, portanto, na linha da frente com a capacidade de alcançar este objetivo, visto serem capazes de oferecer excelentes propriedades mecânicas e, ao mesmo tempo, serem materiais mais leves. Os materiais compósitos termoplásticos apresentam como vantagem a vertente ambiental de serem materiais recicláveis e, do ponto de vista industrial, possuírem tempos de processamentos mais curtos. O processo de estampagem a quente revela-se um excelente processo de fabrico associado aos materiais compósitos de matriz termoplástica por apresentar tempos de ciclos curtos, peças com elevados rendimentos, poucos custos em mão de obra e preços finais atrativos. Este processo é muitas vezes utilizado na obtenção de peças para o setor automóvel. O principal objetivo deste trabalho centra-se na otimização da janela de processamento quando aplicado à obtenção de componentes compósitos de matriz termoplástica, através da correlação dos seus parâmetros de processamento com foco na qualidade do componente e por recurso a diversos indicadores de qualidade. Este processo de otimização leva a cabo a análise de componentes fabricados segundo diferentes condições, que envolvem a realização de um desenho de experiências e posterior análise de variância ANOVA implementada no software Design Expert V13®. Para este estudo demonstrou ser crucial a correta seleção e discretização das variáveis de processo de estampagem a quente. A análise realizada permitiu, não só, compreender de forma isolada o impacto de cada variável do processo na qualidade do produto final, mas também, por correlação, definir a respetiva janela ótima de processamento.