O Laboratório de Estruturas Leves do IPT iniciou em agosto de 2022 um projeto para a caracterização de material compósito de cura rápida e também o desenvolvimento de um modelo de simulação computacional para manufatura de demonstrador estrutural a ser aplicado na mobilidade 3D, a fim de atender as demandas dos segmentos automotivo e aeronáutico.
O projeto, que recebeu a denominação de Snapcure, tem o financiamento no valor de R$ 1,9 milhão da Finep e foi submetido pelo laboratório do IPT na linha temática de descoberta inteligente de novos materiais, entre as seis opções oferecidas pela financiadora em edital. A chamada pública visava o apoio, com recursos não reembolsáveis, a novas metas ambiciosas e desafiadoras em programas e/ou projetos de PD&I consolidados, em Instituições Científica, Tecnológica e de Inovação (ICTs) brasileiras, bem como iniciativas exitosas de base tecnológica, nas áreas de materiais avançados e minerais estratégicos.
Segundo Michelle Leali Costa, pesquisadora do IPT, a partir da chamada Finep em outubro de 2020, o Laboratório de Estruturas Leves viu a oportunidade de unir empresas de diferentes segmentos – no caso, as indústrias automotiva e aeronáutica – para utilizar as expertises de cada parceiro em um novo cenário atual: a mobilidade 3D, ou seja, o deslocamento de veículos nas direções horizontal e vertical.
“Este projeto tem o objetivo de caracterizar uma matéria-prima, chamada pré-impregnado, de matriz epóxi de cura rápida reforçada com fibra de carbono epóxi para o domínio da tecnologia de produção de compósitos que possam ser utilizados em peças estruturais e não estruturais”, explica a pesquisadora.
Parceiros do projeto, como a Embraer e a Maxion, irão orientar a equipe do laboratório na capacitação da produção de peças com o rigor das exigências do setor aeronáutico em paralelo a uma transformação de processos lentos em rápidos (alta cadência) do setor automotivo
“Pretendemos desenvolver também um modelo computacional que simule a processabilidade destes componentes, ou seja, saber se eles são fáceis ou não de serem processados e quais as condições de processamento mais adequadas. Isso é fundamental para que seja possível estimar se teremos sucesso na fabricação de peças produzidas com o pré-impregnado de cura rápida, sem defeitos, com a qualidade exigida pelo setor aeronáutico e a alta cadência demandada pelo setor automotivo”.
PARCERIA PARA MAIOR VELOCIDADE – O projeto financiado pela Finep é executado em parceria com a Maxion e com Embraer: as duas empresas não entraram com recursos, mas somente com cartas de interesse. Participa também do projeto a Solvay, que irá fornecer a matéria-prima para a produção dos compósitos necessários às pesquisas.
“Neste projeto, nem a Maxion e nem a Embraer irão executar atividades, mas irão contribuir, com os respectivos conhecimentos, na ajuda da escolha da matéria-prima mais adequada e que possa ser utilizada tanto pela indústria automotiva quanto pela aeronáutica”, explica a pesquisadora.
Os parceiros também irão orientar a equipe do laboratório na capacitação da produção de peças com o rigor das exigências do setor aeronáutico em paralelo a uma transformação de processos lentos em rápidos (alta cadência) do setor automotivo – por exemplo, na indústria aeronáutica uma peça em compósitos pode demorar de seis a oito horas para ser produzida, e na indústria automotiva isso não é aceitável por conta da demanda elevada. “É necessário reduzir este tempo para 30 minutos no máximo, daí a importância da contribuição dos parceiros para atingir o objetivo do projeto: ter a capacidade de produzir peças de qualidade em alta velocidade”, completa Costa.
Em geral, quando se fala nos setores aeronáutico e automotivo, as peças são produzidas em materiais metálicos, principalmente o alumínio (pela leveza) na indústria aeronáutica e o aço na automotiva. As peças em aço, no entanto, são geralmente pesadas e, por conta disso, os materiais compósitos poliméricos começaram a ser aplicados na indústria por volta da década de 1950: eles apresentam propriedades mecânicas iguais ou superiores aos materiais metálicos com a vantagem de serem extremamente leves, em uma redução de peso das peças que pode chegar a 30%, mas ainda sofrem restrições por conta da alta cadência demandada pelo setor automotivo.
Esta diminuição de peso das peças, é bom lembrar, confere menor consumo de combustível e permite aumentar a capacidade de carga, alcançando maior autonomia – “no caso específico da mobilidade 3D, facilitaria o deslocamento na vertical”, lembra a pesquisadora.
A Maxion também irá auxiliar a equipe técnica do IPT no desenvolvimento dos modelos de simulação computacionais, a fim de permitir a aprimoração e o domínio da tecnologia da produção de peças em compósitos de cura rápida aplicados a mobilidade 3D.
DOMÍNIO DE TECNOLOGIA – O projeto, segunda a pesquisadora, pode colaborar no domínio pelo Brasil desta tecnologia de produção de peças para mobilidade urbana usando matéria-prima de alta cadência com processabilidade rápida.
A corrida para a mobilidade 3D está acelerada em todo o mundo, explica a pesquisadora: é um tema que saiu da ficção para a realidade nos laboratórios. No Brasil, continua ela, este é um projeto inovador porque, apesar de haver startups e empresas investindo em componentes para a mobilidade 3D, é o primeiro financiado pela Finep que aborda o domínio da tecnologia da produção de partes em compósitos de cura rápida.
“Aí está a grande inovação do projeto: já existem as curas tradicionais, mas elas são demoradas; nossa intenção é a redução de seu tempo, de seis a oito horas para no máximo 30 minutos”, afirma Costa.
A importância do projeto, continua a pesquisadora, está no fato de que ele ‘transborda conhecimento’, não ficando focado apenas dentro do instituto de pesquisa, mas unindo uma ICT com as necessidades de duas empresas de segmentos diferentes que em geral não conversam por conta de demandas muito diferentes – “você pode demorar de oito a doze meses para produzir uma aeronave, o que não pode acontecer na fabricação de um carro ou caminhão, que têm demandas altas”, completa Costa.
O projeto tem previsão de finalização em janeiro de 2025, com duração de 30 meses.
