Medição das propriedades mecânicas de laminados compósitos poliméricos de reforço de fibra de vidro obtidos por diferentes processos de fabricação

O tradicional processo de lay-up manual úmido (WL) tem sido amplamente aplicado na fabricação de laminados compósitos de fibra. No entanto, devido à insuficiência na pressão de formação, a fração de massa da fibra é reduzida e muitas bolhas de ar ficam presas no interior, resultando em laminados de baixa qualidade (baixa rigidez e resistência). O processo WLVB (wet hand lay-up/vacuum bag) para a fabricação de laminados compostos é baseado no processo tradicional de lay-up de mão úmida, usando um saco de vácuo para remover bolhas de ar e fornecer pressão e, em seguida, realizando o processo de aquecimento e cura.

Em comparação com o processo tradicional de lay-up manual, os laminados fabricados pelo processo WLVB apresentam propriedades mecânicas superiores, incluindo melhor resistência e rigidez, maior fração de volume de fibra e menor fração de volume vazio, que são todos benefícios para laminados compostos. Este processo é completamente manual, e é muito influenciado pelas habilidades do pessoal de preparação. Portanto, os produtos são propensos a defeitos como vazios e espessura irregular, levando a qualidades instáveis e propriedades mecânicas do laminado. Assim, é necessário descrever finamente o processo de WLVB, controlar finamente as etapas e quantificar as proporções de materiais, a fim de garantir as propriedades mecânicas dos laminados.

Este trabalho descreve o processo meticuloso do processo WLVB para a preparação de laminados compósitos de reforço de fibra de vidro (GFRPs) com padrões planos. O teor volumétrico de fibra dos laminados foi calculado pelo método da fórmula, e os resultados calculados mostraram que o teor volumétrico de fibra dos laminados WL foi de 42,04%, enquanto o dos laminados WLVB foi de 57,82%, aumentando em 15,78%. As propriedades mecânicas dos laminados foram caracterizadas por meio de ensaios de tração e impacto. Os resultados experimentais revelaram que, com o processo WVB, a resistência e o módulo de elasticidade dos laminados foram aumentados em 17,4% e 16,35%, respectivamente, e a energia absorvida específica foi aumentada em 19,48%.