Desenvolvimento de processo de filament winding para produção em full scale de vasos de pressão do tipo IV em compósitos

Resumo

Este projeto PIPE Invest é um desenvolvimento tecnológico focado no processo de filament winding; com objetivos específicos e metodologia definidos para aprimorar e escalar o processo atual de fabricação de vasos de pressão do tipo IV em materiais compósitos. Este projeto está intrinsecamente relacionado aos projetos PIPE Fase 1 (já finalizado) e Fase 2 (submetido/em análise), com foco específico no aprimoramento do processo de fabricação dos vasos de pressão full scale por filament winding. Enquanto os projetos PIPE Fases 1 e 2 se concentram na evolução da tecnologia dos vasos de pressão do tipo IV em termos de TRL (Technology Readiness Level), o projeto PIPE Invest visa aumentar o MRL (Manufacturing Readiness Level) do processo de fabricação relacionado aos vasos de pressão, por meio de atualizações e melhorias específicas. Portanto, essa proposta de PIPE Invest tem como objetivo o atingimento de MRL 6 de processo para dar suporte ao desenvolvimento já em andamento com os fomentos do PIPE Fase 1 (concluído em TRL 3) e do PIPE Fase 2 (TRLs 4-6). A proposta é apresentada em quatro etapas. Na etapa 1, será realizado um estudo técnico de escalabilidade e capabilidade do processo. Serão realizadas análises de sensibilidade dos parâmetros de laminação para verificação de sua influência sob os vasos obtidos, assim como análise quantitativa de dados de saída para obtenção de índice Cp. O objetivo é quantificar as atualizações necessárias de processo em relação aos protótipos que pretendemos produzir em TRLs mais altos. Na etapa 2, será realizada a especificação e implementação de atualizações de hardware, incluindo a substituição dos atuais stepper motors por servo motors mais precisos, a implementação de um sistema de tensionamento de fitas de fibra de carbono, a implementação de itens básicos de segurança ausentes no equipamento, como sensores de colisão e botão de emergência, e a atualização da estrutura da máquina, tornando-a mais rígida e diminuindo a incoerência de imprecisões advindas de deformações/vibrações. Na etapa 3, será realizada a implementação e integração de um novo software compatível com os requerimentos de projeto, permitindo a integração entre design e manufatura e a implementação de otimização estrutural e projetos mecânicos mais complexos. Finalmente, na etapa 4, serão realizados testes de eficácia da atualização, com a manufatura de protótipos de vasos de pressão para validar o novo equipamento de filament winding aprimorado. (AU)