Influência da adição de nanotubos de carbono no compósito de resina furfurílica/fibra de carbono no processo de furação - David-Müzel, Sarah [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
Os compósitos poliméricos multifuncionais nanoestruturados têm sido assunto de grande interesse da indústria aeroespacial nos últimos anos, pois com esses materiais é possível a redução significativa do peso estrutural, além de elevar a resistência e a rigidez de um componente aeroembarcado, promovendo ainda ganhos nos comportamentos térmico e elétrico. Aliado a isso, há a busca por bioresinas, as quais são provenientes de fontes renováveis. Nesse quesito, uma alternativa para a resina fenólica, a qual é oriunda do petróleo, é a resina furfurílica, derivada de resíduos agrícolas. Porém, o setor aeroespacial possui grandes desafios tecnológicos, devido às suas especificidades. Com isso, há a necessidade de realizar não somente um levantamento sistemático das propriedades desses novos materiais, mas também é necessário entender como se comportam quando submetidos aos mais diversos tipos de processos de manufatura. O objetivo deste trabalho é estudar a ação da usinagem em compósitos produzidos com resina furfurílica, sem e com a adição de nanotubos de carbono, por meio do processo de furação. Para isso, foram utilizados compósitos produzidos com resina furfurílica reforçados com fibra de carbono, sendo que no caso dos laminados nanoestruturados foi utilizado 0,5% de nanotubo de carbono, em relação a massa da matriz. As variáveis de entrada estudadas foram a rotação do fuso (4000, 6000 e 8000 rpm), avanço (0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 e 0,2 mm/rot), tipo de broca (TiAlN e diamantada) e o tipo de suporte utilizado (1 e 2). As variáveis de saída analisadas foram o consumo de potência, a vibração do sistema, a emissão sonora, força de avanço, torque, pressão específica de corte, erro de dimensão, circularidade, fator delaminação e desgaste das ferramentas. De forma geral, constatou-se que a adição de CNT influenciou significativamente em algumas das variáveis resposta, sendo elas o consumo de potência, pressão específica de corte, fator delaminação e nos erros geométricos (dimensão e circularidade). Onde os resultados obtidos para esse laminado foram menores, em comparação com o laminado sem CNT. Analisando os parâmetros de usinagem utilizados, verificou-se que o mais influente foi o avanço, sendo que menores avanço propiciaram uma melhor qualidade dos furos.

Nanostructured multifunctional polymer composites have been a subject of great interest to the aerospace industry because with its use it is possible to significantly reduce the structural weight, as well as high strength and rigidity and better thermal and electrical behaviour. Allied to this, there has been a search for bioresines, which come from renewable sources. In this regard, an alternative to phenolic resin, is furfuryl resin which comes from agricultural residues. However, the aerospace sector has great technological challenges due to their specificities. So, there is necessary not only to understand the properties of these new materials but also to know how it behave when submitted to various types of manufacturing processes. The objective of this work is to study the action of machining in composites produced with furfuryl resin, witouth and with the addition of carbon nanotubes, through the drilling process. For this, it was used composites produced with furfuryl resin and carbon fiber reinforcement. In the case of nanostructured laminates, 0.5% of carbon nanotube was used, base in matriz weight. The input variables studied were spindle speed (4000, 6000 and 8000 rpm), feed (0.0125, 0.025, 0.05, 0.1, and 0.2 mm/rev), drill type (TiAlN and diamond) and the type of support used (1 and 2). The output variables analyzed were power consumption, system vibration, sound emission, thrust force, torque, specific cutting pressure, dimension error, circularity, delamination factor, and tool wear. In general, it was found that the addition of CNT significantly influenced some of the response variables, being power consumption, specific cutting pressure, delamination factor, and geometric errors (dimension and circularity). Where the results obtained for this laminate were lower, compared to the laminate without CNT. Analyzing the machining parameters used, it was found that the most influential was the feed, with lower feed providing a better quality of holes
Addition of carbon nanotubes influence in the furfuryl resin/carbon fiber composite on the drilling process
Keywords: Compósitos multifuncionais; Nanotubos de Carbono; Bioresina; Delaminação; Qualidade do furo; Usinagem; Multifunctional composites; Carbon nanotubes; Bioresines; Delamination; Hole quality; Machining; Compósitos poliméricos; Nanotubos; Materiais compostos