65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 1. Engenharia Aeroespacial

Caracterização da impregnação da resina em materiais processados via VARTM

Wellington dos Santos Bueno Coriolano - Depto. de Física – UFRRJ Renan Cardoso Machado de Souza - Depto. de Física – UFRRJ Tessie Gouvêa da Cruz - Profa. Dra./ Orientadora – Depto. de Física – UFRRJ

INTRODUÇÃO:

O interesse no estudo de materiais aeronáuticos tem-se dado com a finalidade de aumentar seu desempenho e eficiência. O mercado tem buscado desenvolver materiais mais leves e resistentes. Os materiais compósitos têm despertado grande interesse na comunidade científica e os compósitos processados via VARTM têm sido estudados com a finalidade de aplicações aeronáuticas. Um dos parâmetros que irá atestar a aplicabilidade ou não do material é o nível de impregnação da resina no produto final. A caracterização do nível de impregnação de resina é feito através de um ensaio não destrutivo com um ultrassom. Antes da produção da peça final a varredura por ultrassom pelo método C-Scan pode ser utilizada como técnica auxiliar na otimização do processo, considerando que fornece informações como a: impregnação da fibra pela resina, existência de poros ou espaços vazios, de volume de fibras e resina. Os resultados podem ser quantizados através de ferramentas baseadas no processamento e análise de imagem. Neste trabalho na realização do ensaio atribui-se cores para cada nível de atenuação obtido no C-scan possibilitando a caracterização do nível de impregnação da resina.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Este trabalho tem como objetivo usar uma metodologia baseada no processamento e análise de imagens para caracterizar a qualidade da impregnação da resina em materiais processados via VARTM.

MÉTODOS:

Foi utilizada uma imagem do mapa de cores num ensaio de C-scan. O processamento e análise da imagem foi feito com o auxílio do programa ImageJ. Usando ferramentas do programa ImageJ a imagem foi limiarizada, isto é, os níveis de cinza foram discretizados. A mesma imagem foi processada várias vezes de forma a discriminar as diferentes fases de impregnação de acordo com as atenuações de sinal do C-scan gerando imagens binárias. As imagens binárias foram processadas e o resultado foi o cálculo do valor das frações de área relativas a cada fase. Os resultados quantificam o numero de fases presentes na imagem, isto é, os níveis de impregnação da resina, bem como a quantidade percentual das mesmas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Depois de aplicada a metodologia foi calculado o número de fases, ou níveis de impregnação, presentes no mapa de cores gerado pelo ensaio não destrutivo. De acordo com o mapa de cores o azul representa um intervalo de 0-30% de atenuação de sinal no C-scan; as cores verde e amarelo representam, respectivamente, níveis compreendidos entre 31-50% e 51-70% de atenuação do sinal. A variação da atenuação crescente de sinal corresponde à diminuição da quantidade de resina, isto é, a qualidade da impregnação da resina na matriz. A fase correspondente a cor azul apresentou uma fração de área de 15,97% da imagem, as cores verde e amarelo apresentaram, respectivamente, valores de 53,18% e 25,94%. Foram excluídos da porcentagem total os valores correspondentes a cor preta (4,91%) visto que representavam cortes feitos nas placas ensaiadas. Pode-se observar que de acordo com os resultados obtidos a impregnação da resina durante o processamento da placa não foi satisfatória visto que as cores verde e amarela, que indicam, respectivamente, um nível regular e baixo de impregnação foram as predominantes. A cor azul que representa um alto nível de impregnação apresentou a menor porcentagem na imagem total.

CONCLUSÕES:

Os resultados atestaram que a metodologia proposta, baseada em conceitos de processamento e análise de imagens pode ser aplicada na caracterização quantitativa dos níveis de impregnação de resina em materiais obtidos via VARTM.

Palavras-chave: Caracterização, VARTM, Análise de imagem.