Compósitos avançados: Inserção de circuitos impressos
O crescente interesse em materiais e estruturas multifuncionais deve-se à necessidade de desenvolver novos materiais e estruturas que desempenham simultaneamente funções estruturais e não estruturais combinadas.
Um exemplo de uma estrutura multifuncional seria uma estrutura compósita que combina propriedades estruturais como alta resistência, alta rigidez, alta tenacidade à fratura ou alta amortecimento juntamente com propriedades não estruturais como controlo de vibração, auto-reparação, condutividade térmica, condutividade elétrica, armazenamento de energia…
Os materiais multifuncionais são necessariamente materiais compósitos. Dentro da utilização de materiais compósitos, o forte crescimento na utilização de compósitos de fibra longa tem sido influenciado pelos requisitos de design multifuncional, sobretudo no sector automóvel e aeronáutico, mas também noutros sectores como o sector eólico ou o sector da construção. Estes sectores exigem reduções de peso, elevadas propriedades mecânicas e novas funcionalidades como monitorização in situ, auto-reparação, condutividade elétrica e/ou térmica, entre outros.
Existem diversos métodos para conseguir conceber materiais e estruturas multifuncionais. Um deles consiste na integração de circuitos impressos denominados como “camada inteligente” na estrutura do laminado de compósito para conseguir incorporar diversas funções.
A eletrónica impressa permite desenvolver componentes eletrónicos (antenas RFID, sensores, resistências, atuadores, eletroluminescência, etc.), de camada fina e flexíveis que se podem adaptar a diferentes geometrias sem perder, por isso, as suas propriedades. Em vários estudos foi demonstrada a possibilidade de utilizar estes circuitos impressos em distintos processos de fabrico de compósitos: autoclave, RTM e filament winding, concluindo que a incorporação de uma camada inteligente não degrada significativamente o comportamento mecânico do material compósito.
Seguindo estes trabalhos académicos, na AIMPLAS desenvolvemos diversos circuitos impressos que foram incorporados em estruturas de material compósito conseguindo novas funcionalidades como são a eletroluminescência e a capacidade de aquecer a superfície do laminado.
Atualmente, está a trabalhar-se no desenvolvimento de novos circuitos impressos e novas formas de produção para o fabrico de compósitos de fibra longa multifunções.