Este documento descreve o processo de fabricação de um compósito de fibra de vidro e resina epóxi utilizando o método de infusão a vácuo. Inicialmente apresenta uma introdução sobre compósitos, definindo-os como materiais constituídos por uma matriz e um reforço, e descrevendo brevemente sua história e aplicações. Em seguida, detalha o processo de infusão a vácuo, incluindo seus principais componentes e vantagens em relação a outros métodos. Por fim, descreve os procedimentos experimentais realiz

1. Escola Superior de Tecnologia de Abrantes
Manutenção de Sistemas Mecatrónicos
Augusto José Lourenço Filipe – Aluno nº81544
Gonçalo Rodrigues Coelho Marques – Aluno nº81543
Rui Miguel Chambel Marques Ramos Leitão – Aluno nº81474
Compósitos
Orientado por:
Carlos Coelho

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1. INTRODUÇÃO ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
1.1. COMPÓSITOS HISTÓRICO. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.2. COMPÓSITOS DEFINIÇÃO------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4
1.3. MATRIZ ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
1.4. REFORÇO --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
1.5. DISTRIBUIÇÃO GEOMÉTRICA E ORIENTAÇÃO DAS FIBRAS------------------------------------------------------------ 7
2. PROCESSOS------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
2.1. INFUSÃO DE RESINA A VÁCUO ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
2.2. VANTAGENS ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL --------------------------------------------------------------------------------------9
3.1. MATERIAIS USADOS------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
3.2. CUIDADOS DE SEGURANÇA NA ELABORAÇÃO DOS LAMINADOS--------------------------------------------------10
3.3. PREPARAÇÃO---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
3.4. CORTE DOS CORPOS DE PROVA---------------------------------------------------------------------------------------------13
4.APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS E CONCLUSÃO --------------------------------------------------- 13
5.- BIBLIOGRAFIA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
Figura 1:Vista raio X do Chevrolet Corvette (Pollock, s.d.) 4
Figura 2: Compósito processado (Pascini, s.d.).............................................................................................. 5
Figura 3: Esquema completo de um sistema de infusão a vácuo (Carbonbydesign, s.d.) .............................. 8
Figura 4: Medição do catalisador.................................................................................................................. 12
Figura 5: Resina catalisada ........................................................................................................................... 12
Figura 6: Pressão negativa de 1bar ............................................................................................................... 12
Figura 7:Resina já aspirada........................................................................................................................... 12
Figura 8: Fibra com as dimensões traçadas para o corte .............................................................................. 13
Figura 9: Corte das tiras de fibra................................................................................................................... 13

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1. INTRODUÇÃO
Este Trabalho prático inserido na disciplina de Materiais e tecnologia Mecânica teve como objetivo a
compreensão do processo de Infusão de Resina a vácuo, para isso pretendeu-se fabricar um laminado de
fibra de vidro com resina epóxi, utilizando o método de infusão a vácuo.
1.1.COMPÓSITOS HISTÓRICO.
Ao longo dos tempos, os seres humanos recorreram ao uso de materiais compósitos nas mais diversas áreas
de aplicação. No antigo Egipto o barro e a palha eram utilizados na fabricação de tijolos, onde o barro tinha
a função de matriz, reforçado com palha. Os antigos Mesopotâmicos, utilizaram colagem de madeira em
diferentes ângulos, o que chamamos hoje de contraplacado. Também os Egípcios utilizaram a técnica para
criar a Cartonnage (máscaras mortuárias constituídas por camadas de linho ou papiro embebidas em gesso).
Os primeiros arcos em material compósito, foram inventados pelos mongóis, eram fabricados com uma
combinação de madeira, bambu, ossos, tendões de gado, chifres e seda, colados com resina de pinheiro
natural. Na natureza existem exemplos de materiais compósitos, a madeira é constituída por dois
componentes a lenhina como matriz e as fibras de celulose. Os ossos dos vertebrados são um compósito
constituído por colagénio e hidroxiapatita como matriz e fibras, que naturalmente se orientam de forma a
contrariar os esforços.
A era moderna dos compósitos só se iniciou após o desenvolvimento dos plásticos sintéticos, como o vinil,
o poliestireno e o poliéster. A resina baquelite é considerada por muitos como o primeiro polímero sintético.
Em 1935 foi lançado o primeiro plástico reforçado com fibras de vidro por Owens Corning e em 1936 foram
pateteadas as resinas de poliéster insaturadas que, devido às suas propriedades de cura, viriam a tornar-se
dominantes na indústria.
A segunda guerra mundial foi um dos motores impulsionadores da transição dos compósitos do laboratório
para a indústria real.
Em 1947, foi apresentado e testado o primeiro automóvel construído com um corpo totalmente em material
compósito, o Corvette, Figura 1

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Figura 1:Vista raio X do Chevrolet Corvette (Pollock, s.d.)
Após a década de 40 dando resposta às necessidades da indústria aeronáutica, aeroespacial e automóvel de
materiais mais leves e com excelentes propriedades mecânicas, assistiu-se a um rápido crescimento na
produção e uso de materiais compósitos; novos processos de moldagem (centrifugação, compressão a quente
e frio, enrolamento filamentar, infusão a vácuo etc.); o desenvolvimento de novas resinas sintéticas e novas
fibras de reforço com melhores propriedades do ponto de vista mecânico, como a fibra de carbono, o kevlar,
a fibra de cobalto, entre outras. O que fez com que os materiais compósitos tenham uma posição privilegiada
na indústria nos dias de hoje.[1]
1.2.COMPÓSITOS DEFINIÇÃO
Definição de engenharia dos materiais:
“Conjunto de dois ou mais materiais diferentes, combinados em escala macroscópica,
para funcionarem como uma unidade, visando obter um conjunto de propriedades que
nenhum dos componentes apresenta individualmente.”[9]
Os compósitos são constituídos por dois ou mais materiais, que individualmente possuem propriedades
químicas e físicas distintas, mas ao serem moldados em conjunto, obtém-se propriedades que não são
possíveis de obter individualmente por cada um de seus componentes.
Estruturalmente os compósitos são formados por uma matriz que garante a ligação entre eles e por um
material ou mais como reforço, Figura 2.

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Figura 2: Compósito processado (Pascini, s.d.)
1.3.MATRIZ
A matriz de um material compósito é o material ligante, normalmente uma resina que tem como principal
objetivo manter a ligação das fibras e a coesão estrutural do compósito, para além disso deve sempre
assegurar, quando solicitado, que as forças são distribuídas de forma eficiente no material e proteção da
degradação provocada pelo meio ambiente envolvente e do seu manuseamento. A matriz é normalmente
caraterizada por ter baixa densidade, resistência e rigidez; mas uma boa combinação desta com uma eficiente
distribuição das fibras de reforço, pode alcançar-se um compósito com elevadas propriedades mecânicas.
As matrizes podem ser polímeros, metais, cerâmicos ou carbono.
• Matriz cerâmica – São escolhidos por apresentarem uma larga faixa de temperatura de utilização.
Mas tem a desvantagem de ter um comportamento frágil. Têm aplicação em ambientes onde altas
temperaturas são esperadas e em meios altamente corrosivos.
• Matriz metálica - O alumínio, o magnésio, o titânio e sua ligas são os metais mais utilizados como
matriz, a escolha de matrizes metálicas recai em compósitos sujeitos a elevada temperatura de
trabalho e ambientes oxidantes. A maioria desses compósitos apresenta uma baixa massa específica
(aproximadamente um terço do aço), uma boa resistência transversal e uma boa condutividade
térmica.
• Matriz polimérica- Tipo de matriz mais utilizada devido ao reduzido custo e facilidade de produção.
Possui boas propriedades mecânicas impregnando e proporcionando uma boa coesão ao material de
reforço. Possui uma baixa densidade, e é processada a baixa temperatura. A temperatura de utilização
é uma das principais limitações da sua utilização. Os polímeros usados podem ser termoplásticos ou
termoendurecíveis.
As resinas mais usadas na indústria são de 3 tipos principais: poliéster, viniléster e epóxi [5][6][7]. Os
principais requisitos do material integrante da matriz apresentam-se na Tabela 1

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Tabela 1: Requisitos para os materiais da matriz (Moreira, 2009; Silva, 2012)
1.4.REFORÇO
O material de reforço tem como função promover a resistência e rigidez do compósito. No presente, estão
disponíveis para o uso em materiais compósitos uma grande variedade de materiais de reforço; geralmente
são utilizadas fibras, como a fibra de vidro, a fibra de carbono, kevlar, fibras de cobalto e fibras naturais,
entre outras. A seleção de um reforço para um compósito não pode ser arbitrária, o reforço ou reforços devem
ser escolhidos equacionando a eficiência sob o ponto de vista da resistência mecânica desejada, a escolha do
reforço, a distribuição e orientação das fibras são os principais responsáveis pelas propriedades finais do
compósito. Na Tabela 2 estão representadas características e diversas propriedades, relativas a fibras mais
utilizadas na indústria.

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Tabela 2: Qualidade das propriedades das fibras de reforço (Nasseh, 2007)
1.5.DISTRIBUIÇÃO GEOMÉTRICA E ORIENTAÇÃO DAS FIBRAS
A disposição das fibras no tecido e a sua orientação num material compósito são parâmetros de grande
importância. As fibras possuem melhores propriedades mecânicas na direção longitudinal, o que remete para
a elevada anisotropia das propriedades dos compósitos. Estes parâmetros devem ser considerados na fase de
projeto da peça, de modo a otimizar o seu desempenho.
2. PROCESSOS
Um material compósito é o resultado da combinação de dois ou mais materiais. As propriedades finais do
compósito não se determinam apenas em função das características individuais dos seus constituintes, mas
também do processo de produção (do método de modelação e da forma como são inseridos e distribuídos
nesse compósito).
Em função do compósito pretendido foram desenvolvidos vários processos para moldar materiais
compósitos. Os mais utilizados na indústria são:
• Enrolamento Filamentar (filament winding);
• Rotomoldagem;

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• Moldagem manual (hand-lay-up);
• Centrifugação;
• RTM;
• Infusão a vácuo;
• Compressão a quente (SMC) e a frio;
• Pultrusão.
2.1. INFUSÃO DE RESINA A VÁCUO
O processo de Infusão de Resina a vácuo, como referido na introdução é o principal objetivo deste trabalho.
A compreensão de todo o processo de modelação e seus constituintes, assim como de todos os procedimentos
inerentes, são de elevada importância para a realização deste trabalho prático.
O processo de infusão a vácuo é uma técnica de injeção de resina, sob pressão negativa em molde fechado.
Este processo carateriza-se pela utilização de apenas um molde inferior que é uma superfície rígida, na qual
se aplica o material de reforço (fibras), a película (peel ply) e um saco de vácuo flexível a cobrir todo
conjunto, utilizando elementos de vedação de forma a garantir a estanquicidade do molde. Posteriormente,
utilizando uma bomba a vácuo, a absorção da resina ocorre pela pressão negativa criada pelo vácuo. Figura
3
Figura 3: Esquema completo de um sistema de infusão a vácuo (Carbonbydesign, s.d.)
2.2. VANTAGENS
O processo de infusão a vácuo tem várias vantagens relativamente aos outros processos tradicionais.
• Maior aproveitamento dos tecidos e espumas de PVC, pois as matérias-primas são manuseadas a
seco.

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• A estrutura é curada num meio isolado – quando utilizadas resinas de poliéster, não há libertação de
estireno para o meio-ambiente.
• Não existe contacto direto entre o laminador e a resina.
• Os consumíveis utilizados são de baixo custo.
• Os compósitos produzidos caracterizam-se por:
o Uma excelente razão fibra/resina.
o Uma elevada qualidade superficial.
o São mais leves, compactas e resistentes, pois a impregnação nas fibras chega a cerca de 60%,
contra os 25% num método manual.
Todas estas vantagens permitiram que este método fosse adotado para a indústria de materiais compósitos
avançados.[2][8]
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Para que um procedimento experimental tenha sucesso, há um conjunto de procedimentos sequenciais que
não podem ser negligenciados.
• Em primeiro lugar, ter em conta todas as medidas de segurança.
• Limpar devidamente o molde e aplicar sobre a superfície uma cera desmoldante para facilitar a
desmoldagem do compósito.
• Colocar as fibras de reforço, se necessário várias camadas.
• Aplicar a película (peel ply) de forma a cobrir todo o tecido de fibra.
• Colocar os distribuidores de resina.
• Inserir a porta de injeção da resina numa das extremidades da camada de distribuição.
• Inserir a porta de descarga na parte superior do peel ply.
• Aplicar a fita-cola de duas faces, em torno do molde, para depois se proceder à vedação.
• Pousar cuidadosamente o saco de vácuo sobre o conjunto e verificar a colagem deste na fita-cola.
• Conectar os tubos de extração e injeção às portas homólogas.
• Aplicar vácuo no interior do conjunto sob o saco.
• Verificar se o conjunto está vedado e corrigir qualquer vazamento de ar.
• Aplicar cargas de vácuo ciclicamente para comprimir o reforço de fibra.
• Encher o reservatório de resina, mantendo a porta de vácuo ligada.
• Abrir a porta de injeção da resina permitindo que atravesse o tecido de fibra.
• Quando a resina atinge a porta de extração, manter o fluxo por mais alguns minutos, de forma a
garantir a eliminação de possíveis bolhas de ar, que ainda possam existir no interior do molde.

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• Após todo o molde preenchido de resina, fechar a porta de injeção, mas manter a porta de extração
aberta, até que se finalize a cura da resina.
• Após a cura da resina, pode-se desligar o vácuo e desmoldar com os devidos cuidados.
3.1. MATERIAIS USADOS
• Manta de fibra de vidro;
• Película (peel ply)
• Rede verde (Greenflow)
• Saco de vácuo
• Resina epóxida;
• Catalisador;
• Base plana para fabricação do laminado;
• Trincha;
• Acetona;
• Líquido desmoldante;
• Cera desmoldante.
• Cola
3.2. CUIDADOS DE SEGURANÇA NA ELABORAÇÃO DOS LAMINADOS
• Usar luvas. As resinas e solventes podem provocar queimadura de pele e irritações;
• Os locais de trabalho e armazenamento devem ser ventilados. Vários produtos são voláteis e
inflamáveis. A inalação continuada pode levar a doenças como anemia e leucemia;
• Usar máscara. As Fibras libertam micropartículas que ficam em suspensão no ar e causam silicose
nos pulmões.
3.3. PREPARAÇÃO
O processo iniciou-se com a limpeza da chapa de alumínio, utilizada como molde inferior utilizando álcool
e acetona, de seguida o molde foi preparado com três aplicações de desmoldante, com intervalos de 15
minutos entre elas. Essas aplicações foram feitas utilizando papel embebido em desmoldante e cruzando
sempre com a aplicação anterior. A aplicação do desmoldante tem como principal finalidade facilitar a
remoção das peças fabricadas.

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Entre as aplicações da cera cortou-se dez retângulos de manta de fibra de vidro, com as dimensões de 250
por 350mm, também se cortou a película (peel ply) e a rede (greenflow), de forma que as suas dimensões
garantam a cobertura de todo o tecido de fibra.
Em seguida foram colocados e devidamente posicionados os retângulos de fibra, e sobre estes, colocou-se
por ordem, o tecido peel ply, seguido da rede greenflow.
Posteriormente procedeu-se à colocação da fita cola aderente, este procedimento requer muito cuidado, pois
serve como selante entre o saco de vácuo e o molde.
Seguidamente procedeu-se ao fecho do molde com a película de vácuo, o saco de vácuo deve ser cortado
com dimensões 40% superiores á da área a ser selada (em comprimento e em largura). Colocou-se também
o tubo de injeção de resina numa das extremidades e na outra, o de vácuo, tendo o cuidado de garantir uma
correta colagem, da película de vácuo ao molde.
Conectou-se os tubos de extração e injeção às respetivas portas, fechou-se a porta de injeção e procedeu-se
à extração de ar do interior do saco, ligando a bomba de vácuo.
Em silêncio, verificou-se todo o perímetro do molde, para se identificar e selar possíveis entradas de ar.
Para a preparação da resina foi necessário calcular a quantidade, de forma a garantir o preenchimento de
todo o molde. O cálculo foi efetuado em função do peso da fibra de vidro (160g).
160,7*1,5=241,5g quantidade total de resina catalisada na teoria
O professor recomendou 270g de resina catalisada para eventuais perdas nos tubos
270/4=67,61g quantidade de catalisador
270-67,61=202,39g quantidade de resina
Para pesar a quantidade correta de catalisador e resina epóxi, recorreu-se a um recipiente reaproveitado de
uma garrafa de plástico, que foi colocado em cima do prato da balança analítica existente no laboratório
Figuras 4 e 5 e seguidamente procedeu-se à mistura, dos componentes, até esta ficar homogénea.
Ligou-se o sistema de vácuo com a porta de injeção de resina fechada, utilizando alicates de pressão, a
pressão negativa deve manter-se estabilizada em um, Figura 6.
Colocou-se o tubo de aspiração no recipiente da resina e abriu-se a porta de injeção, para o fluxo de resina
se iniciar, Figura 7.
Após a resina ter preenchido todo o molde, processo visível na porta de vácuo, verificou-se se existia alguma
bolha de ar no molde ou lacuna e após esta verificação fechou-se a porta de injeção de resina, mantendo
sempre o vácuo ligado.
De forma a acelerar a cura, o molde manteve-se na mufla a 60º celsius por 12 horas, após cura procedeu-se
à desmoldagem.

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Figura 4: Medição do catalisador
Figura 5: Resina catalisada
Figura 6: Pressão negativa de 1bar
Figura 7:Resina já aspirada

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3.4. CORTE DOS CORPOS DE PROVA
Para se obter os corpos de prova, estes foram traçados com as dimensões pretendidas na placa, Figura 8, e
posteriormente foram cortados, recorrendo a uma serra circular de bancada, existente no laboratório, Figura
9.
4.APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS E CONCLUSÃO
O processo de infusão de resina por vácuo, carateriza-se pela existência de muitos detalhes a considerar. A
principal dificuldade encontrada, foi conseguir a selagem do saco de vácuo ao molde; mas apesar de todos
os contratempos, o objetivo de obter um laminado pelo processo de infusão por vácuo, foi atingido. O
laminado obtido apresentou a qualidade pretendida, de forma a obter os corpos de prova. Não se apresentam
as propriedades mecânicas do laminado, porque não se efetuou ensaios mecânicos a estes. Todo o processo
forçou-nos a aprofundar os conhecimentos obtidos em aula, recorrendo à literatura disponível e referenciada
na bibliografia.
Figura 8: Fibra com as dimensões traçadas para o
corte
Figura 9: Corte das tiras de fibra

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5.- BIBLIOGRAFIA
[1]Azevedo & Campos, 2007; Navarro, 2006; History of Composites, 2015
[2]CURSOS MARINE COMPOSITES. Infusão a vácuo. Disponível em:
<https://cursosmarinecomposites.com/portfolio/infusao-a-vacuo/>.
[3]History of Composites, 2015
[4] Ellyard, D.; (2010) Putting it together - Science and Tecnology of Composite Materials. Disponível
em "http://www.science.org.au"
[5] Jones, Robert M. Mechanics of composites materials. [ed.] Taylor & Francis. 2ª. 1999.
[6] Fridlyander, I. N.; Shevchenko,V. Ya.; Barinov S. M.; (1992) Ceramic composite materials.
[7] Introduction to Composite Materials
[8]LAMINAGEM DE EMBARCAÇÕES PELO MÉTODO DE INFUSÃO disponível em
https://www.ordemengenheiros.pt › fotos ›
[9]CALLISTER, Jr. William D.. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução, 7ed. Rio
de Janeiro: LTC, 2008.