História dos Compósitos

A evolução dos materiais compostos leves

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Quando dois ou mais materiais diferentes são combinados, o resultado é um composto . Os primeiros usos de compósitos datam de 1500 a.C. quando os primeiros egípcios e colonos mesopotâmicos usaram uma mistura de lama e palha para criar edifícios fortes e duráveis. A palha continuou a fornecer reforço para produtos compostos antigos, incluindo cerâmica e barcos.

Mais tarde, em 1200 dC, os mongóis inventaram o primeiro arco composto. Usando uma combinação de madeira, osso e cola animal, os arcos foram prensados ​​e embrulhados com casca de bétula. Esses arcos eram poderosos e precisos. Arcos compostos da Mongólia ajudaram a garantir o domínio militar de Genghis Khan.

Nascimento da Era do Plástico

A era moderna dos compósitos começou quando os cientistas desenvolveram os plásticos. Até então, as resinas naturais derivadas de plantas e animais eram a única fonte de colas e aglutinantes. No início de 1900, plásticos como vinil, poliestireno, fenólico e poliéster foram desenvolvidos. Esses novos materiais sintéticos superaram as resinas simples derivadas da natureza.

No entanto, os plásticos por si só não podem fornecer resistência suficiente para algumas aplicações estruturais. O reforço foi necessário para fornecer força e rigidez adicionais.

Em 1935, a Owens Corning introduziu a primeira fibra de vidro, a fibra de vidro. Fibra de vidro , quando combinado com um polímero plástico criou uma estrutura incrivelmente forte que também é leve. Este é o início da indústria de Polímeros Reforçados com Fibra (FRP).

Segunda Guerra Mundial – Impulsionando a inovação inicial de compósitos

Muitos dos maiores avanços em compósitos foram resultado de necessidades de guerra. Assim como os mongóis desenvolveram o arco composto, a Segunda Guerra Mundial trouxe a indústria de FRP do laboratório para a produção real.

Materiais alternativos eram necessários para aplicações leves em aeronaves militares. Os engenheiros logo perceberam outros benefícios dos compósitos além de serem leves e fortes. Descobriu-se, por exemplo, que os compósitos de fibra de vidro eram transparentes às frequências de rádio, e o material logo foi adaptado para uso em abrigar equipamentos de radar eletrônico (Radomes).

Adaptando Compósitos: Era Espacial para Todos os Dias

No final da Segunda Guerra Mundial, uma pequena indústria de compósitos de nicho estava em pleno andamento. Com a menor demanda por produtos militares, os poucos inovadores de compósitos estavam agora ambiciosamente tentando introduzir compósitos em outros mercados. Os barcos eram um produto óbvio que se beneficiava. O primeiro casco de barco comercial composto foi introduzido em 1946.

Nesta época Brandt Goldsworthy muitas vezes referido como o avô de compósitos, desenvolveu muitos novos processos de fabricação e produtos, incluindo a primeira prancha de fibra de vidro, que revolucionou o esporte.

Goldsworthy também inventou um processo de fabricação conhecido como pultrusão, um processo que permite produtos reforçados com fibra de vidro e confiáveis. Hoje, os produtos fabricados a partir desse processo incluem trilhos de escada, cabos de ferramentas, tubos, hastes de flechas, armaduras, pisos de trens e dispositivos médicos.

Avanço Contínuo em Compósitos

Na década de 1970 o compostos indústria começou a amadurecer. Melhores resinas plásticas e fibras de reforço aprimoradas foram desenvolvidas. A DuPont desenvolveu um fibra de aramida conhecido como Kevlar, que se tornou o produto de escolha em armaduras corporais devido à sua alta resistência à tração, alta densidade e leveza. A fibra de carbono também foi desenvolvida nessa época; cada vez mais, substituiu peças anteriormente feitas de aço.

A indústria de compósitos ainda está evoluindo, com grande parte do crescimento agora focado em energia renovável. As pás de turbinas eólicas, especialmente, estão constantemente ultrapassando os limites de tamanho e exigem materiais compostos avançados.

Ansioso

A pesquisa de materiais compostos continua. As áreas de particular interesse são os nanomateriais — materiais com estruturas moleculares extremamente pequenas — e os polímeros de base biológica.