RECICLAGEM EM DESTAQUE – REVISTA JEC
Painel termoplástico reciclável para interiores de cabines
7 minutos
• THOMAS POUMADÈRE, Engenheiro Sênior do Grupo, Aerospace Diab Group
A Diab desenvolveu um painel termoplástico (TP) 100% reciclável para interiores de cabines, a fim de atender aos desafios do mercado aeroespacial. O painel termoplástico oferece 10% de economia de peso em comparação com os painéis típicos de favo de mel e pré-impregnados fenólicos.
mas também 20% menos custos de produção e pelo menos 70% de redução no tempo do ciclo de fabricação. Além disso, é totalmente reciclável e está em conformidade com o REACH.
A Diab é líder mundial em soluções de compósitos sanduíche, fornecendo a mais ampla gama de materiais de núcleo, kits e acabamentos, além de profundo conhecimento em compósitos. Suas soluções beneficiam clientes em diversos mercados, incluindo
marinha, energia eólica, transporte, aeroespacial e indústria.
Há décadas, a empresa atende o setor aeroespacial com soluções para aplicações como fuselagem de jatos executivos, radomos, assentos de classe executiva, carrinhos, revestimento interno, etc. A Diab está comprometida em tornar os produtos de seus clientes mais sustentáveis. Foi a
primeira empresa de compósitos a fazer parte da comunidade Science Based Target e toma medidas concretas todos os dias para reduzir as emissões de CO.
Embora seu negócio consista em fornecer soluções de núcleo de espuma, a empresa desenvolveu um painel termoplástico reciclável para contribuir ativamente para a mudança sustentável no mercado aeroespacial e beneficiar a economia circular.
A espuma Diab está no centro desta solução, que atende aos desafios que a indústria aeroespacial enfrenta: reciclabilidade, regulamentação REACH, menores emissões e maiores taxas de produção.
Este painel de nova geração oferece uma solução sustentável para interiores de cabines, onde painéis que combinam resina fenólica, revestimentos de fibra de vidro e um núcleo alveolar são utilizados há décadas. O painel termoplástico já está em conformidade com a cabine desde
Ele atende a todos os requisitos do FST, oferecendo uma adesão muito melhor da pele ao núcleo e usando películas termoplásticas mais fortes do que os pré-impregnados fenólicos equivalentes.
O painel também apresenta outras vantagens em relação aos painéis fenólicos, como reciclabilidade, conformidade com o REACH (a resina fenólica contém componentes cancerígenos/mutagênicos), economia de peso, menor custo de produção e um ciclo de fabricação significativamente mais curto.
O painel termoplástico pode ser usado do chão ao chão em interiores de cabines onde painéis sanduíche são necessários: painéis de parede lateral e teto, compartimentos superiores, cozinhas, etc.
O painel termoplástico
Revestimentos termoplásticos oferecem muitas vantagens para aplicações em interiores de cabines, como excelentes propriedades FST, ausência de problemas de REACH e ausência de porosidade gerada durante a montagem. Isso elimina as horas geralmente gastas lixando a superfície de revestimentos típicos.
Painéis internos fenólicos antes da aplicação do acabamento. As peles termoplásticas utilizadas neste desenvolvimento foram feitas de uma matriz de policarbonato (PC) ou polieterimida (PEI). Combinadas com os mesmos tecidos de fibra de vidro típicos do interior da cabine, as peles de TP são 7 a 10% mais leves do que as alternativas de resina fenólica.
Essas películas, utilizadas com um núcleo de espuma Diab Divinycell F (PES), são uma combinação perfeita, já que as células fechadas dessa espuma PES eliminam a necessidade de preenchimento nas bordas para proteger o painel contra a absorção de umidade. O painel também se beneficia da maior resistência da espuma.
propriedades de isolamento térmico e acústico em comparação ao favo de mel.
A etapa de montagem da pele ao núcleo é significativamente mais rápida do que com as películas fenólicas, pois não há necessidade de cura. As películas são soldadas diretamente ao núcleo, sem o uso de película adesiva.
A maioria dos processos de fabricação pode ser utilizada para montar o painel, mas a moldagem por prensagem é a melhor solução, pois proporciona a maior economia de tempo de ciclo e permite formas mais complexas. Também é adequada para a produção de painéis de espessura variável, já que a espuma Divinycell F é particularmente adequada para núcleos de britagem.
processo de fabricação utilizando uma prensa de moldagem.
Todos os materiais selecionados para este desenvolvimento já estavam em uso no setor aeroespacial e qualificados por OEMs, tornando este painel uma solução concreta de curto prazo para interiores de cabines.
Um painel compatível com a cabine
O painel de referência usado no desenvolvimento foi feito de núcleo de espuma Divinycell F50 (densidade de 50 kg/m²) e duas camadas de tecido de fibra de vidro 7581 (peso seco de 300 g/m²) combinadas com uma matriz de policarbonato para cada pele.
Este painel termoplástico já está em conformidade com as normas de cabine. Ele atende confortavelmente a todos os requisitos de resistência ao fogo no interior da cabine: inflamabilidade (queima vertical de 60 s), densidade da fumaça, toxicidade da fumaça e liberação de calor (comumente considerado o teste de resistência ao fogo mais crítico para o interior da cabine).
Todos os testes de incêndio foram realizados no laboratório de testes Rescoll (aprovado pela Airbus e Boeing). A HRRmax típica em 5 min para um painel revestido de PC bruto é de 52 kW/m² (muito abaixo do requisito de 65 kW/m²), enquanto a THR2min é inferior a 20 kW.min/m² (para requisitos de 65 kW.min/m²).
A versão revestida de PEI do painel TP resultou em 38 kW/m² HRRmax e THR2min ainda menor, confirmando o desempenho superior ao fogo da matriz PEI.
A adesão da pele ao núcleo do painel (resistência à descamação conforme EN 2243-3) é 30-80% superior (de acordo com os parâmetros de fabricação utilizados para o painel TP) à adesão típica de pré-impregnados fenólicos em um núcleo alveolar. Além disso, a resistência mecânica
as propriedades das películas TP são 10-20% maiores em média do que as dos pré-impregnados fenólicos usando tecidos semelhantes.
Fig. 1: Painéis termoplásticos decorados em formato 3D, fabricados em um processo de etapa única
Um processo de fabricação de etapa única
Um dos benefícios mais impressionantes desta solução reside na capacidade de fabricar painéis termoplásticos decorados em formato 3D em um único processo. Durante o mesmo processo de moldagem por prensagem, é possível termoformar o núcleo de espuma.
e as peles de TP e soldar as peles ao núcleo e o laminado decorativo às peles. Isso foi demonstrado pelos diversos demonstradores no estande da Diab na JEC World 2022 (Figura 1), produzido em colaboração com a AviaComp.
Este processo exclusivo resulta em custos de produção muito mais baixos, eliminando muitas operações manuais: laminação (moldagem por prensagem), preparação da superfície (sem porosidade) e aplicação de decoração (processo de uma etapa). O ciclo de fabricação pode ser reduzido em um
mínimo de 70% e até 95% com o tempo de ciclo mais otimizado (durando apenas alguns minutos quando o dispositivo de aquecimento por indução da RRooccttooooll foi usado).
Os painéis decorados ainda são compatíveis com FST (HRRmax = 55 kW/m² durante o teste de liberação de calor para um painel decorado de 12.7 mm), usando o filme decorativo termoplástico Intura 8900 da AkzoNobel, que também é mais fácil de deformar do que o típico
filmes decorativos concorrentes.
Um painel totalmente reciclável que permite uma economia circular
O novo painel termoplástico oferece uma solução para o mercado aeroespacial, permitindo a reciclagem de peças internas ao fim da vida útil da cabine. A sustentabilidade do painel começa com o material central com zero desperdício – a espuma Divinycell F contém Diab reutilizado.
Resíduos de produção. Uma abordagem semelhante é possível com as películas termoplásticas. A Diab também demonstrou a reciclabilidade de todo o painel de TP, permitindo uma economia completamente circular. Estabelecida em colaboração com a Rescoll, a reciclagem de painéis
O cenário começou com a moagem mecânica de todo o painel, resultando em uma mistura moída (Figura 2) feita de partículas de espuma (PES), matriz de pele de TP (PC) e fibras (49% em peso).
A mistura foi então extrudada para produzir pellets (Figura 3), que foram moldados por injeção automática com sucesso em um molde fechado (Figura 4).
Isso confirmou a promissora capacidade deste painel termoplástico de ser reciclado ao final de sua vida útil no interior da cabine.
Fig.2: Painéis interiores termoplásticos sem mistura de solo
Fig.3: Extrusão da mistura moída (esquerda) e dos pellets resultantes (direita)
Fig. 4: Peças de PES/PC em formato de osso de cachorro de 2 mm de espessura/placa de 4 mm de espessura reforçadas com fibras de vidro descontínuas (49%) e seus moldes de injeção
Transferência para produção em série
Com esse desenvolvimento, o objetivo da Diab era oferecer uma solução inovadora que beneficiasse a economia circular.
O painel termoplástico reciclável para interiores de cabine já está em conformidade com as normas da indústria aeroespacial. Todos os materiais já são utilizados na indústria aeroespacial e qualificados por fabricantes de equipamentos originais (OEMs). Portanto, é uma solução concreta de curto prazo para os desafios que a indústria aeroespacial enfrenta. Este painel também
Oferece 10% de economia de peso, 20% de redução nos custos de produção, redução mínima de 70% no tempo do ciclo de fabricação, é 100% reciclável e está em conformidade com o REACH. Além disso, a espuma Divinycell F melhora o isolamento térmico e acústico.
propriedades de todo o painel em comparação com o núcleo de favo de mel. O painel pode ser fabricado como uma forma 3D já decorada em um processo de etapa única. Devido a todas essas características únicas, o painel ganhou o Prêmio de Inovação JEC e o Prêmio Crystal.
Prêmio Cabine na Aircraft Interiors Expo (AIX) em 2022. O próximo passo (atualmente em andamento) é dar suporte a parceiros industriais na transferência da tecnologia para a produção em série.
Outro aspecto será a duplicação do desenvolvimento utilizando fibras naturais, em vez de fibras de vidro, e polímeros recicláveis de base biológica. Para estar pronto para essa etapa, as soluções técnicas precisam primeiro amadurecer e se tornar viáveis para produção em série.
Por fim, um painel termoplástico reciclável semelhante ao painel interno da cabine está atualmente em desenvolvimento para aplicações estruturais secundárias em aplicações aeroespaciais e não aeroespaciais.
