Novas tecnologias para soldar compósitos e metais reduzem peso e custos nas indústrias aeronáutica e aeroespacial

A utilização de soldadura, ao invés da fixação mecânica usada para produzir a maioria dos componentes estruturais primários numa fuselagem, permite reduzir até 30% nos custos e 10% no peso, considerando uma estrutura de fuselagem típica de um avião.

Além disso, quando se trata de unir diferentes tipos materiais, como polímeros, compósitos e metais, a soldadura pode ser a tecnologia chave para garantir elevada qualidade, integridade, segurança e longevidade. É neste contexto que o INEGI tem vindo a investir no desenvolvimento de novas ferramentas e métodos, baseados em duas das mais relevantes tecnologias de soldadura: soldadura por fricção linear (em inglês, FSW - Friction Stir Welding) e soldadura laser (em inglês, LBW - Laser Beam Welding).

Pedro Moreira, investigador responsável pelo projeto no INEGI, e co‑investigador responsável do projeto, explica que foi desenvolvida "uma ferramenta para soldadura de alumínio e compósito através de uma técnica baseada em FSW, bem como o respetivo método de ligação(FSSR - Friction Stir Spot Riveting), que combina rebitagem e soldadura por pontos de fricção para polímeros e materiais compósitos”.

Para além de técnicas baseadas em FSW, foi também investigado o uso de equipamento laser para fabrico aditivo metálico por deposição direta de energia (em inglês, DED – Direct Energy Deposition), para ligação de materiais metálicos altamente dissimilares, nomeadamente alumínio e titânio, com adição de pó metálico.



Atualmente, estas tecnologias, com potenciais aplicações nos setores aerospacial, aeronáutico e automóvel, encontram-se em fase de testes, para caracterização das ligações e materiais resultantes da metodologia, e validação da integridade estrutural das estruturas possibilitadas pelas tecnologias de ligação desenvolvidas. Posteriormente, seguir-se-á a fase de industrialização, para a qual a equipa procura um parceiro industrial.

Este trabalho teve o apoio da empresa Quantal, onde foi possível demonstrar a importância das sinergias entre a indústria e as entidades de interface tecnológico, na transferência de conhecimento e inovação, e neste caso em particular nos processos laser.

O projeto DisFri "Friction Stir and Laser Beam Welding processs used in advanced join of dissimilar materials” é liderado pelo IDMEC - Instituto de Engenharia Mecânica, e é cofinanciado pela União Europeia através do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, enquadrado no COMPETE 2020, e pela FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia.