Análise térmica nas indústrias automóvel e aeroespacial
Inovações para a mobilidade e a aviação
Nas indústrias automóvel e aeronáutica, a segurança, a eficiência energética e a fiabilidade dos materiais estão no centro das atenções.
Todos os componentes – desde peças de motores a carenagens de aviões – têm de funcionar de forma fiável em condições extremas.
A análise térmica fornece informações cruciais neste domínio: Permite a avaliação da condutividade térmica, da estabilidade térmica e do comportamento de expansão e é, por isso, uma ferramenta fundamental para a investigação, desenvolvimento e garantia de qualidade.
Materiais em condições extremas
Os componentes de veículos e aeronaves estão expostos a altas temperaturas, diferenças de pressão e tensões mecânicas.
Para satisfazer estes requisitos, os engenheiros devem ter um conhecimento exato do comportamento dos metais, polímeros, cerâmicas e materiais compósitos.
Desafios típicos:
Estabilidade térmica: Como é que um material se altera com as mudanças de temperatura?
Condutividade térmica: Com que eficiência o calor é dissipado dentro de um componente?
Comportamento de sinterização e cura: Como funcionam os processos de produção de cerâmicas, compósitos ou adesivos?
Processos de envelhecimento: Como é que os ciclos de temperatura afectam a vida útil e o desempenho?
As modernas técnicas de medição termoanalítica do LINSEIS permitem responder, entre outras, às seguintes questões
- A que temperatura é que um para-choques se deforma?
- Qual é o material menos suscetível de se deformar com o impacto?
- Porque é que ocorre uma fratura por fragilização numa peça moldada?
- Se o ciclo de cura de uma resina reforçada com fibra de carbono pode ser encurtado?
- O material da turbina é suficientemente condutor de calor para garantir um bom arrefecimento?
- Que material pode suportar as elevadas cargas térmicas na indústria aeroespacial?
Resumo dos métodos de análise térmica
Com os modernos sistemas de medição Linseis, todos os parâmetros relevantes ao longo do ciclo de vida do produto podem ser determinados:
Dilatômetro (DIL): Mede a expansão térmica e ajuda a evitar tensões e deformações nos materiais.
Analisador de flash laser (LFA): Determina com precisão a condutividade térmica de metais, compósitos ou cerâmicas.
Difusividade Térmica e Capacitância: Permite a avaliação da gestão térmica em componentes electrónicos e estruturais.
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC): Analisa a fusão e as transições vítreas – crucial para polímeros, resinas e adesivos.
Termogravimetria (TGA): Analisa a decomposição, a oxidação e o teor de humidade.
Exemplos práticos da indústria
Condutividade térmica em veículos electrificados
A gestão térmica desempenha um papel central na electromobilidade. As baterias, a eletrónica de potência e as estruturas de arrefecimento têm de ser harmonizadas de forma ideal.
O Transient Hot Bridge (THB) pode ser utilizado para medir com precisão a condutividade térmica de materiais isolantes e condutores de calor.
Os resultados permitem uma dissipação eficiente do calor e prolongam a vida útil dos componentes electrónicos.
Processo de cura de materiais compósitos na aviação
O controlo preciso do processo de cura é crucial para os componentes compósitos de fibra – tais como fuselagens ou asas de aeronaves.
A calorimetria diferencial de varrimento (DSC ) é utilizada para analisar e otimizar as reacções de cura.
Isto reduz os tempos de produção, minimiza os defeitos do material e melhora a estabilidade mecânica.
Ensaios de materiais e garantia de qualidade
Os métodos de análise térmica da Linseis fornecem apoio:
a caraterização de novos materiais,
a otimização dos processos de produção,
a simulação de condições reais de funcionamento e
o controlo a longo prazo dos componentes.
Isto torna o comportamento do material e os parâmetros do processo transparentes – um pré-requisito crucial para a segurança, fiabilidade e eficiência dos conceitos modernos de mobilidade.
Perspectivas futuras
A eletrificação progressiva, os conceitos de construção leve e o fabrico sustentável estão a aumentar a necessidade de uma análise precisa dos materiais.
A Linseis oferece soluções que ajudam os engenheiros a desenvolver materiais inovadores mais rapidamente e a prever de forma fiável o seu comportamento.
Quer seja na indústria automóvel, na aviação ou na indústria aeroespacial – a análise térmica fornece dados cruciais para tornar as tecnologias do futuro mais seguras, mais eficientes e mais duradouras.
