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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2009

Simulação e Otimização do Processo de Pultrusão

Autor: Lizandro de Sousa Santos
Orientadores: Verônica Maria de Araújo Calado, Evaristo Chalbaud Biscaia Júnior.

Resumo

A pultrusão consiste em um processo contínuo automatizado para produção de compósitos poliméricos com seção transversal constante. Nesse processo uma mistura de fibra/resina é continuamente puxada à velocidade constante através de um molde metálico aquecido. O molde geralmente é aquecido por resistências elétricas acopladas em sua superfície para aquecer o material de modo a ativar a reação de polimerização (cura).

Os principais objetivos do processo de pultrusão são obter materiais com elevada resistência mecânica, ausência de falhas e fissuras, cura uniforme, e com baixo custo de energia. Uma das maneiras de reduzir o custo energético do processo é dispor de um arranjo de aquecedores que possibilite aquecer o material de forma a minimizar o desperdício de energia ou aquecimento incorreto do molde.

Em vista disso, o objetivo deste trabalho é propor uma ferramenta computacional capaz de simular e otimizar o processo de pultrusão. O programa desenvolvido envolve um software comercial de fluidodinâmica computacional para simular o processo, acoplada a um algoritmo de enxame de partículas para a otimização do mesmo.

A metodologia proposta consiste em aplicar essa ferramenta a um caso já estudado na literatura e também propor modificações na configuração térmica do processo com objetivo de reduzir o consumo de energia. Os resultados obtidos indicam que a ferramenta de otimização pode ser bastante útil para projetar uma configuração de aquecimento mais econômica.