DIGITALIZAÇÃO 37 produzida por moldação por injeção, sendo uma importante ferramenta para o desenvolvimento de modelos de projeto, definição da janela de condições adequada do processo e, futuramente, como ferramenta auxiliar para a adequabilidade, em tempo real, do processo de injeção, no contexto de aplicação da metodologia de Digital Twin. CASE STUDY 2 - Digitalização para a monitorização MAITManufacturing, Assembly, Integration and Test – Aplicação em materiais Compósitos Os materiais compósitos são amplamente utilizados em componentes ou estruturas de alto desempenho termomecânico, sendo comum a sua aplicação em componentes ou estruturas críticas. Assim, é de elevada importância monitorizar minuciosamente a vida útil operacional destas estruturas enquanto em serviço, além de manter um rigoroso controlo sobre as suas condições de processamento. Este acompanhamento detalhado é essencial para garantir a integridade estrutural e o desempenho otimizado ao longo do tempo. Ao registar e analisar cuidadosamente as variáveis críticas associadas às operações em curso, é possível identificar padrões, antecipar desgastes e implementar medidas corretivas proativas. A versatilidade dos materiais compósitos e das suas técnicas produtivas aumentam a potencialidade de aplicação de diferentes metodologias de sensorização, permitindo contextos de aplicação não replicáveis a outros materiais e/ou processos produtivos. A incorporação de sistemas de sensorização durante o processo produtivo representa uma abordagem inovadora que viabiliza a produção de componentes intrinsecamente compostos com sensores integrados na sua estrutura com capacidade de monitorizar uma ampla gama de variáveis físicas relevantes ao desempenho e qualidade do produto. Desta forma, é possível obter informações e monitorizar, em tempo real e contínua, o componente durante as fases de Produção, Montagem, Integração e Teste (MAIT – Manufacture, Assembly, Integration and Testing). Esta nova abordagem de monitorização contínua de componentes e processos é altamente disruptiva, sendo os materiais compósitos um campo amplo de aplicação deste conceito de monitorização integral. O PIEP tem vindo a aplicar técnicas de sensorização ótica, com especial enfoque na inserção de rede de sensores FBG’s em laminados compósitos. Esta metodologia, como anteriormente referido, permite a monitorização das diferentes fases do ciclo de vida do produto: desde a manufatura até à monitorização do uso, considerando, para o efeito, a mesma rede de sensores. Na Figura 4b) é possível visualizar a configuração de fibra ótica embebida em laminado compósito que permitiu monitorizar a frente de resina (ver Figura 5), resultante do processo de infusão de resina termoendurecível assistida a vácuo (VARI). Posteriormente, após cura da peça, e utilizando a mesma rede de sensores, é avaliada a energia de impacto através da monitorização dos transientes de deformação, tal como apresentado na Figura 6. Os componentes críticos emergem como uma área com elevado potencial para a aplicação de técnicas de digitalização avançada. A digitalização destes componentes permite uma análise precisa e abrangente da sua geometria, estrutura e desempenho funcional. Neste domínio, o PIEP tem aplicado sensorização ótica em COPV’s para o armazenamento de hidrogénio gasoso (6). Neste caso de aplicação, Tabela 1 - Distância mediadas na digitalização, no CAD original e na simulação. Figura 3 - Colour mapping de uma versão inicial do produto. MEASUREMENTS (MM) DISTANCE 1 DISTANCE 2 DISTANCE 3 DISTANCE 4 CAD 179.98 180.01 180.07 179.99 Process simulation 177.71 174.82 172.97 175.26 CAD and process simulation difference -2.27 -5.20 -7.10 -4.74 Scanned part 179.72 176.89 177.42 179.27 CAD and scanned part difference -0.26 -3.12 -2.59 -0.73 Figura 4: Em a) processo de Infusão de resina assistida a vácuo e indicação do posicionamento dos sensores FBG (14), b) esquema da disposição da rede de sensores FBG. A B
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