BR112017004287B1 - material compósito autolubrificante, e seu método de fabricação - Google Patents

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Abstract

É descrito um material de compósito autolubrificante. O material de compósito autolubrificante pode incluir segmentos de fibra polímera descontínua dispersos na matriz tecida de fibra termoplástica semicontínua. A matriz tecida pode ser embutida na resina termocurável. São também descritos métodos de fabricação do material de compósito autolubrificante.

Description

ANTECEDENTES
[001] Rolamentos de compósito envolvidos com fibra típicos contêm um teor relativamente elevado de fibras de PTFE contínuas como autolubrificantes. Estes rolamentos de compósito podem ser usados para fornecer baixas taxas de desgaste juntamente com baixos níveis de fricção em uma variedade de aplicações industriais de carga elevada e agressividade.
[002] Composições de rolamento incluindo fibras de PTFE em uma matriz de poliéster/epóxi foram anteriormente descritas. A US 4,867,889 descreve a adição de partículas de carbono em uma matriz de epóxi tendo fibras de PTFE contínuas e fibras de poliéster nela embutidas para realçar o desempenho de desgaste e fricção em carga elevada, e oscilação de ângulo grande. A EP 1 616 107 B1 descreve a adição de particulados de PTFE a uma matriz de epóxi com fibras de PTFE contínuas e fibras de poliéster nela embutidas para realçar o desempenho em um modo de oscilação de maior frequência, oscilação de ângulo menor do que na US 4,867,889. O US 2008/0160853 descreve uma composição de rolamento usando fibras de poliéster em lugar de fibras de PTFE contínuas, porém inclui partículas de PTFE trabalhadas em fibras de poliéster. Como melhor entendido a partir do Pedido ‘853, as partículas de PTFE têm uma relação de aspecto em torno de 1.
[003] Em algumas aplicações, rolamentos de compósito requerem tolerância dimensional mais apertada do que é possível ou prático com rolamentos e compósito em seu estado quando enrolados. Tipicamente, operações secundárias, tais como usinagem, são requeridas a fim de produzir rolamentos de compósito atendendo aos requisitos de dimensão apertada. Infelizmente, a usinabilidade de rolamentos de compósito tendo um alto teor de fibras de PTFE contínuas (tal como na US 4,867,889 e Patente Europeia No. 1616107 descrita acima) é tipicamente pobre. A usinagem de rolamentos de compósito tendo um alto teor de fibra de PTFE contínua tende a resultar na quebra de fibras de PTFE na superfície usinada, que consequentemente deixa indesejável "fuzz" sobre a superfície usinada e vazios prejudiciais na su-perfície previamente ocupada por fibras de PTFE. O "fuzz" da superfície e os vazios resultantes podem ser indesejáveis por que a aspereza da superfície resultante pode ser maior do que toda a faixa de tolerância dimensional desejada.
[004] Consequentemente, existe uma necessidade de um material compósito autolubrificante usinável para uso em rolamentos de compósito que têm baixas taxas de desgaste e baixa fricção em uma ampla faixa de condições de aplicação.
SUMÁRIO
[005] Este sumário é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada que são também descritos abaixo na Descrição Detalhada. Este sumário, e o Antecedente anterior, não são destinados a identificar aspectos chave ou aspectos essenciais da matéria objeto reivindicada. Além disso, este Sumário não se destina ao uso como um auxiliar na determinação do escopo da matéria objeto reivindicada.
[006] Um material compósito autolubrificante é descrito aqui que, em muitas modalidades, pode ser usado em rolamentos de compósito autolubrificantes usináveis que são adequados para uso em aplicações onde uma combinação de oscilação de ângulo grande e oscilação de baixo ângulo conferem múltiplos requisitos de resistência ao desgaste. O material compósito autolubrificante geralmente inclui segmentos de fibra polimérica descontínua, fibra termoplástica semi- contínua, e resina termocurável.
[007] Em algumas modalidades, os segmentos de fibra poliméri- ca descontínua são dispersos em toda a matriz trançada de fibras termoplásticas semicontínuas, e os segmentos de fibra termoplástica semicontínua e fibra polimérica descontínua são embutidos na resina termocurável. Os segmentos e fibra polimérica descontínua podem incluir segmentos de fibra de PTFE. A fibra termoplástica semicontínua pode incluir poliéster. A resina termocurável pode ser uma resina epó- xi.
[008] A resina termocurável usada no material compósito descrito aqui também pode incluir um ou mais autolubrificantes adicionais. Os autolubrificantes adicionais podem incluir de 1 a 10 % em peso de par- ticulados de nitreto de boro (BN), de 5 a 15 % em peso de politetrafluo- roetileno (PTFE), e de 5 a 20 % em peso de particulados de grafite (% em peso com base no peso total de resina termocurável e autolubrifi- cantes).
[009] Rolamentos de compósito e buchas podem ser feitos do material compósito incluso aqui, usando técnicas de enrolamento de filamento conhecidas.
[0010] Estes e outros aspectos da presente invenção serão evidentesapós consideração da Descrição Detalhada inclusa aqui. Deve ser entendido, entretanto, que o escopo da invenção deve ser determinado pelas reivindicações como emitido e não se determinada matéria objeto trata quaisquer ou todos os problemas mencionados em Antecedente, ou inclui quaisquer características ou aspectos citados neste.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] A Figura 1 é um é um fluxograma ilustrando um método de fabricação de um material compósito autolubrificante de acordo com várias modalidades descritas aqui.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0012] A tecnologia da presente aplicação é descrita mais totalmente abaixo, com referência às modalidades exemplares. Estas modalidadessão descritas em detalhes suficientes para possibilitar aqueles versados na técnica praticar a tecnologia. Entretanto, a tecnologia pode ser implementada de muitas diferentes formas e não deve ser construída como sendo limitada às modalidades exemplares mencionadas aqui. A seguinte descrição detalhada, portanto, não deve ser adotada em um sentido limitante.
[0013] O termo "contínuo"como usado aqui (e/ou em técnica anterior relevante) indica uma fibra que foi produzida como uma estrutura única com relação de aspecto quase infinita.
[0014] O termo "semicontínuo"como usado aqui se aplica a fibras discretas com uma relação de aspecto específica, que são centrifugadas ou de outro modo combinadas para fornecer a aparência e função de uma fibra contínua.
[0015] Segmentos de fibra "descontínua", como usados aqui, são considerados ser formas alongadas de matéria, porém ainda com uma relação de aspecto discreta e mensurável (por exemplo, na faixa de 10 a 35).
[0016] O termo "particulado" como usado aqui (e/ou em técnica anterior relevante) se refere à matéria isolada, discreta dentro da matriz global, geralmente equiaxada em dimensão, ou possivelmente com uma baixa relação de aspecto (por exemplo, na faixa de 1).
[0017] Em algumas modalidades, o material compósito autolubrifi- cante geralmente inclui segmentos de fibra polimérica descontínua, fibras termoplásticas semicontínuas, e resina termocurável. A fibra termoplástica semicontínua é trançada em uma forma de matriz, e os segmentos de fibra polimérica descontínua são dispersos em toda a matriz trançada de fibras termoplásticas semicontínuas. A matriz de fibras termoplásticas semicontínuas trançadas e segmentos de fibra polimérica descontínua são embutidos em uma resina termocurável.
[0018] Em algumas modalidades, a estrutura fibrosa de compósito total pode incluir de 30 a 70 % em peso de segmentos de fibra polimé- rica lubrificante descontínua, de 20 a 40% de fibra termoplástica semi- contínua, e 30 a 70% em peso de resina termocurável. Falando de modo geral, os segmentos de fibra polimérica descontínua são uniformemente dispersos em toda a fibra termoplástica semicontínua centrifugada, e as cargas de particulado lubrificantes são uniformemente distribuídas na resina termocurável.
[0019] Os segmentos de fibra polimérica descontínua incluídos no material compósito podem ser feitos de qualquer fibra polimérica adequada para fornecer lubrificação para os materiais de compósito usados em rolamentos. Em algumas modalidades, a fibra polimérica é fibra de PTFE. Outra fibra polimérica adequada inclui poliéster. Os segmentos de fibra polimérica descontínua servem como um lubrificante no material compósito.
[0020] Como mencionado acima, a fibra polimérica está presente no material compósito na forma de segmentos de fibra descontínua. Cada segmento de fibra polimérica pode ter um comprimento na faixa de 0,5 a 3,0 mm (por exemplo, 0,5 a 2,0 mm), uma largura na faixa de 50 a 120 μm (por exemplo, 60 a 100 μm), e uma espessura na faixa de 10 a 30 μm (16 a 25 μm).
[0021] Em algumas modalidades, os segmentos de fibra poliméri- ca usados no material compósito têm uma relação de aspecto (relação de comprimento para largura) de 10 para 40. Os segmentos de fibra que têm uma relação de aspecto dentro desta faixa são desejáveis, por que eles permitem os segmentos de fibra descontínua ser ligados mecanicamente no compósito para retenção como uma camada resistente ao desgaste, embora também não sendo propensos à quebra sofrida, por exemplo, por fibras contínuas, durante a usinagem. Reten- ção mecânica dos segmentos de fibra descontínua é importante, visto que, falando de modo geral, o material das fibras poliméricas usadas para lubrificação no rolamento de compósito não é capaz de formar fortes ligações químicas com a resina termocurável.
[0022] A fibra termoplástica incluída no material compósito pode ser qualquer fibra termoplástica adequada para uso em rolamentos de compósito. Em algumas modalidades, a fibra termoplástica é o poliés- ter. Outros materiais termoplásticos adequados incluem, porém não estão limitados a aramida, poliamida, ou outras fibras poliméricas resistentes ao desgaste.
[0023] Como mencionado acima, a fibra termoplástica do material compósito é fibra termoplástica semicontínua. Como usado aqui, o termo fibra semicontínua significa uma pluralidade de pedaços de fibra discretos centrifugados junto para fornecer a aparência e desempenho de uma estrutura contínua.
[0024] A resina termocurável usada no material compósito pode ser qualquer resina termocurável adequada para uso em um rolamento de compósito. Resinas termocuráveis úteis podem incluir aquelas que têm alta resistência e baixo encolhimento durante a cura. Em algumas modalidades, a resina termocurável é uma resina epóxi, uma resina poliéster, uma resina viniléster, ou uma resina fenólica, com a preferida resina termocurável sendo a resina epóxi. Exemplos de resinas epóxi comercialmentedisponíveis adequadas para uso no material compósito incluem a linha EPON de resinas fabricadas por Momentive Materials e 332 Liquid Epoxy fabricada por Dow Chemical. Em algumas modalidades, a resina epóxi pode compreender uma resina poliéter formada originalmente pela polimerização de bisfenol A e epicloroidrina.
[0025] Em algumas modalidades, as resinas termocuráveis usadas no material de rolamento de compósito podem ser curadas em temperaturas maiores do que 165oC (325°F), e tipicamente dentro da faixa de 190 a 200oC (370 a 390°F).
[0026] Em algumas modalidades, a resina termocurável e fibra termoplástica semicontínua são selecionadas para garantir que a fibra termoplástica semicontínua e a resina termocurável formem ligações adesivas entre si. A ligação adesiva entre a resina termocurável e a fibra termoplástica semicontínua fornece o necessário suporte mecânico para os segmentos de fibra polimérica descontínua ser mantidos dentro do rolamento de compósito.
[0027] A matriz centrifugada de fibra termoplástica semicontínua tem segmentos de fibra polimérica descontínua dispersos em toda ela, permitindo os segmentos de fibra polimérica descontínua ser mantidos no lugar, a despeito de uma incapacidade dos segmentos de fibra po- limérica descontínua se ligarem quimicamente com qualquer estrutura de suporte ou ligação, tal como a resina termocurável
[0028] A resina termocurável pode incluir um ou mais autolubrifi- cantes adicionais. A modificação composicional do material compósito por meio de outra adição de particulados lubrificantes (tais como grafite, nitreto de boro de adicional PTFE) auxilia no provimento de lubrificação em uma ampla faixa de condições, tal como uma combinação de oscilação de carga elevada, de ângulo grande, com maior frequência,ângulo baixo ou oscilação de pequena amplitude. A ampla faixa de aditivos lubrificantes estabiliza a formação de uma película lubrificante (película de transferência aka) sob uma ampla faixa de condições de deslizamento ou oscilação.
[0029] Quaisquer autolubrificantes adequados para uso em rolamentos de compósito e que fornecem características de baixa fricção para os produtos fabricados do material compósito podem ser usados. Em algumas modalidades, os autolubrificantes usados na resina ter- mocurável incluem particulados de nitreto de boro (BN), particulados de politetrafluoroetileno (PTFE), e particulados de grafite. Os particula- dos, como usados aqui, referem-se a material tendo relação de aspecto em torno de 1.
[0030] Em algumas modalidades, a resina termocurável inclui de 1 a 10 % em peso de particulados de nitreto de boro (% em peso com base no peso total de resina termocurável e autolubrificantes). O tamanho dos particulados de BN usados na resina termocurável pode ser na faixa de 1 a 37 μm, com um tamanho médio de 9 μm. Um exemplo de um particulado de BN comercialmente disponível que pode ser usado nas modalidades descritas aqui é o Momentive NX9, fabricado por Momentive Performance Materials, Inc.
[0031] Em algumas modalidades, a resina termocurável inclui de 5 a 15 % em peso de particulados de PTFE (% em peso com base no peso total de resina termocurável e autolubrificantes). Os particulados de PTFE tipicamente estarão presentes na resina termocurável em aglomerados de múltiplos particulados individuais. O tamanho dos aglomerados de particulado de PTFE usados na resina termocurável pode ser faixa de 400 a 650 um, tal como 490 μm. Em algumas moda-lidades, o processamento destes aglomerados de particulados de PTFE pode ser conduzido para desassociar as partículas aglomeradas em aglomerados menores, tais como aglomerados na faixa de 10 a 150 um de diâmetro. Um exemplo de um particulado de PTFE comercialmente disponível, que pode ser usado nas modalidades descritas aqui é o Teflon PTFE 62, fabricado por Dupont.
[0032] Em algumas modalidades, a resina termocurável inclui de 5 a 20 % em peso de particulados de grafite. Particulados de grafite exemplares adequados para uso em uma resina termocurável inclui F- 288 de Asbury Carbons.
[0033] Qualquer maneira adequada de preparação de uma resina termocurável tendo autolubrificantes dispersos nela pode ser usada. Em algumas modalidades, os particulados autolubrificantes são mistu- rados com a resina termocurável em um misturador industrial durante um período de tempo adequado de modo a causar os particulados au- tolubrificantes ser geralmente uniformemente dispersos em toda a resina termocurável. O autolubrificante pode ser adicionado na resina termocurável todo de uma só vez, ou gradualmente quando a mistura é realizada. Outra modalidade preferida pré-mistura o PTFE e o grafite com agente umectante e endurecedor líquido para ajudar a de- saglomerar as partículas de PTFE. Nitreto de boro e resina termocurá- vel são adicionados por último e misturados para uma consistência apropriada.
[0034] Com referência à Figura 1, o processo 100 de fabricação do material compósito geralmente inclui uma etapa 110 de fibras poliméri- cas contínuas de revestimento e fibras termoplásticas semicontínuas em uma resina termocurável, seguido por uma etapa 120 de enrolamento das fibras poliméricas contínuas revestidas e as fibras termoplásticas semicontínuas revestidas em torno de um mandril de suporte usando uma técnica de enrolamento de filamento. Em algumas modalidades, a fibra polimérica contínua e a fibra termoplástica semicontí- nua estão em carretéis separados e são simultaneamente enroladas sobre um mandril.
[0035] A fibra polimérica usada nas etapas iniciais de formação do material compósito é fibra polimérica contínua, significando que a fibra é um único filamento de material sem nenhuma quebra ao longo do comprimento da fibra. Como descrito aqui, a fibra polimérica contínua eventualmente quebra-se em segmentos de fibra descontínua individuais durante as etapas de fabricação. A fibra termoplástica usada nas etapas iniciais de formação do material compósito é fibra termoplástica descontínua, significando que a fibra parece ser contínua, a menos que visto, por exemplo, sob um microscópio, em cujo ponto pode ser observado que a fibra é de fato feita de numerosos comprimentos dis- cretos de fibra termoplástica enrolados juntos para formar um comprimento de fibra mais longo.
[0036] A ação de centrifugação da técnica de enrolamento do filamento resulta nas fibras poliméricas contínuas sendo "rompidas por estiramento." O resultado é uma pluralidade de segmentos de fibra po- limérica curtos discretos dispersos entre a matriz de fibra termoplástica contínua tecida, e a estrutura tecida inteira sendo revestidas em uma matriz de resina termocurável. Os segmentos de fibra discretos são suficientes para conferir desempenho de desgaste e fricção comparávelàs fibras poliméricas contínuas, embora também fornecendo resposta de usinagem favorável em comparação com materiais de compósitotendo fibras poliméricas contínuas embutidas em uma matriz termocurável.
[0037] Na etapa 110, a fibra polimérica contínua e fibra termoplásticasemicontínua são revestidas com resina termocurável. Em algumas modalidades, a fibra polimérica contínua e fibra termoplástica se- micontínua são revestidas com resina termocurável por imersão das fibras contínuas e semicontínuas na resina termocurável antes de conduzir a etapa de enrolamento do filamento. Em algumas modalidades, as fibras contínuas e semicontínuas são continuamente removidas por meio de um banho da resina termocurável a fim de revestir as fibras contínuas e semicontínuas. Outras técnicas de batelada para revestimento das fibras contínuas e semicontínuas podem ser usadas, tal como imergindo fios de fibra contínua ou semicontínua individuais em um banho da resina termocurável.
[0038] Após a etapa de revestimento, uma etapa 120 de enrolamento de filamento das fibras revestidas é realizada. As fibras polimé- ricas contínuas revestidas por resina termocurável e as fibras termoplásticas semicontínuas revestidas por resina termocurável são filamento enrolado sobre um mandril de suporte para formar uma estrutu- ra tecida sobre o mandril. De modo geral falando, quaisquer técnicas de enrolamento de filamento conhecidas por aqueles versados na técnica podem ser usadas para preparar rolamentos a partir de compósito do material compósito descrito aqui. Técnicas de enrolamento de filamento podem conferir um nível significante de escotilha na estrutura fibrosa do rolamento de compósito, que pode melhorar as propriedades de usinabilidade e desgaste autolubrificante do rolamento de compósito.Isto também cria espaços dentro da matriz fibrosa para reter particulados lubrificantes.
[0039] Como anteriormente mencionado, a etapa de enrolamento do filamento resulta na fibra polimérica contínua sendo rompida por estiramento em segmentos de fibra polimérica descontínua, embora as fibras termoplásticas semicontínuas permaneçam intactas. Como um resultado da etapa de enrolamento do filamento, e a ruptura em estiramento das fibras poliméricas contínuas, uma estrutura tecida de fibrastermoplásticas semicontínuas com segmentos de fibra polimérica descontínua dispersos em toda a estrutura tecida é formada.
[0040] A espessura da matriz tecido sobre o mandril de suporte é geralmente não limitada. Em algumas modalidades, a matriz tecido é enrolada sobre o mandril até uma espessura entre 0,3 e 5 mm.
[0041] O mandril de suporte pode ser de qualquer tamanho de forma desejada e pode ser feito de qualquer material de suporte adequado. Em algumas modalidades, o material do mandril de suporte é aço ou alumínio. As formas típicas para o mandril incluem cilindros ocos.
[0042] Após as fibras revestidas com resina termocurável terem sido enroladas sobre o mandril de suporte, uma etapa 130 de formação de uma camada de suporte sobre a matriz tecido, pode ser realizada. Esta forma um reforço de suporte que serve como uma matriz de alta resistência para suportar o material compósito em cargas de rolamento elevadas (por exemplo, até ou excedendo 420 MPa).
[0043] A camada de suporte pode ser formada usando qualquer material adequado para fornecer resistência ao material compósito tecido. Em algumas modalidades, a camada de suporte é formada de fibra de vidro. Outros materiais adequados que podem ser usados incluem,porém não estão limitados a fibras de poliéster ou aramida enroladas em filamento, contínuas. Em algumas modalidades, a camada de suporte pode compreender um reforço de metal adequado ou alojamento, e a matriz tecido pode ser afixada à camada de suporte usando um adesivo. Outros exemplos de materiais potencialmente adequados para uso para construir a camada de suporte são vi- dro/epóxi, vidro/poliéster, vidro/fenólico, linho/fenólico e algo- dão/fenólico.
[0044] Em algumas modalidades, a camada de suporte pode ser formada sobre o material compósito tecido, usando geralmente o mesmo método como descrito acima para enrolar as fibras sobre o mandril de suporte. O material de camada de suporte selecionado (por exemplo, fibra de vidro) é primeiro revestido com a mesma resina ter- mocurável usada para revestir as fibras. O material de camada de suporte revestido é então enrolado sobre o topo do material compósito usando uma técnica de enrolamento de filamento. Em algumas modalidades, a espessura da camada de suporte pode ser na faixa de 1 mm a 50 mm.
[0045] O método 100 pode também incluir uma etapa de cura 140. Após a aplicação da camada de suporte ser concluída, o mandril com o material compósito e camada de suporte formada sobre ele é removido da máquina de enrolamento e colocado em um forno para cura da resina termocurável. A cura pode ser realizada de qualquer maneira adequada, incluindo o aquecimento do material compósito e camada de suporte para uma temperatura na faixa de aproximadamente 190 a 200oC (370 a 390°F) em um forno de cura. A cura pode ser realizada durante qualquer período de tempo adequado necessário para endurecer a resina termocurável, tal como durante um período de tempo de 30 minutos a 6 horas.
[0046] Uma vez curado e endurecido, o material compósito pode ser removido do mandril de suporte para fornecer um material compósito com uma camada de suporte geralmente tendo a forma do mandril de suporte. O material compósito removido do mandril de suporte pode incluir um revestimento interno de resina termocurável/fibra termopoli- mérica semicontínua/segmento de fibra polimérica descontínua e uma camada de reforço de suporte feita de, por exemplo, fibra de vidro.
[0047] O rolamento de compósito produzido do material compósito pode ser submetido a várias etapas 150 de processamento adicional, tal como moagem ou usinagem da superfície externa de suporte e usi- nagem por métodos de usinagem de único ponto convencionais da superfície interna. Devido à ausência de fibras poliméricas contínuas, o rolamento de compósito pode ser usinado com pouca a nenhuma criação de "fuzz" e vazios prejudiciais acompanhantes sobre as super-fícies usinadas. Isto é por que os segmentos de fibras poliméricas usados nas modalidades descritas aqui não se rompem e criam fuzz quando submetidos à usinagem da mesma maneira das fibras polimé- ricas contínuas. Os segmentos de fibra polimérica não se rompem durante a usinagem por que a ligação adesiva entre a fibra termoplástica descontínua e a resina termocurável fornece encapsulação mecânica dos segmentos de fibra polimérica descontínua.
RESULTADOS DO TESTE:
[0048] Os benefícios de rolamento de compósito formado do material compósito descrito aqui foram demonstrados nos seguintes testes tribológicos e através de um estudo de usinagem pra demonstrar o valor das fibras descontínuas. 1. Oscilação de ângulo grande, de carga elevada: • Carga: 70 MPa • Ângulo de oscilação: +/- 30o • Velocidade de oscilação: 15 cyc/min • Tamanho: 25,4 mm de haste 2. Oscilação de alta frequência, de ângulo curto: • Carga: 30 Mpa • Ângulo de oscilação: +/- 5o • Velocidade de oscilação: 200 cyc/min • Tamanho: 25,4 mm de haste
[0049] Rolamento de Compósito 1: Rolamento de compósito enrolado no filamento feito de material compósito descrito aqui.
[0050] Rolamento de Compósito 2: Rolamento de compósito enrolado no filamento feito de material contendo alta percentagem de fibras de PTFE contínuas e particulados de PTFE e reforço de fibra de vidro (não usinável/suportável por meio de métodos de usinagem "padrão").
[0051] Rolamento de Compósito 3: Rolamento de compósito enrolado no filamento feito de material contendo fibras de poliéster contínuas, particulados de PTFE e reforço de fibra de vidro.
[0052] Rolamento de Compósito 4: Rolamento de compósito homogêneo feito de material com base fenólica fabricado de uma malha de fibra.
Figure img0001
[0053] Os dados acima mostram que o Rolamento de Compósito 1 (isto é, o Rolamento de Compósito feito do material compósito descrito aqui) demonstrou a resistência ao desgaste mais favorável de todos testados. Além do desempenho de desgaste superior, o Rolamento 1 demonstrou resposta de usinagem favorável em comparação ao Rolamento 2, fabricado com fibras de PTFE contínuas.
[0054] A resposta de usinagem foi avaliada através da medição de aspereza da superfície após usinagem. O estudo comparou a construção de fibra PTFE descontínua com a construção de fibra PTFE contínua (Rolamento 2). As condições de usinagem foram como segue:
Figure img0002

Claims (14)

1. Material compósito autolubrificante, caracterizado pelo fato de que compreende: uma matriz tecido de fibras termoplásticas semicontínuas; segmentos de fibra polimérica descontínua dispersos em toda a matriz tecido, sendo que cada segmento de fibra polimérica descontínua apresenta um comprimento na faixa de 0,5 a 3,0 mm e é formado a partir de fibra de polímero contínua de ruptura por estiramento; e uma resina termocurável na qual a matriz tecido é embutida.
2. Material, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: 20 a 40% em peso de fibra termoplástica semicontínua, 30 a 70% em peso de segmentos de fibra polimérica descontínua, e 30 a 70% em peso de resina termocurável.
3. Material, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a fibra termoplástica semicontínua compreende poliéster.
4. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os segmentos de fibra poli- mérica descontínua compreendem PTFE.
5. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a resina termocurável compreende uma resina epóxi.
6. Material, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a resina epóxi compreende ainda um ou mais autolu- brificantes selecionados do grupo que consiste em particulados de ni- treto de boro, particulados de PTFE, e particulados de grafite.
7. Material, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada segmento de fibra po- limérica descontínua apresenta uma relação de aspecto na faixa de 10 para 40.
8. Método para fabricação de um material compósito auto- lubrificante, caracterizado pelo fato de que compreende :revestir a fibra polimérica contínua e fibra termoplástica semicontínua com a resina termocurável; e enrolar o filamento da fibra polimérica contínua e da fibra termoplástica semicontínua para formar uma matriz tecido, sendo que o enrolamento do filamento leva a fibra polimérica contínua a se romper por estiramento em múltiplos segmentos de fibra polimérica descontínua.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: formar uma camada de suporte sobre a matriz tecido.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:curar a matriz tecido para endurecer a resina termocurável.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda :usinar a superfície externa da matriz tecido.
12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o enrolamento do filamento da fibra polimérica contínua e da fibra termoplástica semicontínua compreende o enrolamento do filamento da fibra polimérica contínua e da fibra termoplástica semi- contínua para formar uma matriz tecido apresentando uma espessura na faixa de 0,3 a 5,0 mm.
13. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a fibra polimérica contínua compreende fibra PTFE contínua, a fibra termoplástica semicontínua compreende poliéster, e a resina termocurável compreende um epóxi.
14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a formação de uma camada de suporte sobre a matriz tecido, compreende fibra de vidro de enrolamento de filamento na matriz tecido.
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