Pesquisadores revelam novo gêmeo digital para análise precisa em tempo real da produção de materiais compósitos
Um conjunto de dados experimentais (testes de injeção 25 × 2) com transferência de resina induzida com transferência de fluido registrada por sensores. Crédito:Instituto de Materiais IMDEA Pesquisadores do IMDEA Materials Institute e da Universidade Técnica de Madrid (UPM) desenvolveram um gêmeo digital inovador que permite a análise em tempo real da fabricação de materiais compósitos.
A descoberta foi apresentada no The International Journal of Advanced Manufacturing Technology em um artigo intitulado Um gêmeo digital para fabricação inteligente de compósitos estruturais por meio de moldagem líquida.
A publicação é trabalho dos pesquisadores da IMDEA Materials, Prof. Carlos González e Drs. Joaquín Fernández-León e Keayvan Keramati, juntamente com o Dr. Luis Baumela (UPM).
No artigo, os autores apresentam um gêmeo digital para análise do processo de fabricação de materiais compósitos estruturais utilizando moldagem por transferência de resina (RTM).
“Pelo que entendi, este é o primeiro gêmeo digital projetado para analisar o processo de fabricação de um material compósito”, disse o coautor Prof. González, chefe do grupo de pesquisa de Compósitos Estruturais da IMDEA Materials.
Um gêmeo digital é um modelo virtual ou representação de um objeto, componente ou sistema que pode ser atualizado por meio de dados em tempo real por meio de sensores, seja dentro do próprio objeto ou incorporado ao processo de fabricação.
Por exemplo, um componente ou turbina de uma aeronave poderia ser equipado com vários sensores projetados para monitorar áreas-chave de funcionalidade.
Os dados obtidos por esses sensores são incorporados diretamente ao modelo virtual, que pode então executar simulações com base nas informações recebidas para identificar possíveis falhas de materiais ou problemas de desempenho.
No entanto, o que distingue o gémeo digital recentemente concebido de aplicações semelhantes é o seu foco exclusivo no próprio processo de fabrico de materiais compósitos, em vez de se limitar à análise pós-produção de peças fabricadas.
Esta capacidade proativa permite otimizações em tempo real e detecção precoce de falhas, marcando uma evolução significativa no campo da fabricação digital assistida por simulação.
“Nesta publicação, o que demonstramos é um gêmeo digital que pode fornecer ao fabricante uma imagem em tempo real do material durante todo o processo de fabricação”, explica o Prof. González.
“Isso permite monitorar como o molde está sendo preenchido, o nível de porosidade do material, se há furos presentes, etc.”
RTM representa uma técnica avançada dentro da moldagem de compósitos líquidos (LCM), caracterizada por sua capacidade de produzir peças de materiais compósitos de alto desempenho com conteúdo de vazios reduzido e de maneira econômica.
Ao integrar o RTM com tecnologias de gêmeos digitais, o monitoramento em tempo real e os ajustes dinâmicos de parâmetros críticos do processo, como pressão de injeção e tempo de cura, são facilitados, melhorando significativamente a qualidade do produto final e a eficiência da produção.
“O próximo passo envolve o desenvolvimento de um gêmeo digital avançado que permite aos operadores não apenas monitorar detalhadamente o processo de produção, mas também intervir diretamente nele, aplicando ajustes em tempo real com base em modelagem preditiva”, disse o Dr. Fernández-León .
“Isso poderia incluir, por exemplo, a modificação automática da pressão de injeção da resina ou da temperatura do molde para evitar a formação de defeitos, com base na análise preditiva do gêmeo digital, abrindo caminho para uma fabricação inteligente altamente otimizada.”
