Título

Influência da Rota de Fabricação e da Face de Impacto no Desempenho Balístico de Compósitos Híbridos Aramida/Linho

Influence of the Manufacturing Route and Impact Surface Orientation on the Ballistic Performance of Aramid/Flax Hybrid Composites

Autoria

LOPES, THOMAZ JACINTHO; MONTEIRO, SÉRGIO NEVES

LOPES, THOMAZ JACINTHO

Eu sou esse autor

MONTEIRO, SÉRGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-44389

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Resumo

Compósitos híbridos reforçados com fibras sintéticas e naturais têm despertado crescente interesse para aplicações balísticas devido à possibilidade de combinar elevado desempenho mecânico com redução de custo e impacto ambiental. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho balístico de compósitos híbridos à base de resina epóxi reforçados com tecidos de aramida e linho, produzidos pelos processos de hand lay-up e laminação a vácuo. Os laminados foram submetidos a ensaios balísticos utilizando munição calibre 9 mm, com impactos realizados tanto na face de aramida quanto na face de linho. O desempenho dos materiais foi analisado por meio das velocidades de impacto e residual, energia absorvida, eficiência de absorção de energia, velocidade balística limite (V50), análise macroscópica dos mecanismos de falha e análise estatística. Os resultados mostraram que os compósitos apresentaram velocidades residuais semelhantes, variando entre 353,36 e 361,18 m/s. Os maiores valores de energia absorvida foram observados para os grupos PA (237,84 ± 20,00 J) e VL (235,97 ± 17,19 J), acompanhados pelos maiores valores de velocidade balística limite, 243,67 ± 10,38 m/s e 242,75 ± 9,07 m/s, respectivamente. As análises macroscópicas evidenciaram que os mecanismos predominantes de dissipação de energia envolveram fibrilação, arrancamento de fibras e delaminação controlada. A análise estatística indicou que as diferenças entre os grupos se encontram no limite da significância estatística (p = 0,05), enquanto os efeitos de interação apresentaram elevada significância. Os resultados demonstram que a rota de fabricação exerce influência relevante no desempenho balístico dos laminados e que compósitos híbridos contendo tecido de linho podem alcançar desempenho próximo ao obtido com reforços sintéticos convencionais, apresentando potencial para aplicações em sistemas de proteção balística mais sustentáveis.

Hybrid composites reinforced with synthetic and natural fibers have attracted increasing interest for ballistic applications due to their potential to combine high mechanical performance with reduced cost and environmental impact. In this study, the ballistic performance of epoxy-based hybrid composites reinforced with aramid and flax fabrics manufactured by hand lay-up and vacuum lamination processes was evaluated. The laminates were subjected to ballistic tests using 9 mm ammunition, with impacts applied on both the aramid and flax faces. Material performance was assessed through impact and residual velocities, absorbed energy, energy absorption efficiency, ballistic limit velocity (V50), macroscopic failure analysis, and statistical evaluation. The results showed similar residual velocities among the composites, ranging from 353.36 to 361.18 m/s. The highest absorbed energy values were obtained for the PA (237.84 ± 20.00 J) and VL (235.97 ± 17.19 J) groups, which also exhibited the highest ballistic limit velocities, 243.67 ± 10.38 m/s and 242.75 ± 9.07 m/s, respectively. Macroscopic analyses revealed that the predominant energy dissipation mechanisms involved fiber fibrillation, fiber pullout, and controlled delamination. Statistical analysis indicated that the differences among groups were at the threshold of statistical significance (p = 0.05), whereas interaction effects were highly significant. The findings demonstrate that the manufacturing route plays an important role in the ballistic behavior of the laminates and that flax-containing hybrid composites can achieve performance comparable to that of conventional synthetic reinforcements, highlighting their potential for more sustainable ballistic protection systems.

Palavras-chave

Compósitos híbridos, Balística, Fibra de linho, Aramida, Energia absorvida

Hybrid composites, Ballistics, Flax fiber, Aramid, Absorbed energy