Desenvolvimento de metodologias de prototipagem rápida para o projeto de modelos de ensaio em túnel de vento transônico
Autor
Bruno Ricardo Massucatto Padilha
Orientadores
- Orientador Roberto Gil Annes da Silva
- Coorientador Adson Agrico de Paula
Área de Concentração
Sistemas Espaciais, Ensaios e Lançamentos
Programa
Ciências e Tecnologias Espaciais
Data de Defesa
06/12/2017
Número da Tese
74108
Resumo
O uso de ferramentas de prototipagem rápida tem se mostrado promissor em diversas áreas da engenharia e acadêmicas. De fato, são notáveis as qualidades dessas ferramentas na prototipagem de geometrias complexas, aliando a isso o baixo custo e a rapidez na produção. Desta forma, vislumbra-se a utilização de tais ferramentas para uso aeronáutico, e em especial como tema deste trabalho, na utilização para a fabricação de modelos para ensaios em túnel de vento transônico. Dentre a imensa gama de modelos e técnicas de impressão 3D, destaca-se das tecnologias FDM (Fused Deposition Modeling), na qual os modelos são fabricados por meio de deposição de filamentos, camada por camada, até a geração da geometria 3D final. Para o respectivo trabalho, adota-se o uso de tais impressoras e a utilização de PLA (Ácido Polilático) como matéria prima dos modelos impressos. Com objetivo de submeter tal tecnologia as condições mais severas de uso, as quais os modelos de túneis de vento são submetidos as maiores velocidades e cargas aerodinâmicas, elege-se o Túnel Transônico Piloto - TTP como pilar ideal para tais experimentos. Para a compreensão dos comportamentos aerodinâmicos do escoamento sobre a superfície dos modelos prototipados, opta-se pela utilização da Tinta Sensível a Pressão (Pressure-Sensitive Paint) - PSP como método de visualização de escoamento para os experimentos comparativos entre os modelos tradicionais e os modelos fabricados por tal metodologia. Por fim, os resultados permitem identificar diversas características do comportamento transônico, permitindo analises qualitativas das imagens adquiridas e também análises quantitativas comparando os resultados obtidos com referências anteriormente registradas no mesmo túnel de vento. O trabalho tem como objetivo preencher uma lacuna referente a utilização de tecnologias de prototipagem rápida aliada ao uso do método PSP. Os resultados satisfatórios obtidos pela técnica PSP com os modelos impressos, bem como o baixo custo de produção dos mesmos, sugerem que esta metodologia desenvolvida torne-se base para o contínuo desenvolvimento de tais aplicações bem como auxilie na criação de geometrias complexas, anteriormente limitadas pelas tecnologias de usinagem atuais.
