SIMATRIX – Materiais e ferramentas inteligentes e inovadoras para pultrusão e extrusão reforçadas

O projeto SIMATRIX representa uma oportunidade única para reposicionar a indústria nacional de ferramentas na cadeia global de valor, reforçando a soberania tecnológica, aumentando o potencial de exportação e acelerando a transição para soluções compósitas mais sustentáveis. Neste contexto, o projeto tem como objetivo principal desenvolver modelos, processos e ferramentas inteligentes para pultrusão e extrusão termoplástica com fibra contínua, combinando simulação computacional, sensorização avançada e inteligência artificial, de forma a permitir a fabricação otimizada de soluções compósitas recicláveis e sustentáveis com perfis complexos para aplicações de elevado valor (em particular no setor da construção), como alternativas a metais e compósitos termoendurecíveis convencionais, que estão a sofrer elevadas pressões associadas a limitações na sustentabilidade. Os Objetivos Específicos propostos pelo projeto são os seguintes: OE1. Consolidar o estado da arte em extrusão e pultrusão termoplástica reforçada com fibra contínua, incluindo materiais, processos, requisitos de mercado e ferramentas digitais emergentes. OE2. Desenvolver modelos numéricos avançados capazes de simular o comportamento temoreológico de materiais termoplásticos em geometrias complexas de fieiras, reduzindo substancialmente a dependência de prototipagem física. OE3. Explorar e treinar modelos de Inteligência Artificial que correlacionarão dados numéricos e experimentais (obtidos com as ferramentas sensorizadas) para criar gémeos digitais híbridos (combinação de resultados de simulação física e abordagens de machine learning), capazes de simular o comportamento das ferramentas produtivas, prever defeitos, e orientar a otimização dos parâmetros produtivos em tempo real, possibilitando a implementação de processos inteligentes e avançados. OE4. Conceber e fabricar protótipos de fieiras inteligentes para pultrusão e extrusão termoplástica a validar em ambiente industrial com perfis técnicos de elevada complexidade. OE5. Promover a adoção de compósitos termoplásticos recicláveis em setores estratégicos (com destaque para a construção - janelas, fachadas e estruturas leves, mas também explorando os transportes, aeroespacial e defesa), demonstrando o potencial de substituição de metais e compósitos termoendurecíveis. OE6. Valorizar a indústria nacional de ferramentas, posicionando-a como fornecedora de referência internacional em fieiras inteligentes para extrusão e pultrusão termoplástica, através da evolução tecnológica e na subida na cadeia de valor de empresas nacionais (ex.: SMT, FM). OE7. Disseminar os avanços científicos e tecnológicos alcançados através de publicações científicas, participação em conferências/congressos e feiras relevantes a nível nacional e internacional que permitam a promoção internacional das soluções desenvolvidas e o reconhecimento na área. OE8. Oferecer os novos produtos desenvolvidos no âmbito do projeto no mercado nacional e internacional, apostando-se, numa primeira fase, no setor da construção (caixilharia e perfis de janela) em mercados como Espanha, França, UK, EUA, Alemanha e Itália. A SIMATRI prevê um VN acumulado decorrente do projeto de 1,77M€ em 2031, exportando cerca de 63% deste VN. Por seu turno, a FM espera alcançar 2,2M€ em 2031, exportando cerca de 69% desse valor. A consecução dos objetivos do projeto permitirá alcançar as seguintes caraterísticas inovadoras: - CI1: Fabrico otimizado de ferramentas de processos avançados: extrusão com fibra contínua e pultrusão - Modelação numérica do processo visando obter a ferramenta final em 2 a 3 iterações. É também objetivo incorporar sensores que permitam a monitorização e controlo do processo. - CI2: Fabrico de perfis Compósitos Termoplásticos por Pultrusão, com incorporação de polímero reciclado - Desenvolver um processo de pultrusão termoplástica inovador com = 80% de polímero reciclado na matriz e perfis 100% recicláveis em fim de vida (circuito fechado). Permitirá demonstrar propriedades mecânicas equivalentes ou superiores a perfis com polímero virgem: • Módulo específico = 11,5 GPa/(g/cm3) • Resistência específica = 400 MPa/(g/cm3) • Tenacidade = 1000 J/m2. - Implementar instrumentação avançada da linha (integrando a ferramenta sensorizada da CI1) para previsão de processo e propriedades por modelos numéricos. - Validar métricas segundo normas internacionais (ISO 527-4, ISO 14125, ISO 179/ASTM D256, ISO 14021). CI3: Gémeos Digitais Híbridos do Processo Produtivo - Criação de Gémeos Digitais Híbridos, baseados em resultados computacionais e dados recolhidos experimentalmente, que permitam a obtenção de resultados em tempo real orientar a otimização/correção de processo produtivo.