# O que é a delaminação? Separação de camadas em compósitos

Delaminação: separação das camadas de um compósito laminado ao longo da camada intermédia de resina. Causas, modos de fratura, normas, deteção e prevenção.

- Página web: https://3dwovens.com/pt/knowledge/what-is-delamination
- Última atualização: 2026-09-24

Autor: Equipa de Engenharia da 3Dwovens

> **Resposta breve:** A delaminação é a separação de camadas adjacentes num compósito laminado. A fissura propaga-se pela camada intermédia de resina, onde não existem fibras. O impacto, os bordos livres, os furos, a flexão e os defeitos de fabrico são as principais causas. É frequentemente invisível à superfície e reduz a resistência à compressão, o que a torna um dos modos de rotura determinantes no projeto de compósitos.

> **Figura: Como se propaga uma fissura interlaminar num laminado 2D e num tecido 3D.** Esquema. Num laminado, a fissura propaga-se com baixa energia através da camada intermédia rica em resina; os fios na direção da espessura unem as faces da fissura e abrandam a sua propagação.

## Porque ocorre a delaminação

Um laminado obtém-se pelo empilhamento de camadas reforçadas com fibra, unidas por resina. As fibras situam-se apenas no plano de cada camada; as tensões de tração na direção da espessura e as tensões de corte interlaminares são suportadas apenas pela resina. Como a resina tem uma resistência e uma tenacidade à fratura muito inferiores às da fibra, a fina região de resina entre duas camadas torna-se o elo mais fraco da estrutura.

Podem surgir tensões interlaminares mesmo num laminado sujeito apenas a cargas no plano. Pipes e Pagano (1970) demonstraram que, nos bordos livres de laminados constituídos por camadas com orientações diferentes, a incompatibilidade elástica entre as camadas gera tensões interlaminares locais. Pela mesma razão, os bordos de furos, as terminações de camadas, as zonas curvas e as ligações são pontos de início frequentes da delaminação.

### Principais causas

- **Impacto a baixa velocidade:** a queda de uma ferramenta, uma pancada, o impacto de uma pedra ou a queda de um drone. Um impacto pode deixar uma pequena marca na face frontal e, ao mesmo tempo, criar uma extensa área de dano entre camadas e na face posterior (Abrate, 1998).
- **Maquinagem:** na furação, a broca levanta as camadas superiores na face de entrada e empurra as camadas inferiores na face de saída, o que provoca delaminação. As precauções no corte e na furação são abordadas no [guia de corte CNC de placas de carbono](https://3dwovens.com/pt/knowledge/carbon-plate-cnc-cutting-guide.md).
- **Defeitos de fabrico:** vazios (porosidade), zonas secas sem resina, material estranho retido entre camadas ou cura incompleta.
- **Fadiga:** sob carregamento repetido, pequenos defeitos podem evoluir para delaminações.
- **Humidade e temperatura:** a absorção de humidade pela resina e temperaturas de serviço próximas da temperatura de transição vítrea (Tg) reduzem a resistência interlaminar.

## Modos de fratura

A mecânica da fratura descreve a propagação de uma fissura interlaminar através de três modos básicos:

- **Modo I (abertura):** as faces da fissura afastam-se perpendicularmente ao plano da fissura.
- **Modo II (corte por deslizamento):** as faces da fissura deslizam uma em relação à outra na direção de propagação da fissura.
- **Modo III (rasgamento):** as faces da fissura deslizam em sentidos opostos, paralelamente à frente da fissura.

Nas estruturas reais, a delaminação propaga-se geralmente sob uma combinação destes modos, ou seja, em modo misto. A resistência de um material à delaminação é expressa pela taxa crítica de libertação de energia medida para cada modo (G<sub>Ic</sub>, G<sub>IIc</sub>). Quanto maior for o valor, mais energia é necessária para fazer avançar a fissura numa unidade de área. Nos laminados, a tenacidade em Modo I é normalmente a mais baixa, razão pela qual as cargas de abertura e a tração na direção da espessura são especialmente críticas.

## Dano por impacto e compressão após impacto

A fonte mais comum de delaminação em estruturas compósitas é o impacto a baixa velocidade. Mesmo quando a energia do impacto é insuficiente para romper fibras, pode criar delaminações sobrepostas entre camadas e fissuras na matriz. Na indústria aeroespacial, o dano que quase não deixa vestígios na superfície designa-se por dano por impacto dificilmente visível (BVID).

A delaminação é particularmente perigosa sob compressão. As camadas separadas comportam-se como placas finas independentes, sofrem encurvadura local e o dano propaga-se. Por isso, o efeito do dano por impacto é medido pela resistência à compressão após impacto (CAI): primeiro aplica-se a uma placa um impacto controlado (ASTM D7136) e, em seguida, a placa danificada é carregada à compressão até à rotura (ASTM D7137). Nas estruturas aeroespaciais, os valores de projeto são geralmente definidos no pressuposto de que uma estrutura com dano por impacto dificilmente visível tem de continuar a suportar as cargas de projeto.

## Como se mede a delaminação

A resistência à delaminação e a tolerância ao dano por impacto são medidas com métodos de ensaio normalizados. Os principais são:

| Norma | Propriedade medida | Provete e carregamento |
|---|---|---|
| ASTM D5528 | Tenacidade à fratura interlaminar em Modo I (G<sub>Ic</sub>) | Viga dupla em consola (DCB), carga de abertura |
| ASTM D7905 | Tenacidade à fratura interlaminar em Modo II (G<sub>IIc</sub>) | Flexão com entalhe na extremidade (ENF), flexão em três pontos |
| ASTM D6671 | Tenacidade à fratura em modo misto I/II | Flexão em modo misto (MMB) |
| ASTM D2344 | Resistência em viga curta (indicador comparativo do corte interlaminar) | Viga curta, flexão em três pontos |
| ASTM D7136 | Resistência ao dano por impacto de massa em queda | Placa, energia de impacto controlada |
| ASTM D7137 | Compressão após impacto (CAI) | Placa danificada segundo a D7136, compressão |

Nos ensaios de tenacidade à fratura, cria-se uma fissura inicial no plano médio do provete, normalmente através da colocação de uma película fina antiaderente durante o empilhamento. Nos compósitos tecidos em 3D, os fios de ligação impedem que a fissura se propague ao longo de um plano, pelo que os resultados destes ensaios exigem uma interpretação cuidadosa quando comparados diretamente com laminados.

## Métodos de deteção

Como a delaminação é frequentemente invisível à superfície, as estruturas compósitas requerem ensaios não destrutivos. Métodos comuns:

- **Inspeção visual e ensaio por percussão:** rápidos e sem necessidade de equipamento especial, mas revelam apenas separações grandes e próximas da superfície.
- **Inspeção por ultrassons:** as ondas sonoras refletem-se nas superfícies separadas, o que permite mapear a posição e a área da delaminação (C-scan). É o método mais utilizado em compósitos.
- **Termografia:** as diferenças na propagação do calor aplicado à superfície revelam as separações subjacentes; permite inspecionar grandes áreas rapidamente.
- **Tomografia computorizada:** fornece uma imagem tridimensional do dano; é geralmente utilizada em provetes à escala laboratorial.

## Como prevenir a delaminação

Existem duas formas básicas de reduzir a delaminação: tornar mais tenaz a resina entre as camadas ou ligar as camadas entre si com fibra na direção da espessura.

As resinas tenacificadas (epóxis modificados com termoplásticos ou borracha) e as camadas intercalares tenazes colocadas entre camadas abrandam a fissura ao dissipar mais energia na sua ponta. No entanto, a fissura continua a propagar-se através da resina, pelo que o ganho é limitado pela tenacidade da própria resina.

O reforço na direção da espessura atua de outra forma. Na costura, no z-pinning (reforço com pinos Z), no tufting e na tecelagem 3D, os fios ou varetas que atravessam as camadas ligam as faces da fissura entre si. Para que a fissura abra, estes elementos têm de ser arrancados ou romper, o que cria uma zona de ponte atrás da ponta da fissura e absorve energia adicional. A literatura refere que o reforço na direção da espessura aumenta de forma acentuada a tenacidade à delaminação em Modo I, reduz a área de dano por impacto e eleva a resistência à compressão após impacto (Mouritz, 2007; Tong et al., 2002). O custo, em alguns métodos, é uma redução das propriedades no plano.

| Método | Princípio de funcionamento | Efeito nas propriedades no plano | Nota prática |
|---|---|---|---|
| Resina tenacificada ou camada intercalar | Dissipa energia por deformação plástica na ponta da fissura | Geralmente reduzido | Ganho limitado pela tenacidade da resina |
| Costura | As camadas secas são cosidas entre si através da espessura | Podem diminuir devido aos furos da agulha e à distorção das fibras | Aplicada a preformas de tecido seco |
| Z-pinning | Varetas finas compósitas ou metálicas são inseridas através do pré-impregnado (prepreg) | Distorção das fibras e bolsas de resina em torno dos pinos | Normalmente aplicado localmente, em ligações |
| Tecelagem 3D | Os fios de ligação bloqueiam as camadas durante a tecelagem | Depende da arquitetura; a ondulação dos fios pode reduzi-las | Preforma produzida numa só peça; requer um tear especial |

### Medidas de projeto e fabrico

O risco de delaminação também pode ser reduzido sem alterar o material:

- **Sequência de empilhamento:** grandes diferenças de ângulo entre camadas adjacentes aumentam as tensões interlaminares nos bordos livres. A sequência de empilhamento é escolhida em função das tensões nos bordos.
- **Terminações de camadas:** onde a espessura varia, as camadas são terminadas de forma gradual e não ao longo de uma única linha.
- **Distância a furos e bordos:** os furos são posicionados a uma distância suficiente dos bordos livres e entre si, e nas ligações utilizam-se anilhas para distribuir a carga.
- **Cargas na direção da espessura:** evitam-se pormenores que solicitem a peça perpendicularmente à sua superfície, como fixadores carregados na normal à face e curvas de raio apertado.
- **Qualidade de fabrico:** durante o empilhamento, impede-se a entrada de material estranho entre camadas, o ciclo de cura segue a recomendação do fabricante da resina e as peças críticas são inspecionadas por ultrassons.

## Delaminação na tecelagem 3D

Na [tecelagem 3D](https://3dwovens.com/pt/knowledge/what-is-3d-weaving.md), as camadas são bloqueadas entre si durante a tecelagem por fios de ligação que atravessam a espessura. Como não existe uma interface contínua em que apenas a resina une as camadas, não se forma uma separação que avance ao longo das camadas com baixa energia, como sucede num laminado. Mesmo que uma fissura se inicie, as suas faces ficam ligadas em ponte logo que atinge o primeiro fio de ligação, e a fissura só pode continuar a propagar-se se esse fio for arrancado ou romper.

Isto não significa que uma peça tecida em 3D não possa sofrer danos. Sob carga excessiva, continuam a ocorrer fissuras na matriz, descolamento fibra-matriz e rotura de fibras. A diferença reside na forma como o dano se propaga: num laminado pode estender-se por uma grande área entre camadas, enquanto numa estrutura tecida em 3D permanece numa região mais pequena e a estrutura perde capacidade de carga de forma mais gradual.

## Na prática

A [placa de carbono OWC](https://3dwovens.com/pt/products/owc-plate.md) é produzida a partir de uma preforma tecida em 3D; os fios na direção da espessura ligam as suas camadas entre si. Para testar o comportamento do material na furação, no corte e na fixação na sua própria aplicação, pode ser utilizado o [kit de amostras](https://3dwovens.com/pt/products/sample-kit.md): inclui peças retangulares pequenas cortadas de uma placa inteira.

## Perguntas frequentes

### A delaminação é visível a olho nu?

Frequentemente, não. Um impacto a baixa velocidade pode deixar apenas uma pequena marca na face frontal e, ao mesmo tempo, criar uma grande separação entre camadas. Por isso, a delaminação é procurada com métodos não destrutivos, como a inspeção por ultrassons, a termografia ou a tomografia computorizada.

### A delaminação pode ser reparada?

As delaminações pequenas podem ser reparadas por injeção de resina; os danos maiores, pela remoção da zona danificada e aplicação de um remendo. A adequação estrutural de uma reparação é confirmada por uma avaliação de engenharia para o caso de carga e por inspeção.

### Que ensaios medem a resistência à delaminação?

A tenacidade à fratura interlaminar em Modo I é medida segundo a ASTM D5528 (viga dupla em consola, DCB), em Modo II segundo a ASTM D7905 (flexão com entalhe na extremidade, ENF) e em modo misto segundo a ASTM D6671. A resistência ao dano por impacto é medida segundo a ASTM D7136 e a compressão após impacto segundo a ASTM D7137.

### Os compósitos tecidos em 3D sofrem delaminação?

Numa estrutura tecida em 3D não existe uma interface em que apenas a resina une as camadas; os fios na direção da espessura bloqueiam-nas. Por isso, não se forma uma separação que avance ao longo das camadas, como num laminado. Podem ainda ocorrer fissuras na matriz e descolamento fibra-matriz localizado, mas o dano permanece numa região mais pequena.

## Referências

- ASTM D5528/D5528M. Standard Test Method for Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International.
- ASTM D7905/D7905M. Standard Test Method for Determination of the Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International.
- ASTM D6671/D6671M. Standard Test Method for Mixed Mode I-Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International.
- ASTM D2344/D2344M. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates. ASTM International.
- ASTM D7136/D7136M. Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of a Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight Impact Event. ASTM International.
- ASTM D7137/D7137M. Standard Test Method for Compressive Residual Strength Properties of Damaged Polymer Matrix Composite Plates. ASTM International.
- Pipes, R. B., Pagano, N. J. (1970). Interlaminar stresses in composite laminates under uniform axial extension. *Journal of Composite Materials*, 4(4), 538–548.
- Abrate, S. (1998). *Impact on Composite Structures*. Cambridge University Press.
- Mouritz, A. P. (2007). Review of z-pinned composite laminates. *Composites Part A: Applied Science and Manufacturing*, 38(12), 2383–2397.
- Tong, L., Mouritz, A. P., Bannister, M. K. (2002). *3D Fibre Reinforced Polymer Composites*. Elsevier.