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Rinforzi realizzati mediante tecniche di cucitura a ricamo per materiali compositi strutturali

La ricerca in campo tessile ha permesso di ampliare il raggio d'applicazione delle relative tecnologie a settori come l'ingegneria e la medicina. Fra le varie innovazioni, figura, per esempio, l'impiego della tecnica di cucitura a ricamo per la creazione di materiali compositi fibrosi economicamente vantaggiosi, da impiegare nell'ingegneria delle strutture e negli innesti chirurgici.
Rinforzi realizzati mediante tecniche di cucitura a ricamo per materiali compositi strutturali
I materiali compositi fibrosi a base di matrici vengono sempre più impiegati in svariate applicazioni mediche e industriali. I progressi compiuti nella tecnologia del ricamo, per esempio, hanno facilitato la realizzazione, in campo medico, di impianti non soggetti alle limitazioni dannose della tecnica utilizzata attualmente, dovute alle dimensioni, all'instabilità strutturale e all'uniformità incompatibile. Questa tecnologia, infatti, offre maggiore libertà di manipolazione degli impianti. Per esempio, nel caso dell'aneurisma addominale aortico, l'innesto può essere attorcigliato o avvolto al lume senza che si verifichi un cedimento strutturale o un'occlusione. Inoltre, il nuovo processo di cucitura consente la personalizzazione degli innesti in funzione delle specifiche esigenze del paziente, oltre ad offrire una rigidezza specifica elevata e un'eccellente resistenza a fatica.

Queste tecniche di ricamo consentono di ottenere fibre multiangolari altamente resistenti all'urto e di integrare delle maglie di fissazione ad orientamento multiplo, a scopo di sutura. Le trame rinforzate permettono di inserire materiali bioattivi come antibiotici, promotori della crescita o materiali per il rilascio dei farmaci, per citarne solo alcuni. Poiché permettono di inserire nell'innesto, senza alcun intervento umano, una vasta gamma di materiali biocompatibili convenzionali, queste tecnologie sono ampiamente accettate dai chirurghi.

Grazie alle attuali tecniche CAD-CAM, con il ricamo è possibile ottenere un'architettura ottimale delle fibre, per il massimo di flessibilità ed eccellenza strutturale. Queste trame flessibili permettono di aumentare la resistenza e la rigidezza locali, minimizzando nel contempo i costi associati alle attuali tecniche di ricamo, nonché lo spreco di materie prime. Il progetto sperimentale MASCET ha preso in considerazione due tecniche di ricamo, Cornely e Schiffli, osservando come grazie a quest'innovazione tecnologica, i risultati ottenuti fossero paragonabili a quelli forniti dai tessuti di rinforzo disponibili in commercio.

Lo studio sperimentale ha dimostrato che le nuove tecniche di ricamo possono essere utilizzate in alternativa alle tradizionali tecnologie di creazione di materiali fibrosi nell'assemblaggio delle fibre di rinforzo a modulo elevato, nonché per ottenere preformati "near net-shape", a costi contenuti. Lo studio ha esaminato inoltre i materiali utilizzati per il ricamo, nonché le variabili di processo e l'architettura del rinforzo sia per gli elementi di rinforzo (rappezzi) che per i preformati "near net-shape". In seguito, sono state fabbricate diverse strutture di rinforzo tessili per materiali compositi, mediante tecnica a ricamo, le cui caratteristiche sono paragonabili a quelle dei tessuti tradizionali.

La tecnica di cucitura tridimensionale costituisce un altro aspetto della tecnologia di ricamo messa a punto. Si tratta di un metodo che permette di ridurre al minimo la divisione degli strati, i quali costituiscono la parte fondamentale di molti materiali tessili compositi rinforzati. In caso di forte urto, infatti, vi è il rischio che gli strati del prodotto finito si separino, determinando il cedimento del materiale composito. La cucitura tridimensionale ("through stitching") è un metodo rapido, flessibile ed economico, che consente di migliorare la resistenza agli urti sia delle matrici termoindurenti che termoplastiche. Occorre ricordare inoltre che questo metodo può essere applicato a svariate tecniche di stampaggio liquido, come lo stampaggio ad iniezione di resina.

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Numero di registrazione: 80373 / Ultimo aggiornamento: 2005-09-18
Dominio: Tecnologie industriali