Produzione di compositi con il riscaldamento a microonde
Il calore, la luce ultravioletta o i catalizzatori chimici sono utilizzati più comunemente per la polimerizzazione della resina, nota anche come indurimento. Tuttavia, questi metodi sono impraticabili o richiedono lunghi tempi di indurimento, con il conseguente aumento dei costi e del consumo energetico. Gli scienziati del progetto WAVECOM ("Microwave assisted curing for carbon fibre reinforced epoxy composites") finanziato dall'UE hanno lavorato allo sviluppo di tecniche di riscaldamento a microonde per la diminuzione dei tempi di lavorazione e dei costi. La ricerca si è concentrata sulla selezione di materiali suscettori adeguati per aumentare l'assorbimento della radiazione a microonde e di conseguenza ridurre il tempo di riscaldamento della resina. Additivi polimerici, come molecole organiche a dipoli o materiali magnetici nano strutturati sono stati aggiunti alla resina. Con una temperatura di transizione adeguata, il carbonio modificato pre-impregnato con resina epossidica è stato indurito con il riscaldamento a microonde. Una parte importante del lavoro si concentrava sull'analisi dell'impatto del riscaldamento a microonde sulle proprietà dei campioni, tra cui il restringimento e la deformazione delle parti prodotte. Per caratterizzare gli stress residuali e la distorsione, i partner del progetto hanno utilizzato sensori con reticolato di Bragg in fibra. Per consentire l'indurimento di forme complesse, sono state testate diverse antenne a microonde e il sistema di indurimento a microonde è stato integrato in un robot a sei assi. Infine, il team del progetto ha selezionato i materiali adeguati per lo stampo che presentavano la deformazione e l'abrasione minime. Lo stampo è stato sviluppato tramite un processo a infusione con vuoto ausiliario. Rispetto ai trattamenti di indurimento convenzionali, il riscaldamento a microonde riduce il tempo di lavorazione circa del 30 % e i macchinari a microonde costano la metà. Si prevede che i progressi in questo campo aumenteranno la competitività dell'UE nel settore aerospaziale.
Parole chiave
Rafforzato con fibra di carbonio, composito epossido, riscaldamento a microonde, resina, tempo di lavorazione
