Strutture ecologiche per i velivoli
I materiali compositi uniscono le fibre di rinforzo con la matrice che li lega. Tradizionalmente, per fabbricare il preformato, la produzione si è affidata all'impregnazione preliminare delle fibre con una resina e all'impiego di un'autoclave. Si tratta di un processo che impone l'uso di enormi quantità di energia e che genera una considerevole quantità di rifiuti. Lo stampaggio composito liquido (LCM), vale a dire un insieme ben collaudato di tecniche, si serve di un preformato di fibre a secco in uno stampo nel quale viene poi iniettata una resina liquida. Grazie al finanziamento da parte dell'UE del progetto APRIL ("Advanced Preformmanufacturing for industrial LCM-processes"), alcuni scienziati hanno compiuto progressi nella procedura di preparazione dei preformati di fibre a secco. L'attenzione si è concentrata sulla sostituzione del processo in autoclave con una fabbricazione di componenti a base tessile e l'utilizzo di nuove tecniche di giunzione per produrre il preformato. Ne risulta un processo più ecologico capace di produrre strutture di velivoli rinforzate con fibre di carbonio. Il preformato deve rientrare in tolleranze geometriche e conservare le dimensioni, per ottenere una sagome risultante simile all'esito finale. Agli scienziati interessava anche produrre preformati di forme geometriche complesse e combinare piccoli preformati in uno più grande, per ottenere una maggiore flessibilità. Tra gli sviluppi realizzati, si possono citare la selezione di nuovi materiali leganti e l'introduzione di una tecnologia di intrecciatura robot-assistita per fabbricare parti relative a elementi di rinforzo (rinforzi longitudinali a T). Le analisi hanno dimostrato che il processo di intrecciatura ha prodotto elementi di rinforzo in grado di soddisfare i requisiti meccanici, ha aumentato l'efficienza di produzione e ha ridotto notevolmente la percentuale di scarti (a meno dell'1 %). Sono state valutate diverse tecnologie per preformare e congiungere le parti. L'attivazione termica del legante ha fornito risultati estremamente precisi per la preformatura dell'elemento di rinforzo. Comunque, la saldatura ultrasonica del legante è risultata un modo rapido e a bassissimo consumo d'energia per collegare preformati separati in grandi insieme di preformati. La linea di lavorazione in serie del prototipo ha fornito risultati molto positivi in confronto ai tradizionali processi in autoclave di prepeg (preimpregnati) e tecnologie di formatura d'avanguardia. Durante la produzione di strutture aeronautiche composite, si è registrata una notevole riduzione del consumo di energia e della produzione di scarti. Un trasporto aereo più ecologico è finalmente possibile, grazie a processi di produzione sostenibili che forniscono componenti leggeri, capaci di ridurre il consumo di energia e le emissioni correlate in volo.
Parole chiave
Velivoli, composito, rinforzo, fibre, matrice, resina, autoclave, preformato, stampaggio composito liquido, intrecciatura, elemento di rinforzo
