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Investigations of liquid resin impregnation and out-of-autoclave curing of composites for the high temperature aerospace applications

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Compositi destinati alle applicazioni a temperatura elevata

È in atto un crescente interessamento per l’utilizzo di materiali compositi nelle strutture degli aeromobili al posto delle controparti tradizionali. Ricercatori finanziati dall’UE hanno esaminato la produzione di laminati di compositi attraverso l’utilizzo di tecniche di infusione di resine sottovuoto.

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L’infusione di resina sottovuoto è un processo di stampaggio impiegato nell’ambito della fabbricazione di componenti di alta qualità e su vasta scala. Durante il processo, si posizionano tessuti preformati in uno stampo unilaterale e si aggiunge una sacca sottovuoto di plastica in cima. Lo stampo aperto viene quindi collegato a una fonte di resina e a una pompa a vuoto. La presenza del sottovuoto rende possibile l’infusione di resine liquide nelle fibre rinforzate. Nell’ambito del progetto LRI-HIT (Investigations of liquid resin impregnation and out-of-autoclave curing of composites for the high temperature aerospace applications), finanziato dall’UE, sono stati utilizzati una resina termoindurente, l’estere di cianato, e un tessuto ad armatura saia, entrambi selezionati nell’insieme di materiali adatti all’industria aerospaziale, per la creazione del campione di una struttura simile alla sezione 19 di un aeroplano. Prima della scelta definitiva, sono stati analizzati numerosi parametri, tra cui la viscosità della resina e la geometria del sistema di aspirazione, che potrebbero incidere sul flusso di estere di cianato e, di conseguenza, sulla qualità del dimostratore. Per portare a termine la specifica porzione di fusoliera dell’aeromobile, al processo di impregnazione delle resine hanno fatto seguito le fasi di indurimento e di destampaggio. Le ricerche condotte dai partner hanno tentato di rispondere al bisogno di creare un processo di stampaggio di materiali compositi fuori autoclave e a basso costo. Per raggiungere questo obiettivo, gli scienziati hanno provveduto a un ulteriore potenziamento del processo di produzione proprietario Quickstep. Un migliore bilanciamento della pressione durante il processo di riscaldamento dello stampo garantisce una riduzione dei tempi dei cicli di indurimento, nonché un aumento della resistenza e un miglioramento dell’aspetto. Il processo di infusione delle resine rappresenta un metodo di produzione a basso costo di componenti in materiali compositi di alta qualità che, in caso di adozione di altre tecniche, implicherebbero enormi dispendi economici e numerose difficoltà tecniche. La nuova tecnologia ideata nell’ambito dell’iniziativa LRI-HIT consente di fabbricare componenti in materiali compositi di grandi dimensioni conformi agli standard del settore aerospaziale. La maggiore flessibilità dei processi di coindurimento e di fusione dei componenti garantisce la produzione di parti complesse dal punto di vista strutturale. Il progetto LRI-HIT ha offerto ai produttori una maggiore flessibilità in termini di progettazione, unitamente a una riduzione dei costi di trasformazione, consentendo in tal modo all’Europa di preservare un vantaggio competitivo nel settore aerospaziale.

Parole chiave

Materiali compositi, aeromobile, infusione di resina sottovuoto, resina liquida, applicazioni aerospaziali, estere di cianato

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