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Novel Processes and Equipment in Composite Repair Technology

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Nuovi processi contribuiscono a riparare le cellule in composito danneggiate

I pezzi in plastica della struttura degli aerei erano difficili da riparare, ma ora non più.

Trasporti e Mobilità
Tecnologie industriali

Molte persone potrebbero immaginare che le strutture degli aerei commerciali siano al 100 % in metallo. Invece, negli aerei passeggeri più recenti, inclusi l’Airbus A350 e il Boeing B787, parti sostanziali delle cellule, tra cui ali, fusoliere e superfici di controllo, sono costituite da materiali compositi. Il materiale principale è la plastica rinforzata da fibra di carbonio (carbon fibre reinforced plastics, CFRP), il cui uso rende i velivoli più leggeri e resistenti. Gli aerei sono soggetti a danni regolari. Il problema è che le parti in CFRP possono essere difficili da riparare. È inoltre complicato valutare quando tali riparazioni sono necessarie. Un problema particolare è la delaminazione da impatto. La difficoltà di riparazione delle parti degli aerei comporta maggiori ritardi e costi più elevati.

Nuovi processi

Il progetto NEWCORT, finanziato dall’UE, ha sviluppato nuovi metodi per riparare la CFRP e gli strumenti correlati per eseguire la riparazione. Uno dei processi sviluppati riscalda e polimerizza in modo omogeneo nuovi tipi di resina intorno a forme curve complesse, che si induriscono a 120-140 °C. Il processo prevede anche tecniche avanzate per rimuovere il materiale e preparare la superficie, estendendo la capacità di riparare la CFRP. «Il risultato più interessante è stato la nostra metodologia AdaptHeat», spiega George Kanterakis, coordinatore del progetto, «ossia un insieme di attrezzature e processi che consentono l’adeguata polimerizzazione di strutture complesse». Indurire le resine polimeriche significa temprare il materiale. Un fattore chiave in questo senso è il controllo della temperatura, dato che il materiale è molto sensibile alle più piccole variazioni: una lieve deviazione può influire sulla resistenza finale del materiale.

Formazione e seminari

NEWCORT, sulla scorta degli innovativi processi di riparazione fisica, ha inoltre supportato una serie di seminari per lo sviluppo professionale, incentrati sulle riparazioni dei compositi saldati e sulle modalità di trasferimento termico, oltre che sulla loro applicabilità alle strutture degli aeromobili. I partecipanti hanno così accesso ai più recenti risultati della ricerca, da parte sia di NEWCORT che della più ampia comunità accademica. La serie di seminari offre ai partecipanti anche esempi pratici e dimostrazioni, nonché l’opportunità di una partecipazione concreta. I partecipanti vengono quindi dotati di una comprensione a 360 gradi dei nuovi processi e saranno in grado di applicarli in modo sicuro anche su strutture critiche sotto il profilo della sicurezza. I principali clienti degli innovativi processi di riparazione saranno le compagnie aeree e i centri di revisione, riparazione e manutenzione. Grazie agli sviluppi di NEWCORT, tali imprese potranno aumentare la gamma di applicazioni per la riparazione dei compositi. Inoltre, i nuovi processi contribuiranno a ridurre il tempo necessario per le riparazioni, soprattutto per le indagini e i preparativi termici. Il progetto si è scontrato con alcune difficoltà: «Una di queste è stata non essere troppo teorici per i nostri utenti finali, pur mantenendo il carattere innovativo delle soluzioni», osserva Kanterakis. «Grazie a un lungo processo iterativo, con il sostegno degli utenti finali in tutto il mondo, siamo fiduciosi del fatto che i nostri risultati di R&S riusciranno ora a entrare negli hangar per aerei.» Kanterakis attribuisce il successo alla stretta collaborazione fra gruppi di ricerca multidisciplinari provenienti da contesti e specializzazioni diversi. I ricercatori hanno già avviato un’intensa campagna di divulgazione e valorizzazione, che continuerà nei prossimi anni. Il progetto NEWCORT ha prodotto processi innovativi per riparare le parti in compositi delle cellule e la formazione tecnica sul modo in cui usarli. I nuovi processi riducono i costi di riparazione e dovrebbero anche contribuire a mantenere in servizio a lungo i velivoli più recenti ed efficienti.

Parole chiave

NEWCORT, aeromobile, CFRP, cellula, processi di riparazione, AdaptHeat, plastica rinforzata da fibra di carbonio

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