Simulazioni a sostegno di nuove tecnologie termoplastiche
Le tecniche convenzionali per la produzione di componenti in compositi termoplastici di notevoli dimensioni per il settore dei trasporto richiedono enormi quantità di energia. Notevoli risorse energetiche sono necessarie per il riscaldamento rapido delle attrezzature per lo stampaggio per ottenere la temperatura di lavorazione corretta da raggiungere prima del raffreddamento istantaneo. La tecnica è costosa e presenta un impatto negativo sull'ambiente. Il progetto AMITERM consisteva in un'iniziativa europea finanziata dal GROWTH Programme che ha sviluppato due innovative tecnologie di stampaggio per ridurre il quantitativo di energia adoperata. Per il nuovo processo JETex è stato sviluppato un modello termico-chimico-meccanico che adopera l'energia delle microonde per riscaldare rapidamente uno stampo non metallico. È stato sviluppato anche un modello per la simulazione del nuovo processo HTex. Il processo HTex consta di inserti tessili 2D o 3D pre-impregnati costituiti da strutture in filato ibrido. Questi sono pre-posizionati in uno stampo dedicato prima del riscaldamento e della compressione. Le due tecnologie consentono un'elevata velocità di produzione con cicli di soli sei minuti, rispetto ai 60 minuti necessari per i componenti thermoset convenzionali. I modelli sono stati sviluppati da partner del progetto provenienti dal SICOMP (Swedish Institute of Composites) e dall'IFP (Institute for Fibre and Polymer Research). Gli scienziati svedesi hanno simulato sia il processo di riempimento degli stampi che il flusso di fluidi non newtoniani. Il team, inoltre, ha ideato una nuova tecnica per verificare la conduttanza a contatto termico tra gli utensili metallici e i materiali compositi. I dati risultati sono stati impiegati nelle simulazioni sia dei processi JETex che dei processi HTex. Il progetto AMITERM può essere utile per la sostituzione delle resine thermoset con matrici termoplastiche, migliorate grazie all'impiego della tecnologia JETex e HTex. Le matrici termoplastiche possono essere prodotte più rapidamente e possono prolungare il ciclo di vita dei componenti utilizzati. L'utilizzo delle due nuove tecnologie di stampaggio abbinato alla resina termoplastica, inoltre, ridurrà i rischi per la salute dei lavoratori, diminuendone l'esposizione ai fumi, alla polvere di fibra di resina e alle particelle volatili.
