Rinforzo dei compositi tessili
Una resistenza e una rigidità elevate unite ad un peso ridotto sono alcune delle caratteristiche dei componenti aerospaziali che le rendono particolarmente interessanti per i compositi rinforzati. Tali compositi hanno una matrice fibrosa nella struttura che offre una resistenza superiore a bassa densità. In passato la fibra di vetro (chiamata anche polimero rinforzato con fibre di vetro, PRFV) era la prima scelta per la tecnologia aerospaziale. Le considerazioni ambientali legate all'uso della PRFV hanno portato all'attenzione i compositi rinforzati con fibre di vetro naturali e con tessuti. Il rinforzo tridimensionale (3D) con fibre tessili per i compositi polimerici è relativamente nuovo e dimostra numerose proprietà superiori alle strutture 2D convenzionali. Ma molti problemi impediscono un uso più ampio del rinforzo 3D con fibre tessili, ad esempio la mancanza di uno strumento di progettazione e analisi adatto. Cercando di rispondere a questi bisogni, gli scienziati europei hanno avviato il progetto ITOOL ("Integrated tool for simulation of textile composites"). I ricercatori hanno usato un approccio multi-livello incorporando la simulazione di proprietà e comportamenti micro, meso e macrostrutturali. Le architetture in fibra 3D valutate sono state prodotte tramite tessitura, intrecciatura e cucitura. ITOOL è stato progettato per incorporare la simulazione dell'intera catena di produzione e lavorazione e per consentire un'analisi dettagliata delle prestazioni meccaniche del prodotto, inclusi guasto, danno e comportamenti dovuti a un'elevata velocità di deformazione. L'équipe ITOOL ha identificato elementi strutturali fondamentali e metodi di produzione che hanno consentito di delineare linee guida e protocolli di progettazione. In generale, ITOOL si è dimostrato uno strumento di progettazione e analisi efficiente sotto il profilo dei costi destinato al rinforzo tessile 3D dei polimeri per l'industria aerospaziale. Il suo uso commerciale dovrebbe potenziare l'utilizzo della preformatura tessile per i compositi e ridurre in modo potenzialmente significativo l'analisi necessaria e il tempo per la commercializzazione di nuovi prodotti.
