Innovativa tessitura monofase per i tessuti 3D
I compositi polimerici avanzati, tra cui le plastiche rinforzate, uniscono la leggerezza e i bassi costi di una matrice polimerica da un lato e le proprietà superiori delle fibre rinforzanti integrate dall’altro. Durante la tessitura per la creazione di tessuti, queste fibre potrebbero presentare ulteriori vantaggi. Tuttavia, il diffuso utilizzo commerciale è stato finora ampiamente ostacolato da difficoltà legate alla lavorazione e ai costi elevati. Il progetto 3D-LIGHTTRANS (Large scale manufacturing technology for high-performance lightweight 3D multifunctional composites) ha superato queste limitazioni. I ricercatori hanno sviluppato e testato un nuovo concetto per tessuti multistrato e per tessuto intrecciato. Le macchine di produzione sono state adottate per il tessuto multistrato o nuovamente sviluppate rispettivamente per il tessuto distanziatore affinché tessuti a lavorazione intrecciata potessero essere fabbricati in un unico passaggio. Ciò è combinato alla capacità di drappeggio profonda automatizzata e alla fissazione di spessi tessuti multistrato in complesse geometrie 3D. Al di là dell’aeronautica, 3D-LIGHTTRANS ha mirato al trasporto, alla salute, all’energia, al tempo libero e ad altri importanti settori. Il filato ibrido combina il rinforzo di vetro con filamenti a matrice termoplastica in un unico filo. I ricercatori hanno utilizzato la tecnica di commistione aria nella sua produzione a causa del suo buon comportamento di impregnazione. Il processo è stato ottimizzato per massimizzare la ripetibilità e le prestazioni con differenti rapporti di miscelazione vetro/polimero in diversi materiali di matrice. La distribuzione di filamenti termoplastici e fibra di vetro è molto omogenea, mentre l’abrasione del filo viene mantenuta al minimo durante la tessitura. Il rinforzo del tessuto porta a prestazioni più elevate, alla controllabilità delle proprietà e alla flessibilità per la personalizzazione. Il drappeggio del tessuto pre-fissato localmente nella forma 3D finale desiderata viene eseguito automaticamente. In particolare, uno speciale dispositivo di drappeggio speciale è collegato ad un robot, che è programmato per seguire un determinato percorso, mentre il tessuto è mantenuto in posizione da dispositivi di bloccaggio. Un sistema di controllo della forza rende la programmazione del percorso più semplice e garantisce una forza costante di drappeggio del tessuto contro l’utensile. L’utilizzo di materiali leggeri dovrebbe produrre risparmi importanti in termini di consumo di carburante, che si traducono sia in vantaggi finanziari per il consumatore sia nella riduzione di emissioni di biossido di carbonio. La produzione interamente automatizzata ridurrà i tempi e i costi di fabbricazione, rendendo i produttori europei più competitivi.
Parole chiave
Tessuti 3D, filato ibrido, tessitura, tessuto multi-strato, tessuto distanziatore, compositi termoplastici, 3D-LIGHTTRANS, fabbricazione
