Meno autoclavi per la fabbricazione degli aeromobili
Il contenimento dell’impatto ambientale dei viaggi aerei svolge un ruolo fondamentale sul piano della riduzione del cambiamento climatico in virtù delle imponenti dimensioni del settore aerospaziale globale. L’attenzione del settore industriale è stata concentrata inizialmente sullo sviluppo di nuovi componenti compositi con elevati livelli di resistenza e un peso ridotto in alternativa ai metalli. Una riduzione del peso si traduce in un consumo di carburante inferiore e in una minore quantità di emissioni. In seguito alla creazione di componenti altamente performanti, la ricerca è stata rivolta alla riduzione simultanea dei costi di produzione e dell’impatto ambientale. Nell’ambito del progetto IRIDA (“Industrialisation of out-of-autoclave manufacturing for integrated aerostructures”), finanziato dall’UE, gli scienziati stanno studiando il potenziale di una nuova tecnologia in grado di produrre compositi destinati al settore aerospaziale con un quantitativo di energia enormemente ridotto. Il trattamento in autoclave utilizza valori di temperatura e di pressione elevati per la produzione di compositi, specialmente di quelli costituiti da polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP). La tecnologia FibreTemp rappresenta una tecnica di produzione fuori autoclave, in grado di riscaldare elettricamente stampi per compositi di grandi dimensioni mediante i rispettivi rinforzi in fibra di carbonio. Oltre a garantire distribuzioni omogenee della temperatura e una riduzione dei cicli di processo (riscaldamento e raffreddamento rapidi), il sistema FibreTemp facilita la stabilità dimensionale comprovata sia dello stampo sia della parte fabbricata. Nell’ambito dell’iniziativa IRIDA sono stati analizzati tutti gli aspetti della lavorazione dei materiali compositi allo scopo di garantire una tecnica affidabile, accurata e ripetibile. I ricercatori hanno studiato vari materiali per la realizzazione di strumenti di lavorazione in grado di resistere a cicli di riscaldamento e di raffreddamento ripetuti. Sulla base di queste osservazioni, è stato progettato un utensile costituito da polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP) per l’infusione della resina liquida con qualità autoriscaldanti e un sistema di raffreddamento integrato. Si è quindi provveduto alla simulazione del processo di infusione per varie condizioni dei flussi di resina. Infine, grazie all’utilizzo della tecnologia FibreTemp, il gruppo di lavoro ha fabbricato una gondola del motore di un aeromobile, che rappresenta un componente complesso e di grandi dimensioni. I ricercatori hanno dimostrato il potenziale della tecnica di fabbricazione fuori autoclave sul piano della produzione di componenti di aeromobili complessi a partire da compositi a basso peso e mediante l’utilizzo di un processo caratterizzato da una maggiore efficienza energetica. Mentre il processo di fabbricazione di questi componenti richiede ulteriori perfezionamenti, l’utilizzo delle nuove tecnologie nell’ambito della produzione di componenti meno complessi è prossimo alla commercializzazione. Le soluzioni ideate lungo il percorso per il monitoraggio, il controllo, l’analisi, la simulazione e l’integrazione dei processi rappresentano importanti opportunità per lo sfruttamento e il rafforzamento della comunità industriale europea. La necessità di creare trasporti aerei più verdi e di stimolare la competitività dovrebbe assicurare alla tecnologia IRIDA un’ottima ricezione da parte del settore aerospaziale, nonché del settore dei trasporti di superficie e marittimi.
Parole chiave
Autoclave, aeromobile, fabbricazione, componenti compositi, aerostrutture, FibreTemp
