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Produzione di compositi più economica e veloce

Il settore dei materiali compositi vanta un grande potenziale, ma è ostacolato dai costi elevati del processo di produzione. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo concetto di lavorazione, il quale include il controllo dei processi e l’analisi strutturale delle strutture composite, generando costi inferiori sia in termini di tempo che di denaro.
Produzione di compositi più economica e veloce
I processi di lavorazione dei materiali compositi richiedono uno sforzo sproporzionatamente elevato, per raggiungere i parametri di processo ottimali e per soddisfare le qualità e le tolleranze richieste per le leggere strutture ad alte prestazioni.

I vari settori richiedono sempre più materiali in grado di sostituire le parti con volume elevato, allo scopo di ridurre peso e costi. Tuttavia, al momento i processi di produzione per i materiali compositi ad alte prestazioni sono troppo inefficienti, o i materiali stessi non sono abbastanza forti.

L’iniziativa ECOMISE (Enabling next generation composite manufacturing by in-situ structural evaluation and process adjustment), finanziata dall’UE, ha lavorato per sviluppare un innovativo sistema di lavorazione al fine di favorire la produzione di compositi termoinduriti di nuova generazione e la post-lavorazione degli stessi. I ricercatori hanno sviluppato con successo dei processi ad alta precisione che aumentano l’efficienza e riducono i tempi di produzione.

Il progetto ECOMISE ha sviluppato un approccio di produzione basato sulle conoscenze, il quale impiega minore tempo e denaro. Per la prima volta, i ricercatori hanno creato una valutazione in loco delle proprietà dei compositi in fase di produzione, accoppiando tali informazioni con una regolazione dei processi immediata.

Attraverso il modulo probabilistico di predizione dei processi, il progetto ECOMISE ha sviluppato dei metodi più affidabili per prevedere il processo di fabbricazione continua dall’inizio alla fine, con sformatura finale. Considerando l’affidabilità dei processi, i ricercatori hanno selezionato i metodi più efficienti, in base alla precisione richiesta per ognuno di questi.

I ricercatori hanno inoltre sviluppato il modulo di monitoraggio online dei processi al fine di identificare proprietà come qualità, difetti, infusione e processi di finissaggio. Il progetto ECOMISE ha sviluppato l’hardware del sensore tramite un nuovo concetto di illuminazione, il quale vanta riflessi ridotti durante la misurazione dell’orientamento delle fibre.

In aggiunta, i membri del team di ricerca hanno fornito un modulo di valutazione in situ, contenente nuovi metodi e strumenti per l’analisi strutturale in tempo reale e per la valutazione degli effetti dovuti ai difetti dei componenti, durante la lavorazione.

Infine, il modulo sviluppato per la regolazione dei processi in situsostituisce le procedure attuali grazie a una funzionalità automatizzata per il processo decisionale. Le misure per la regolazione dei processi sono derivate dagli algoritmi integrati per l’ottimizzazione in tempo reale. Queste misure portano ad una significativa riduzione di materiale ed energia, garantendo al contempo la qualità necessaria per le parti prodotte.

I risultati promettono di avere un impatto significativo per le PMI e gli utenti finali del settore, come per esempio i fornitori di strutture composite.

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Keywords

Produzione di compositi, strutture composite, monitoraggio online dei processi, ottimizzazione, ECOMISE