Una migliore produzione dei compositi

I compositi rinforzati a fibra di carbonio sono sempre più richiesti da settori come quello aerospaziale per la loro eccellente resistenza combinata al peso basso. Il peso inferiore si traduce in minori consumi ed emissioni ridotte in molte applicazioni.

Il progetto COMPAIR (Development of a manufacturing process for the production of small size complex-shaped structural aircraft components), finanziato dall’UE, ha sviluppato utensili appositi per produrre le preforme di fibra di carbonio e i processi di stampaggio a iniezione per sovrastamparli con stampi in materiale termoplastico (solfuro del polifenilene o PPS). Si tratta di un miglioramento importante rispetto ai metodi attuali dove i rinforzi in fibra pre-impregnati con matrice di resina sono posizionati in uno stampo manualmente.

Il sovra-stampaggio garantisce che le fibre di carbonio conduttive siano isolate elettricamente dal telaio metallico del velivolo per applicazioni aerospaziali. L’integrazione con lo stampaggio a iniezione migliora significativamente la produttività, riduce i costi di produzione e consente la fabbricazione di componenti con funzionalità avanzate per sostituire le parti metalliche. Inoltre, la compatibilità con materiali termoplastici riutilizzabili al posto di materiali a matrice termoindurente aumenta riciclabilità. Il sistema COMPAIR elimina anche le anomalie geometriche comuni e può adattarsi a una gamma di materiali e spessori delle preforme.

I ricercatori hanno usato gli utensili delle preforme per produrre preforme PPS in fibra di carbonio di alta qualità monopezzo in maniera coerente. L’aumento fino alla produzione di geometrie con staffa monoblocco potrebbe produrre risparmi importanti in termini di peso. Il team ha prodotto compositi utilizzando uno strumento per lo stampaggio a iniezione prototipo a singola cavità, un robot per la movimentazione e il riscaldamento della preforma e una preforma in fibra di carbonio/PPS.

La tecnologia è destinata al settore aerospaziale. Tuttavia, i benefici abbondano per molti altri campi sempre più interessati a sfruttare i vantaggi dei compositi leggeri. Le applicazioni comprendono impianti offshore di petrolio e gas, tutti i tipi di trasporto terrestre e marittimo e anche settori di nicchia come le auto da corsa.