Miglioramento delle capacità di riparazione dei compositi per componenti critici nei velivoli
Molte applicazioni industriali fanno ampio uso di materiali compositi che sono più durevoli e offrono una maggiore resistenza alla fatica rispetto ai metalli. Una delle industrie che ne sta traendo vantaggio è il settore aeronautico, in cui i materiali compositi contribuiscono a ridurre il peso dell’aeromobile, con conseguente riduzione del consumo di carburante per passeggero e una diminuzione dei costi associati. Questa crescita della domanda di materiali compositi ha generato un’industria accessoria per la loro manutenzione e riparazione. Il progetto COLOMBUS-2, supportato dall’UE, è stato creato da GMI per sviluppare le apparecchiature di riparazione necessarie per il fissaggio adesivo ad alte prestazioni e le toppe intelligenti, consentendo il monitoraggio dello stato di salute dei componenti critici dei velivoli. Il team ha sviluppato e convalidato nuove soluzioni di riparazione di compositi per aeromobili di ultima generazione interamente costruiti in composito, come l’A350 e il B787. Il progetto includeva una soluzione di riscaldamento adattativa (AdaptHEAT), una coperta riscaldante tagliabile (CONDUCTOR) e un sistema di applicazione portatile (OLGA). Insieme alle loro metodologie associate, queste soluzioni offrono nuove capacità di riparazione a tutto il settore aeronautico, contribuendo ad aumentare l’efficienza degli aeromobili e riducendo i costi. Soluzioni di riparazione di compositi Solitamente i danni al velivolo sono dovuti a fattori esterni, sia durante il volo (grandine, attacchi di uccelli, ecc.) che a terra (impatto di veicoli o attrezzi, ecc.). Questi fattori possono causare danni strutturali come ammaccature, graffi o delaminazioni o, nei casi più gravi, perforare la struttura, compromettendo significativamente la sicurezza. Le soluzioni composite per le strutture degli aeromobili possono portare a risparmi superiori al 50% rispetto agli aerei metallici, per non parlare del loro impatto ambientale positivo grazie alla riduzione di CO2, NOx e altre emissioni. Tuttavia, per realizzare le soluzioni in composito e avere aeromobili che volano in totale sicurezza e senza ritardi, le riparazioni strutturali devono essere rapide, affidabili ed economiche. Una riparazione composita di solito comporta il fissaggio adesivo e la polimerizzazione di una toppa di riparazione composita appositamente progettata, ad una temperatura rigorosamente prescritta (di solito tra 120 e 180 °C) per un periodo di tempo definito (di solito 1-2 ore). Tuttavia, questo processo richiede elementi riscaldanti specifici per raggiungere la temperatura designata, entro tolleranze molto strette (max +/- 5 °C), per qualsiasi posizione interessata dell'aeromobile. Tra le altre innovazioni, il team è riuscito a sviluppare questi elementi riscaldanti adattati (che adattano il sistema di riscaldamento alla struttura e non viceversa), insieme a un metodo di applicazione a pressione positiva, per strutture di compositi di velivoli complessi. Come spiega Roland Chemama, coordinatore del progetto: «Ciò che più ha colpito le nostre controparti è stata la coperta tagliabile CONDUCTOR per le riparazioni, che non ha paragoni con la tecnologia odierna. In pratica, qualsiasi tipo di riparazione composita di fissaggio designata può essere applicata utilizzando l’attrezzatura GMI Aero». Maggiori prestazioni dei velivoli con costi di produzione ridotti I risultati di COLOMBUS-2 si allineano efficacemente con l’ambizione europea generale di aumentare la sicurezza e il comfort dei passeggeri, con meno ritardi e prezzi dei biglietti più bassi. Fondamentale è anche il contributo alla riduzione delle emissioni di gas serra e del rumore. Inoltre, le nuove tecnologie che mantengono la competitività del settore porteranno direttamente alla creazione di nuovi posti di lavoro, rafforzando nel contempo la base tecnologica dell’UE e contribuendo all’espansione e alla crescita delle PMI fortemente impegnate nel settore R&S. Dato che il mercato aeronautico è un mercato altamente regolamentato, il team di sviluppo multifunzione di COLOMBUS-2 ha raggiunto soluzioni mirate su misura con tempi ridotti per l’immissione sul mercato. In effetti, alcune delle apparecchiature sono già incluse nei manuali di riparazione strutturale di diversi importanti produttori aeronautici. Guardando al futuro, Chemama afferma: «Attualmente, la nostra priorità è di espandere ulteriormente l’automazione e la standardizzazione delle riparazioni, aumentando al contempo la gamma di strutture riparabili, e quindi non da rottamare. Man mano che gli aerei diventano più avanzati, anche i metodi di riparazione dovrebbero andare di pari passo!»
Parole chiave
COLOMBUS-2, Composito, metallo, aeromobile, emissioni, trattamento termico, applicazione a pressione positiva, passeggeri, comfort, sicurezza, riparazione
