Garantire la qualità dei materiali compositi
Il progetto ENCOMB (Extended non-destructive testing of composite bonds), finanziato dall’UE, è stato lanciato per risolvere la mancanza di procedure standard di garanzia di qualità. In particolare, una tecnologia di collaudo non distruttivo (non-destructive testing - NDT), in grado di analizzare in modo affidabile sia le superfici delle strutture composite che gli incollaggi, crea difficoltà per la certificazione. La forza degli incollaggi dipende tra le altre cose dalle proprietà fisico-chimiche delle superfici aderenti, dall’adesivo e dalle giunture. Le proprietà fisico-chimiche sono influenzate da una serie di fattori, come ad esempio il livello di contaminazione, i parametri di indurimento, l’invecchiamento o l’attivazione dopo il pretrattamento della superficie. Per questo motivo, uno degli obiettivi del progetto ENCOMB era l’adattamento dei metodi per la caratterizzazione delle superfici incollate prima dell’applicazione dell’adesivo. Il secondo obiettivo era sviluppare tecniche per valutare i componenti incollati. Gli scienziati hanno definito questa nuova tecnologia di garanzia della qualità come “extended NDT” (ENDT). In primo luogo, sono stati identificati gli scenari di applicazione più rappresentativi nell’aereonautica. Sono stati sviluppati campioni adatti che sono stati caratterizzati usando metodi di ENDT. I risultati sono stati confrontati con quelli di una serie di metodi analitici tradizionali e test meccanici per valutare la loro idoneità alle specifiche attività di misurazione. Tra le altre cose, i ricercatori hanno applicato metodi ottici come la vibrometria a scansione laser, la termografia attiva e un test di bagnatura per caratterizzare lo stato delle superfici incollate. Sono state testate anche tecniche basate su sensori come i sensori a fibra ottica integrati o la spettroscopia a impedenza elettrochimica, nonché tecniche ad eccitazione laser e ultrasoniche non lineari. In totale, sono state testate 31 tecnologie ENDT per l’analisi delle superfici attaccate e la valutazione degli incollaggi. In particolare, per ogni scenario di applicazione nel settore aeronautico, sono state applicate diverse tecniche per rilevare diversi livelli di contaminazione le quali hanno passato il processo di validazione. Le conoscenze acquisite riguardo gli effetti della degradazione degli incollaggi farà guideranno i necessari miglioramenti di progettazione. L’implementazione di una tecnologia affidabile di valutazione porterà a un maggior uso dei componenti CFRP per strutture altamente integrate. La riduzione del peso prevista per la struttura della fusoliera sarà del 15 %. Questo avrà ulteriori effetti sulle dimensioni e il peso del motore. La riduzione totale del peso avrà come risultato significative riduzioni di consumo di carburante e di emissioni di CO2 per passeggero-chilometro.
Parole chiave
Materiali compositi, polimeri rinforzati con fibra di carbonio, componenti per aeroplani, incollaggio, test non distruttivi
