Una tecnologia autoriscaldante innovativa ed efficace
I compositi sono sempre più utilizzati in un'infinità di applicazioni e ciò determina uno scompenso tra la domanda attuale e le capacità produttive. Se impiegata in combinazione con tecnologie di stampaggio liquido, la preformatura tessile dimostra di possedere un enorme potenziale in termini di automazione e di potenziamento della produttività, il cui sfruttamento richiede, tuttavia, un livello di innovazione elevato in grado di superare alcuni limiti tecnici. Servendosi dei finanziamenti stanziati dall'UE, gli scienziati hanno sviluppato alcune soluzioni in tale direzione nell'ambito del progetto http://www.embroidery-project.eu./ (EMBROIDERY) . L'iniziativa ruotava intorno all'adattamento della tecnologia di applicazione di fibre su misura (TFP), sviluppata negli anni 90 per le macchine da ricamo, alla produzione di materiali compositi avanzati, mediante l'integrazione di fibre di carbonio o di fili metallici all'interno di materiali elastomerici o laminati di compositi rigidi per la produzione di uno strato autoriscaldato e resistivo. Le piccole e medie imprese (PMI) sono state in grado di identificare tre tipi di utilizzo: membrane autoriscaldate flessibili per le attività di preformatura o riparazione, laminati autoriscaldati rigidi per la lavorazione (stampaggio) e laminati autoriscaldati rigidi per i compositi multifunzionali. Ai fini del collaudo, il gruppo di esperti ha selezionato membrane in silicone e materiali preimpregnati, una resina stratificata liquida e un rivestimento in gel per le superfici dei laminati. Le simulazioni basate sul trasferimento di calore sono state incentrate sulla ricerca della configurazione ideale dei laminati autoriscaldati, ai fini di una distribuzione termica omogenea negli stampi ottenuti mediante il processo di stampaggio a trasferimento di resina (RTM). Questa tecnica consente di manovrare le fibre per poterne allineare l'orientamento al campo di stress e ottenere, in tal modo, un rafforzamento e un utilizzo ottimali dei materiali e realizzare componenti ultraleggeri. Gli scienziati hanno condotto prove di integrazione finalizzate alla convalida delle membrane flessibili e dei materiali preimpregnati per i laminati rigidi. Le proprietà elettriche e termiche dei campioni hanno dimostrato la capacità di questa tecnologia di soddisfare tutti i requisiti richiesti, conducendo alla creazione di nuovi prototipi a elevate prestazioni. Al fine di ottenere risultati ottimali, sono inoltre stati elaborati algoritmi informatici che consentiranno di automatizzare la manovrabilità delle fibre, mediante il controllo del mandrino di un dispositivo di alimentazione a funzionamento ininterrotto. Le innovazioni apportate dal progetto EMBROIDERY in termini di autoriscaldamento basato su strati integrati con TFP determinerà un importante abbattimento dei costi, nonché un aumento dei volumi di vendita rispetto ai componenti attualmente presenti sul mercato. Questa tecnologia garantirà un abbattimento dei tempi di produzione e dei consumi energetici, determinando nel contempo un aumento della qualità dei componenti e registrando un impatto importante sulla competitività delle PMI del settore.
