La svolta è stata presentata nel The International Journal of Advanced Manufacturing Technology in un articolo intitolato Un gemello digitale per la produzione intelligente di compositi strutturali tramite stampaggio a liquido.

La pubblicazione è opera dei ricercatori di IMDEA Materials, del Prof. Carlos González e dei Drs. Joaquín Fernández-León e Keayvan Keramati, insieme al dottor Luis Baumela (UPM).

Nell'articolo, gli autori presentano un gemello digitale per analizzare il processo di produzione di materiali compositi strutturali utilizzando lo stampaggio a trasferimento di resina (RTM).

"Per quanto ho capito, questo è il primo gemello digitale progettato per analizzare il processo di produzione di un materiale composito", ha affermato il coautore Prof. González, capo del gruppo di ricerca sui compositi strutturali presso IMDEA Materials.

Un gemello digitale è un modello virtuale o una rappresentazione di un oggetto, componente o sistema che può essere aggiornato tramite dati in tempo reale tramite sensori, all'interno dell'oggetto stesso o incorporati nel processo di produzione.

Ad esempio, un componente o una turbina di un aereo potrebbe essere dotato di vari sensori progettati per monitorare aree chiave di funzionalità.

I dati ottenuti da questi sensori vengono incorporati direttamente nel modello virtuale, che può quindi eseguire simulazioni basate sulle informazioni ricevute per identificare potenziali guasti dei materiali o problemi di prestazioni.

Tuttavia, ciò che distingue il gemello digitale di nuova concezione da applicazioni simili è la sua attenzione esclusiva al processo di produzione del materiale composito stesso, anziché limitarsi all'analisi post-produzione delle parti prodotte.

Questa capacità proattiva consente ottimizzazioni in tempo reale e rilevamento precoce dei guasti, segnando un'evoluzione significativa nel campo della produzione digitale assistita da simulazione.

"In questa pubblicazione, ciò che abbiamo dimostrato è un gemello digitale in grado di fornire al produttore un quadro in tempo reale del materiale durante l'intero processo di produzione", spiega il prof. González.

"Ciò consente di monitorare il modo in cui lo stampo si sta riempiendo, il livello di porosità all'interno del materiale, se sono presenti fori, ecc."

RTM rappresenta una tecnica avanzata nell'ambito dello stampaggio di compositi liquidi (LCM), caratterizzata dalla sua capacità di produrre parti in materiale composito ad alte prestazioni con contenuto di vuoti ridotto in modo economicamente vantaggioso.

Integrando l'RTM con le tecnologie dei gemelli digitali, vengono facilitati il ​​monitoraggio in tempo reale e le regolazioni dinamiche dei parametri critici del processo, come la pressione di iniezione e il tempo di indurimento, migliorando significativamente sia la qualità del prodotto finale che l'efficienza della produzione.

"Il prossimo passo prevede lo sviluppo di un gemello digitale avanzato che consenta agli operatori non solo di monitorare in dettaglio il processo di produzione, ma anche di intervenire direttamente su di esso, applicando aggiustamenti in tempo reale basati sulla modellazione predittiva", ha affermato il Dott. Fernández-León .

"Ciò potrebbe includere, ad esempio, la modifica automatica della pressione di iniezione della resina o della temperatura dello stampo per prevenire la formazione di difetti, sulla base dell'analisi predittiva del gemello digitale, aprendo la strada a una produzione intelligente altamente ottimizzata."