Un'iniziativa dell'UE ha sviluppato un modo conveniente per produrre nastro unidirezionale (UD) per fabbricare e rinforzare parti di automobili e aerei. La soluzione li renderà più leggeri e più rispettosi dell'ambiente.

Le automobili sono tra i maggiori responsabili della generazione di emissioni di gas serra, aumentando i costi sia per l'ambiente che per i produttori. Una soluzione è rendere i veicoli più leggeri utilizzando nuovi materiali come i nastri in fibra UD. Però, fino ad ora questi nastri erano costosi e difficili da produrre in quantità considerevoli.

Per affrontare questo problema, il FORTAPE, finanziato dall'UE, ha raggruppato 10 partner di 5 paesi europei che coprono l'intera catena del valore. L'ampia gamma di parti interessate era necessaria per sviluppare nuove tecnologie integrate con l'uso più efficiente di materiali ed energia. Ciò è stato fatto per adattare i nastri UD all'uso in veicoli e aeroplani.

I nastri UD possono essere utilizzati per migliorare le proprietà meccaniche di una parte in plastica. Possono essere utilizzati anche per la fabbricazione di parti strutturali, consolidare e termoformare più strati.

Ostacoli all'uso estensivo

Ma, questo nuovo materiale ad alte prestazioni presenta alcuni ostacoli all'uso diffuso nell'industria, dice il coordinatore del progetto Raquel Ledo Bañobre. Gli ostacoli principali sono l'elevato consumo di risorse, tassi di automazione inferiori, elevata produzione di materiali difettosi e il conseguente aumento dei costi di fabbricazione.

"In termini globali, l'industria deve ridurre il peso dei veicoli per ridurre le emissioni di gas serra e soddisfare i requisiti dell'UE utilizzando una soluzione efficiente in termini di costi, " aggiunge. "Nonostante le loro enormi proprietà meccaniche e il potenziale di leggerezza, c'erano diversi problemi che dovevano essere affrontati per garantire il loro ampio uso nel settore."

Il progetto si è concentrato su tre assi principali:produzione di nastri, produzione di parti, e la modellazione di processi e parti. Sono state studiate tre diverse tecnologie per l'impregnazione delle fibre per sviluppare il processo innovativo nella produzione di nastri in fibra di carbonio e vetro UD con un maggiore contenuto di fibre.

Riduzione drastica del prezzo

FORTAPE è stata in grado di ottimizzare il processo di produzione per produrre 16 nastri alla volta alla giusta larghezza. Ciò ha contribuito a ridurre notevolmente il prezzo del nastro.

Un altro risultato è stato un metodo automatizzato per utilizzare i nastri UD come rinforzo per un regolatore di finestra. Ciò contribuirà a soddisfare i tempi di ciclo e le esigenze di volume di produzione per l'industria automobilistica. Per il settore aeronautico è stato sviluppato un processo di produzione di serramenti utilizzando nastri in poliammide UD ignifugo.

È stato inoltre sviluppato un modello completo dei nastri UD come rinforzo per prevedere le proprietà meccaniche della parte e il processo di stampaggio a iniezione. Entrambi gli aspetti sono fondamentali per introdurre nuovi materiali nel settore automobilistico.

Il risultato più significativo è il risparmio energetico e dei materiali. FORTAPE è stato in grado di battere tutti gli obiettivi sul risparmio di materiale. L'obiettivo per le parti aeronautiche era originariamente fissato al 75%, e ha raggiunto quasi il 92 percento. Allo stesso modo, i risparmi per le parti automobilistiche hanno raggiunto quasi il 57 percento dal 40 percento iniziale. Il progetto ha raggiunto tutti gli obiettivi di risparmio energetico tranne uno. Tutti i requisiti dell'UE sono stati soddisfatti.

La fattibilità tecnica ed economica dei processi è stata dimostrata con successo. Per ottenere l'implementazione industriale, saranno necessarie nuove regolazioni e ottimizzazioni. Bañobre afferma che il piano è continuare a esplorare le possibilità di far maturare l'innovazione e portarla sul mercato.

"La riduzione ottenuta in termini di consumo di materiali ed energia consentirà alle aziende di ridurre i costi di produzione e ridurre l'impatto ambientale, "conclude.