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PRESS RELEASE Paris, February 19th, 2019

I JEC Innovation Awards celebrano la proficua collaborazione tra gli operatori del settore dei materiali compositi. Negli ultimi 15 anni, i JEC Innovation Awards hanno coinvolto 1.800 aziende in tutto il mondo. 177 aziende e 433 partner sono stati premiati per l'eccellenza delle innovazioni ottenute con i materiali compositi. I JEC Innovation Awards premiano le migliori aziende del settore in base a criteri quali il coinvolgimento dei partner nella catena del valore, la tecnicità o le applicazioni commerciali delle innovazioni. LA STAMPA 3D, UNA NUOVA CATEGORIA NEL 2019 Nel 2019 una giuria internazionale di esperti ha selezionato 30 finalisti tra più di cento candidature che si sono sfidati in 10 categorie, tra cui la nuova stampa 3D. "Il programma JEC Innovation Awards è rappresentativo e premia i pionieri dell'innovazione nei materiali compositi. La stampa 3D svolge un nuovo ruolo nel nostro settore. La combinazione di materiali leggeri e resistenti che consentono una grande libertà di progettazione, con una tecnologia che consente forme complesse, riveste un notevole interesse per i produttori. Molti di essi hanno iniziato ad usarla per realizzare parti di autoveicoli, di aerei o pareti di edifici", analizza Franck GLOWACZ, Innovation Content Leader di JEC Group. " Visto l'alto livello dei candidati, la cerimonia dei JEC Innovation Awards sarà avvincente! ” UNA PRESTIGIOSA GIURIA INTERNAZIONALE • Anurag BANSAL, Manager Global Business Development, ACCIONA Infraestructuras • Christophe BINETRUY, Professore, EC Nantes • Robert BUCHINGER, CEO, SUNLUMO Technology • Grahame BURROW, Global President, MAGNA EXTERIORS • Dominique DUBOIS, CEO, CARBOMAN Group • Karl-Heinz FUELLER, Manager Hybrid Materials, Concepts and AMG, DAIMLER • Sung HA, Professore, HANYANG UNIVERSITY • Murat OGUZ ARCAN, COO, Composites, Construction and Business Development, KORDSA • Henri SHIN, Direttore – R&D Composites Innovation Center, KOLON • Kiyoshi UZAWA, Professore/Direttore (Ph.D), INNOVATIVE COMPOSITE CENTER APPUNTAMENTO ALLA CERIMONIA DI PREMIAZIONE DELLA JEC INNOVATION! La cerimonia di premiazione dei JEC Innovation Awards si terrà mercoledì 13 marzo alle 16.30 sul palco Agora della mostra JEC World 2019. Ingresso gratuito. Per ottenere un badge visitatore: http://registration.jec-world.events/ Per scoprire i finalisti, visita www.jec-world.events

KORDSA TEKNIK TEKSTIL partner dei JEC Innovation Awards

JEC GROUP JEC Group è l'azienda leader mondiale interamente dedicata allo sviluppo di canali e piattaforme di informazione e relazioni commerciali per sostenere e promuovere la crescita dell'industria dei materiali compositi. JEC Group, oltre a pubblicare la rivista JEC Composites Magazine, rivista di riferimento del settore, guida programmi di innovazione globale e organizza numerosi eventi nel mondo, tra cui il JEC World (la mostra internazionale più importante a livello mondiale dedicata ai materiali compositi e alle loro applicazioni), che si svolge ogni primavera a Parigi. www.jeccomposites.com

SCOPRI I 30 FINALISTI SELEZIONATI PER I JEC INNOVATION AWARD 2019

Parigi, 19 febbraio 2019

mailto:[email protected]

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AEROSPAZIALE - APPLICAZIONE STRUTTURA COMPOSITA DEGLIALETTONI VULCANIZZATI IN UN’UNICA OPERAZIONE

Nominata per un JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (Repubblica Ceca)

Partner associato: Aero Vodochody Aerospace a.s. (Repubblica Ceca)

Struttura dell'alettone per una cassa del profilo di apertura alare connesso con uno strato di fibra avvolto da robot mediante vulcanizzazione in un’unica operazione. Processo: produzione automatizzata senza struttura a sandwich o legame secondario.

Principali vantaggi:

Struttura robusta e affidabile

Assenza di legame secondario

Rivestimento esterno continuo

Processo in un'unica operazione per la produzione e la vulcanizzazione

Il processo di produzione può essere automatizzato

L'innovazione è un processo applicativo per l'avvolgimento e il montaggio robotizzati di fibre per la produzione automatizzata di strutture alari. Il processo prevede l'avvolgimento, con fibre assiali, di varie sezioni sagomate che vanno a formare le casse dei profili di apertura alare. Le casse formano insieme il profilo della sezione alare.

Prima della vulcanizzazione, gli strati esterni vengono avvolti con l'attrezzatura ancora in posizione, consolidando così le travi interne e creando la forma dell'alettone. La superficie esterna viene quindi pressata con uno stampo flessibile sotto vuoto a temperatura ambiente e il pezzo viene vulcanizzato in un unico passaggio, senza elementi con legami secondari. La superficie viene quindi rifinita.

AEROSPAZIALE - APPLICAZIONE

STRUTTURA PRIMARIA PER RAZZI SONDA

Nominata per un JEC Innovation Award: Deutsches Zentrum für Luft - und Raumfahrt E.V (Germania)

Partner associato: AFPT GmbH (Germania)

Componente composito termoplastico in sostituzione di una struttura primaria completamente metallica che consente di ridurre il peso grazie a specifiche proprietà termomeccaniche.


Comportamento strutturale anisotropo ottimizzato

Riduzione del peso, con conseguente risparmio di carburante e di costi

Processo termoplastico AFP locale con tempi di produzione minimi

È stato utilizzato un processo di montaggio automatico di fibre (AFP) con nastri termoplastici rinforzati con fibre di carbonio (CF-PEEK) per realizzare una struttura primaria per missioni di razzi sonda. Questo elemento sostituisce un componente metallico tradizionale, contribuendo così ad un maggiore utilizzo dei compositi nelle applicazioni spaziali. A differenza di altri processi AFP che utilizzano materiali termoplastici, non è stato necessario alcun processo di post-consolidamento per garantire l'integrità strutturale.

Questo metodo di produzione locale in un’unica operazione è da tempo un obiettivo degli operatori del settore termoplastico perché elimina lunghi e dispendiosi processi di preparazione sotto vuoto. Il metodo utilizzato per la realizzazione di questo componente presenta anche un vantaggio significativo rispetto ai processi di avvolgimento, dove le intersezioni di fili assemblati (roving) portano a ondulazioni delle fibre e quindi a una minore rigidità e resistenza. Sono state invece ottenute eccellenti tolleranze geometriche e qualità di consolidamento tra le tele.

Il risultato è stato verificato mediante prove non distruttive con ultrasuoni, raggi X e termografia a infrarossi. I carichi operativi sono trasferiti alla struttura tramite rivetti a vite HI-LOK, con prove di qualificazione in condizioni di compressione, flessione e taglio completate con successo nel 2018. Con l’imminente lancio come parte della missione DLR ATEK (VSB-30), questo componente ha ancorato con successo il suo posto nella storia come uno dei componenti, se non il primo, prodotti AFP in loco che svolgono un ruolo importante nel volo reale.

AEROSPAZIALE - APPLICAZIONE

STAMPAGGIO AD INIEZIONE DI INGRANAGGI SU ALBERI MOTORE CF-PAEK

Nominata per un JEC Innovation Award: Herone (Germania)

Partner associati: TU Dresda (Germania), Victrex Europa GmbH (Germania)

Stampaggio ad iniezione di profili compositi CF-PAEK con CF-PEEK – un’evoluzione intelligente della tecnologia di sovrastampaggio per raggiungere il livello successivo di forza di connessione per profili integralmente in composito.


Massima qualità dei componenti grazie al prestampaggio tessile dei nastri UD (porosità < 0,5%).

La tecnologia di consolidamento di Herone prevede tempi di ciclo di 15 minuti

Lo stampaggio a iniezione consente la progettazione integrale dei componenti per una soluzione completamente termoplastica.

Design integrale per ridurre il numero di componenti e i costi di montaggio

Migliori performance grazie alla combinazione di legame coesivo e di legame di stampaggio

L'albero motore CF-PAEK, con ingranaggi interamente in materiale termoplastico (ad es. per i meccanismi di chiusura delle porte di un aereo) è la prova del concetto per la funzionalizzazione dei profili cavi CF-PAEK con CF-PEEK utilizzando la tecnologia di stampaggio ad iniezione inventata da Herone. Nella prima fase del processo, i nastri termoplastici UD vengono intrecciati per caricare appositi nastri presagomati, chiamati organoTubes. Utilizzando nastri termoplastici UD completamente consolidati, l'impegnativa e lunga fase di impregnazione delle fibre viene già completata prima del prestampaggio.

In questo modo si aumenta notevolmente l'efficienza del processo garantendo la massima qualità della struttura dell'albero. Inoltre l’intrecciatura consente elevati tassi di deposizione rendendo il processo adatto alla produzione industriale su larga scala. Gli organoTubes CF-PAEK vengono poi stampati sulle strutture consolidate degli alberi motore con l'esclusiva tecnologia di stampaggio Herone. Nella seconda fase, gli ingranaggi vengono stampati ad iniezione sulla struttura consolidata dell'albero motore. Utilizzando il calore e la pressione della mescola di iniezione, l'albero motore viene termosagomato in modo da creare un legame indivisibile tra la struttura in composito dell'albero e l'ingranaggio stampato ad iniezione.

Perciò il legame coesivo tra la struttura in composito e l'ingranaggio viene rafforzato da un ulteriore legame di stampaggio. L'albero motore è realizzato con nastro Slit Tape Victrex UD basato sul nuovo polimero PAEK, il VICTREX AE™ 250, con una temperatura di fusione inferiore di circa 40 K rispetto al tradizionale PEEK. L'ingranaggio è realizzato in PEEK 90HMF40 rinforzato con fibre corte di carbonio della Victrex. La scelta di un materiale con una differenza di temperatura di fusione di 40 K elimina la necessità di preriscaldare l'albero al di sopra della temperatura di fusione prima dello stampaggio ad iniezione.

In questo modo si migliora enormemente l'efficienza delle risorse, l'affidabilità del processo e la resistenza dell'interfaccia.

AEROSPAZIALE - PROCESSI

A+ GLIDE FORMING: PROCESSO DI PRODUZIONE AUTOMATIZZATO

Nominata per un JEC Innovation Award: Laboratori Applus+ (Spagna)

A+ Glide Forming è un nuovo processo continuo utilizzato per stampare i correntini alari in CFRP con contorni complessi in una sola operazione. Si tratta di una soluzione di stampaggio versatile, ad alta produttività e a basso investimento.


Qualità: in grado di stampare pezzi di alta qualità con contorni lunghi senza grinze.

Elevata flessibilità: un'unica macchina per più correntini alari diversi

Efficienza dei costi: alta produttività, un'unica macchina per forme diverse

Risparmio di energia: nessun riscaldamento degli utensili, grande semplicità di utensili e processi

Le nuove strutture in composito degli aerei sono costituite da pannelli rinforzati con correntini, sia per i telai che per le centine. I tipici longheroni della fusoliera hanno sezioni ad omega, mentre i correntini a T sono più spesso utilizzati nelle ali. I correntini sono di solito parti lunghe e strette. I longheroni della fusoliera possono essere lunghi da 4 a 12 metri e i correntini alari fino a 40 metri in un grande aereo.

La tecnologia A+ Glide Forming è stata sviluppata per stampare correntini lunghi e curvi a partire da deposizioni di fibre impregnate di resina (preimpregnato) piatte e a tutto spessore con tecnica ATL (Automated Tape Lay-up) o AFP (Advanced Fibre Placement). Questa tecnologia innovativa può essere utilizzata per stampare correntini curvi con sezioni, lunghezze, spessori e curvature diversi utilizzando un'unica macchina che accetta utensili diversi.

AEROSPAZIALE - PROCESSI SCHIENALE AERODINAMICO IN MATERIALE COMPOSITO 16 G CONFORME ALLE NORME FST

Nominata per un JEC Innovation Award: Cecence (Regno Unito)

Partner associati: Acro Aircraft Seating LTD (UK), FTI (UK)

Schienale in carbonio 16g completamente in composito, stampato con compressione rapida a caldo, con conformità FST integrata all’interno, che elimina la necessità di trattamento ignifugo e con una superficie immediatamente pronta per la verniciatura dopo lo stampaggio.


Bassi sprechi grazie all'uso quasi nullo di materiali di consumo

Lo stampaggio rapido a caldo dei materiali di vulcanizzazione riduce i costi di produzione

I sistemi a resina fenolica e bioresina sono meno costosi dei sistemi a resina epossidica

Il potenziale di stampaggio definitivo elimina le esigenze di ulteriori lavorazioni

Questa evoluzione è un ulteriore passo in avanti verso lo stampaggio in un’unica soluzione di un componente completo.

Cecence ha dimostrato che è possibile produrre lo schienale di un sedile in carbonio composito leggero e completamente conforme alle norme FST con stampaggio a compressione a caldo, che può superare i requisiti FST e soddisfare i 16g HIC. Questo schienale è parte integrante del sedile omologato Acro Airbus line fit ed è attualmente in uso. Il costruttore aereo ha un prodotto che è esteticamente piacevole con una finitura liscia e che risponde al peso richiesto.

Il materiale ha permesso ai progettisti Acro di creare forme che non sarebbero state possibili in metallo e di risparmiare spazio sull'aereo per consentire un maggiore comfort dei passeggeri.

La svolta tecnologica dell'innovazione risiede sia nel rapido processo di produzione che nello schienale che ne deriva, dove la conformità FST è integrata nel componente strutturale e non si basa su un ulteriore trattamento per ottenere una protezione antincendio.

Cecence ha effettuato importanti investimenti nella fase iniziale di ricerca e sviluppo, progettando e ingegnerizzando un materiale strutturale che fosse conforme FST, facile da lavorare e da trattare, con un'eccellente finitura di superficie. L’azienda ha lavorato a stretto contatto con il produttore di preimpregnato FTI per combinare la selezione e l'orientamento delle fibre di carbonio di Cecence con un sistema di resina fenolica fenolica con lo 0% di formaldeide compatibile con l’ambiente di lavoro.

AEROSPAZIALE - PROCESSI

PROCESSO DI PRODUZIONE A ZERO DIFETTI

Nominato per un JEC Innovation Award: Profactor GmbH (Austria)

Partner associati: Airbus Defence and Space GmbH (Germania), Danobat (Spagna), Dassault Systemes SA (Francia), FIDAMC- Fundación para la Investigación, Desarrollo y Aplicación de Materiales Compuestos (Spagna), IDEKO S. COOP (Spagna), InFactory Solutions GmbH (Germania), M. Torres Diseños Industriales SA (Spagna), Profactor GmbH (Austria).

Lo sviluppo è un processo di produzione a difetti zero per pezzi compositi di grandi dimensioni. Utilizza sistemi di monitoraggio in linea e di supporto alle decisioni per evitare che i difetti si manifestino solo durante il TND finale.

Vantaggi Chiave:

Nessun difetto (o un numero sostanzialmente ridotto di difetti che si manifestano durante il TND finale.

Notevoli incrementi di produttività durante la laminazione grazie all'ispezione automatizzata

Processi di infusione e polimerizzazione ottimizzati grazie al feedback diretto del sensore

Decisioni qualificate di rilavorazione basate sull'analisi del pezzo così come prodotto.

Visione globale dell'intero processo utilizzando la simulazione del flusso del pezzo

Il cuore del processo di produzione a difetti zero sono i processi di laminazione automatica a secco (DFP) e ADMP e i successivi processi di infusione e polimerizzazione. La catena di lavorazione prevede quattro fasi:

(1) Un sistema di controllo qualità in linea scansiona il materiale posato durante il processo di laminazione, fornendo un feedback immediato su eventuali problemi di qualità. Una volta terminato lo strato, l'operatore della macchina può avviare immediatamente qualsiasi rilavorazione, se necessario, o continuare con lo strato successivo. L'ispezione manuale dopo ogni strato non è necessaria.

(2) Il monitoraggio del processo durante il processo di infusione e indurimento genera informazioni che non possono ancora essere controllate direttamente. Attraverso l'integrazione di un sensore, il flusso frontale durante l'infusione, la temperatura e lo stato di polimerizzazione possono essere misurati lungo l'intero sensore (non solo in singole posizioni). Questo permette un'analisi dettagliata del processo, in modo da poterlo fermare al momento giusto.

(3) I dati dei difetti sono raccolti in un "database di produzione" che viene poi utilizzato con metodi ad elementi finiti per calcolare l'impatto dei difetti sulla resistenza meccanica del pezzo. Questo permette una valutazione del pezzo così come viene prodotto e fornisce importanti input per i processi di rilavorazione.

(4) Uno strumento di supporto alle decisioni unisce tutte le fonti di dati di cui sopra e le combina con una simulazione logistica del flusso del pezzo. Queste informazioni vengono presentate all'operatore per aiutare a decidere le diverse strategie di rilavorazione. Attraverso queste fasi di monitoraggio del processo, è possibile rilevare un'ampia gamma di difetti tipici e, se necessario, rielaborarli, in modo che durante l'ispezione di fine linea si manifestino un numero sostanzialmente inferiore (o addirittura nullo) di difetti.

AUTOMOTIVE - APPLICAZIONE TASSELLI COMPOSITI PER MIGLIORARE LE PRESTAZIONI NVH

Nominato per un JEC Innovation Award: Hexcel (Regno Unito)

Partner associato: Saint Jean Industries (Francia)

Rinforzando localmente i sottotelaio in alluminio ottimizzato con le zone in carbonio HexPly® di Hexcel, è possibile migliorare significativamente le prestazioni in termini di rumorosità e vibrazioni, mantenendo al minimo il peso aggiuntivo.


Migliori prestazioni in termini di rumore e vibrazioni (NVH)

Rapporto rigidità/peso ottimizzato

Riduzione dei costi di produzione e flessibilità produttiva

Maggiore comfort di guida

Risparmi energetici IE

Hexcel e Saint Jean Industries hanno lavorato insieme ad un progetto innovativo per trovare una soluzione per migliorare le prestazioni acustiche e vibrazionali (NVH), in particolare sui veicoli elettrici (EV), e mantenere il miglior rapporto rigidità/peso dei sottotelai leggeri in alluminio.

Hexcel ha fornito tasselli in carbonio progettati con un software di simulazione interno, appositamente progettato per rinforzare localmente le parti in alluminio e fornire funzionalità aggiuntive di gestione del rumore e delle vibrazioni.

I tasselli preimpregnati HexPly® sono costituiti da una fibra di carbonio unidirezionale e da una matrice epossidica. Questo preimpregnato a polimerizzazione rapida polimerizza e si lega al metallo in un processo ad alta efficienza in un'unica fase. Le parti indurite possono facilmente resistere alle condizioni estreme di temperatura e umidità a cui sono sottoposti i sottotelai. La resina polimerizza in due minuti a 170°C, con una temperatura di transizione vetrosa di 145°C. Un leggero velo di vetro tra l'alluminio e il carbonio evita la corrosione galvanica. La Saint Jean Industries ha testato la nuova tecnologia su un sottotelaio posteriore in alluminio da 18,5 kg di un veicolo di serie.

I partner hanno effettuato un'analisi modale sulla gamma di frequenze sperimentate dal sottotelaio, coprendo i diversi tipi di motore per tutta la gamma di velocità del veicolo. Sulla base dell'analisi SJI, Hexcel ha calcolato gli strati di carbonio e gli orientamenti necessari ottimizzando le prestazioni meccaniche in relazione alla risposta alle vibrazioni.

Anche la geometria e la posizione delle zone di rinforzo sul pezzo sono state studiate in simulazioni di vibrazione. In totale sono stati aggiunti alla struttura 500 grammi di materiale composito. Una volta irrigidito, il dimostratore è stato nuovamente testato al banco di prova.

Ha mostrato una significativa modifica delle frequenze naturali da 10 a 25 Hz. Guardando i risultati delle prove, si può concludere che l'uso dei tasselli preimpregnati di Hexcel modifica positivamente le caratteristiche di vibrazione del sottotelaio e aiuta a controllare le prestazioni NVH e il peso del pezzo.

AUTOMOTIVE - APPLICAZIONE

PAVIMENTO IN CARBONIO LEGGERO LCF

Nominato per un JEC Innovation Award: Kandge Composites CO., LTD. (Cina)

Partner associati: Kangde Composites Co., Ltd (Cina), KDX Europe Composites R&D Center GmbH (Germania), KDX Roding Europe Automobile Design Center GmbH (Germania), NIO (Germania).

Pavimento posteriore in carbonio composito altamente integrato per un peso ridotto, una sicurezza eccezionale e migliori prestazioni del veicolo. Applicazione ad alto volume e a basso costo, progettata a livello globale e prodotta in serie in Cina.


Efficienza dei costi: forma quasi a rete, utensili e riduzione dei costi di processo.

Prestazioni: rigidità torsionale 44.930 N-m; sicurezza NCAP a 5 stelle; maggiore durata.

Leggero: Risparmio di peso >30% rispetto all'Al baseline; maggiore efficienza del sistema

Volume elevato: tempo di ciclo ridotto (2,5 minuti); completamente automatizzato; livello di processo di JPH 20/h

Rete globale: dalla progettazione alla produzione, dal bozzetto alla SOP, fornitori globali

Il NIO Lightweight Carbon Floor (LCF) è un modulo composito che combina un'elevata integrazione funzionale con l'efficienza dei costi per volumi elevati. Il LCF rafforza l'intera parte posteriore della struttura BiW e si compone di tre principali sottoinsiemi CFRP.

Il design si è concentrato su quattro aspetti:

(1)Integrazione funzionale: l'LCF copre i casi di carico e i requisiti più critici, dalla rigidità/NVH, alla sicurezza e alla durata dei casi di carico.

(2)Progettazione ottimizzata del percorso di carico: sono stati condotti loop di ottimizzazione del layup derivati dai requisiti funzionali per ottenere migliori prestazioni di alleggerimento.

(3)Progettazione basata sulla produzione: le linee guida di progettazione sono state prese in considerazione fin dall'inizio per consentire una fase di produzione più fluida utilizzando la più recente tecnologia WCM.

(4)Design multi-materiale: l'LCF del NIO ES6 è integrato in una struttura complessiva in alluminio BiW. Sfide quali diversi allungamenti termici tra fibra di carbonio e alluminio, corrosione da contatto, giunzioni adesive (due tipi), inserti, perni e dispositivi di fissaggio sono stati gestiti e convalidati da CAE e test fisici.

Sono state selezionate fibre (50K, CF ad alta resistenza), tessuti (150/300 g/m² UD-NCF) e resine (2-K EP a polimerizzazione rapida) per ottenere il miglior compromesso tra efficienza economica e proprietà meccaniche. La validazione multilivello è stata completata dal livello di materiale/coupon, attraverso il componente e il sottosistema fino al livello di sistema/veicolo.

La soluzione di lavorazione e assemblaggio è competitiva in termini di costi grazie alla continua ottimizzazione del processo e a un processo completamente automatizzato per la produzione di pezzi e l'assemblaggio dei veicoli (applicazione di adesivi, posizionamento dei pezzi e vulcanizzazione IR), ai minori costi di manodopera e di energia e all'efficienza di una piattaforma di produzione intelligente Industry 4.0 (Gruppo Kangde) che migliora continuamente il processo utilizzando i dati di produzione generati.

I principali vantaggi includono il 50% di risparmio sui costi degli stampi rispetto allo stampaggio dei metalli, il 30% di risparmio sui costi di processo, una forma quasi a rete grazie all'elevato tasso di utilizzo del materiale, tempi di ciclo ridotti (2,5 minuti) e un livello di processo di JPH 20/h a NIO.

AUTOMOTIVE - APPLICAZIONE

BINARI DI GUIDA IN MATERIALE COMPOSITO PER TETTUCCIO PARASOLE A RULLO

Nominato per un JEC Innovation Award: Polyscope Polymers (Paesi Bassi)

È la prima volta che un composito termoplastico sostituisce con successo l'alluminio per le guide su moduli per tettuccio apribile a rullo.


L'unità plug-in, con robot ad una fase installata, elimina 2-3 fasi di montaggio.

Maggiore spazio disponibile sulla testa dei passeggeri

La famiglia di stampi modulari consente di risparmiare sui costi di produzione e sugli utensili. Risparmio totale del 20%.

Le tradizionali guide in alluminio estruso per tettucci apribili richiedono più tempo e manodopera sulla catena di montaggio per completare il montaggio dei sottocomponenti del tettuccio prima di montare il sistema sulla parte superiore del veicolo. Un modulo pre-testato è ora disponibile e pronto per l'installazione robotizzata in un'unica operazione.

I binari compositi sono stampati ad iniezione da un 15% di stirene maleico di stirene rinforzato con vetro (SMA/ABS-GF) per ottenere dimensioni precise, tolleranze ristrette, buona rigidità e resistenza e un eccellente adesione a strutture metalliche e di vetro tramite un adesivo strutturale in poliuretano (PUR).

AUTOMOTIVE - PROCESSI

PRODUZIONE RAPIDA DI COMPOSITI TP COMPLESSI

Nominato per un JEC Innovation Award: Evopro Systems Engineering Kft. (Ungheria)

Partner associati: eCon Engineering Kft. (Ungheria), HD Composite Zrt. (Ungheria), l'Università di tecnologia ed economia di Budapest, Facoltà di ingegneria meccanica (Ungheria) e l'Accademia ungherese delle scienze, Centro di ricerca per le scienze naturali (Ungheria).

Produzione automatizzata e a breve termine di compositi polimerici termoplastici con particolare attenzione all'elevata integrazione funzionale, complessità e riciclabilità delle parti, basata sulla tecnologia T-RTM.


Sandwich strutturali in composito PA6 omogeneo e riciclabile per un'elevata rigidità.

Composito PA6 omogeneo e riciclabile per una superficie di classe A vicina alla classe A

Produzione automatizzata e veloce con la produzione Industry 4.0 manufacturing

Maggiore livello di integrazione funzionale delle parti in composito

Fino al 20% di riduzione dei costi di produzione dei compositi strutturali

Il programma di ricerca e sviluppo di Evopro si concentra sulla produzione automatizzata ad alta velocità di compositi per applicazioni automobilistiche. L'azienda ha ampiamente sviluppato la tecnologia T- RTM per produrre parti strutturali in composito basate su una matrice PA6. L'obiettivo era quello di utilizzare T- RTM con polimerizzazione in-situ dell'E-caprolattame, supportato da una preformazione completamente automatizzata, secondo i principi dell'Industry 4.0.

La tecnologia è già nota con l'applicazione del sovrastampaggio/retroiniezione (con stampaggio ad iniezione) e alcuni risultati sono stati pubblicati negli anni passati e presentati anche al JEC World. Inoltre, Evopro ha compiuto passi significativi nel quadro del suo programma per creare strutture sandwich basate su nucleo, a guscio in PA6, completamente omogenee (per migliorare le proprietà meccaniche e la riciclabilità) e per applicare il rivestimento interno allo stampo in PA6 per creare una superficie quasi di Classe A sul prodotto.

Le strutture sandwich sono molto importanti per l'elevata rigidità dimensionale delle parti in composito a bassa densità. Di solito, le schiume con struttura a cellule chiuse come le schiume PES, PET, PVC o PU, legno di balsa e favi sono utilizzati come materiali del nucleo.

L'applicazione di questi materiali per il nucleo creerebbe difficoltà nel riciclaggio di compositi a base di PA6. Con questa soluzione, i nuclei in schiuma PA6 possono essere utilizzati per i compositi a base di PA6 per creare strutture sandwich omogenee per una riciclabilità ottimale, che è un fattore chiave per le applicazioni automobilistiche.

La qualità superficiale dei compositi termoplastici continui rinforzati con fibre non ne consente l'applicazione su superfici visibili a causa del ritiro del polimero e della trasparenza delle fibre. La tecnologia In-mould è una soluzione nota nel caso di SMC, ad esempio, e di altri processi basati su materiali termoindurenti, ma l'applicazione di un rivestimento termoindurente non consente il riciclaggio di parti composite in PA6 a causa del complesso di materiali disomogenei. Con il processo di Evopro, è possibile creare un rivestimento superficiale a base di PA6 su parti composite a base di PA6 con rivestimento interno allo stampo. Questo processo consente l'utilizzo di cariche, pigmenti e additivi diversi.


EVOLUZIONE DELLA VERNICIATURA PER I PANNELLI DELLA CARROZZERIA AUTO CFRP

Nominato per un JEC Innovation Award: Hyundai Motor Group (Corea del Sud)

Partner associati: Hyundai Motor Group (Corea del Sud), Hyundai Steel Company (Corea del Sud), Hyundai Motor Group - Polymer research lab (Corea del Sud), Mitsubishi Chemical Corporation (Giappone), SK Chemicals (Corea del Sud).

Questa innovazione mette in luce le difficoltà per ottenere una finitura superficiale di Classe A con processi di verniciatura di linea/in linea. Propone un nuovo metodo per produrre un coperchio per baule in CFRP basato su processi PCM e SMC.


Verniciatura online/in linea CFRP per la produzione in serie, risolvendo i problemi di "confronto di colore".

Superficie di classe A con un processo convenzionale di verniciatura automobilistica

Risparmio energetico nel processo di verniciatura grazie ad una mano trasparente 2K di polimerizzazione a bassa temperatura

Coperchio del bagagliaio in CFRP leggero con una riduzione di peso del 60% grazie all'ottimizzazione del design

Produzione ad alto ciclo di 5 minuti di polimerizzazione PCM preimpregnato

Le parti in CFRP per l'industria automobilistica dovrebbero essere prodotte con procedure ingegneristiche ben definite, utilizzando un processo di produzione qualificato in impianti adatti allo scopo. Il processo in autoclave è il più comunemente usato per produrre strutture di alta qualità nell'industria dei compositi, ma ha i suoi svantaggi. A causa delle sue carenze, è stato necessario affrontare in modo specifico la necessità di un processo di produzione a basso costo e di alta qualità. Il nuovo coperchio multimateriale sviluppato da Hyundai Motor Group utilizza due nuove tecniche di polimerizzazione (PCM e fibra di carbonio SMC) per la produzione in serie. È stata adottata per l'auto sportiva Genesis G70, la nuova berlina di lusso del Gruppo Hyundai Motor che ha vinto il Motor Trend's 2019 Car of the Year Award.

Questo cofano porta ad una sostanziale riduzione di peso (fino al 60%, 6,4 kg di peso in meno rispetto alle tradizionali strutture in acciaio) e ad un'ottima performance dei componenti. Il pannello esterno della carrozzeria utilizza da 5 a 6 strati di preimpregnato unidirezionale e il pannello interno è dotato di fibra di carbonio SMC da 1,6-3,5 mm di spessore in diverse posizioni per il rinforzo locale per ridurre le concentrazioni di stress. Il concetto di progettazione è stato valutato sulla base di analisi numeriche agli elementi finiti e sono state condotte una serie di prove strutturali che hanno riguardato la resistenza ripetuta all'apertura/chiusura, deformazione della lastra e la durabilità ambientale a lungo termine.

Questa innovazione può essere implementata introducendo un nuovo primer non conduttivo (acrilo-olefina) e uno strato di finitura per la verniciatura di pannelli CFRP per carrozzeria auto. Prove successive hanno dimostrato che i pannelli CFRP che hanno ricevuto un trattamento di fondo singolo dopo la sabbiatura automatica possono eliminare la struttura della fibra. Un primer spesso e non conduttivo consente una verniciatura in linea e un'adesione sufficiente al rivestimento intermedio aumentando la tensione superficiale sul substrato in CFRP. La qualità della superficie è equivalente alle parti in acciaio convenzionali in base a fattori combinati come la brillantezza, l'opacità e la buccia d'arancia.


FIBERJECT –PARTI TERMOPLASTICHE 3D IN CARBONIO COSMETICO

Nominato per un JEC Innovation Award: Mubea Carbo Tech GmbH (Austria)

Partner associati: Mubea Carbo Tech GmbH (Austria), Porsche AG (Germania)

Produzione di parti in carbonio cosmetico a forma complessa, completamente integrate e ad alta precisione per volumi elevati utilizzando una matrice termoplastica.


Buon aspetto visivo, maggiore chiarezza ed effetto di profondità rispetto alle CFRP standard.

Possibilità di produrre componenti cosmetici complessi in CFRP utilizzando materiali termoplastici.

Riduzione dei tempi di ciclo dell'85% e riduzione dei costi fino al 50%.

Utilizzabile per applicazioni interne ed esterne con la possibilità di evitare VOC

Riciclabilità grazie all'utilizzo di una matrice termoplastica

Le parti comuni in CFRP cosmetico sono realizzate con preimpregnati o fogli di organo termoplastico. Le parti in CFRP cosmetiche che utilizzano resine termoindurenti sono limitate nelle dimensioni del lotto e nella produttività, in quanto molte fasi del processo richiedono un accurato lavoro manuale e i tempi del ciclo di preformazione, polimerizzazione e completamento sono già prossimi ai loro limiti tecnici.

Inoltre, elementi funzionali come clip o punti di montaggio devono essere prodotti separatamente e incollati al componente. Le lastre Organo, invece, hanno dei limiti tecnici. Non è possibile realizzare forme complesse con alti gradi di drappeggio, sottosquadri o linee spezzate. I limiti descritti dei preimpregnati termoindurenti e delle lastre organiche vietano la produzione in grandi volumi di parti cosmetiche in CFRP di forma complessa e completamente integrate. Per rendere possibile tutto questo, Mubea Carbo Tech GmbH (MCT), Salisburgo, Austria, ha sviluppato un nuovo processo per produrre una lastra organica cosmetica 3D che combina la libertà di progettazione delle tradizionali applicazioni termoindurenti con gli innumerevoli vantaggi della produzione in serie termoplastica. Per convalidare la tecnologia, MCT ha collaborato con Porsche AG (Stoccarda, Germania) e ha prodotto un componente cosmetico CFRP basato su una geometria di serie. Con il loro processo brevettato, MCT riesce a produrre le forme più esigenti di parti cosmetiche in CFRP utilizzando materiali termoplastici senza grinze o deformazioni.

Questi prodotti intermedi possono essere retrostampati per integrare elementi funzionali alle parti. Questa fase del processo consente una funzionalizzazione con una precisione di posizionamento significativamente superiore rispetto all'incollaggio manuale. I prodotti finali mostrano una qualità superficiale superiore rispetto ai prodotti più moderni, in quanto lo strato superficiale termoplastico compensa i segni di caduta anche dopo i test climatici. Per soddisfare i più elevati requisiti degli standard automobilistici, è stata sviluppata una mescola termoplastica personalizzata. Questa mescola consente anche l'applicazione all'esterno senza trasparente protettivo.

COSTRUZIONE E INFRASTRUTTURE RINFORZI COMPOSITI TP PIEGHEVOLI PER CALCESTRUZZO

Nominato per un JEC Innovation Award: Arkema (Francia)

Partner associati: Arkema (Francia), National Cooperative Highway Research Program - NCHRP (USA), Sireg (Italia), Università di Miami (USA)

Barra e cavo in materiale termoplastico composito termoplastico per cemento armato e precompresso che rivoluzionano la longevità delle costruzioni.


I tondini in Elium possono essere riscaldati e poi piegati, riducendo il costo delle forme personalizzate.

I compositi TP consentono l'assemblaggio di aste in cavi flessibili.

Le attrezzature per la prefabbricazione del calcestruzzo rimangono le stesse di quelle utilizzate per i trefoli d'acciaio.

I compositi TP per la precompressione rivoluzionano la durata della costruzione

Sulla base della tecnologia delle resine termoplastiche liquide reattive Elium, è stata sviluppata una nuova generazione di armature e cavi che combina le qualità dei compositi con le nuove possibilità offerte dall'utilizzo di una matrice termoplastica.

A differenza della maggior parte delle resine termoplastiche, Elium può essere facilmente lavorata attraverso la tradizionale pultrusione utilizzando esclusivamente attrezzature standard.

COSTRUZIONE E INFRASTRUTTURE

CONTRIBUTO DELLE NANOTECNOLOGIE AI COMPOSITI

Nominato per un JEC Innovation Award: Gazechim Composites Iberica (Spagna)

Partner associati: Chem-Trend (Germania), Chomarat (Francia), Euromere (Francia), Graphenano Composites (Spagna), Gurit (Germania), Look Composites (Spagna), Nouryon (Paesi Bassi), Obo (Germania), Omar Coatings (Spagna), Owens Corning (Italia), Polymec (Spagna), Polynt Composites (Spagna), Talleres Xúqueres (Spagna).

Gazechim Composites Iberica ha progettato, sviluppato e realizzato per la sua sede centrale di Valencia una grande tettoia dal design d'avanguardia. La struttura autoportante sfrutta la nanotecnologia basata su grafene.


Dimostrare la libertà progettuale, la flessibilità e i vantaggi complessivi dei compositi

Evidenziare l'uso della nanotecnologia del grafene per migliorare le proprietà chiave

Mettere in mostra il futuro dell'edilizia in architettura

Processo di produzione e implementazione altamente industrializzato

Evidenziare le innovazioni in corso nei compositi

Sfruttando la flessibilità progettuale e le caratteristiche estetiche superiori dei materiali compositi, Gazechim Composites Iberica ha progettato, sviluppato e realizzato una tettoia completamente rinnovata, di grandi dimensioni e di design d'avanguardia per la sua sede logistica a Valencia, Spagna.

La struttura autoportante sfrutta la nanotecnologia a base di grafene su una superficie totale di 340m² e assomiglia al tetto rigido di una barca. Si tratta della prima applicazione costruttiva che utilizza la nanotecnologia in una matrice polimerica per migliorare le prestazioni dei compositi. La matrice è stata trattata con grafene per migliorare le sue proprietà di modulo di flessione e resistenza alla trazione, riducendo al contempo il peso complessivo delle strutture.

COSTRUZIONE E INFRASTRUTTURE

SISTEMI DI STABILIZZAZIONE ARGINI COMPOSITI

Nominato per un JEC Innovation Award: Solico Engineering BV (Paesi Bassi)

Partner associato: JLD International (Paesi Bassi)

Un nuovo metodo di stabilizzazione degli argini è stato sviluppato da JLD International. Tutte le parti strutturali di questo sistema sono realizzate in materiali compositi. Queste parti sono state progettate da Solico Engineering.


Sostenibilità

Rapporto costo-efficacia

Leggero

Il sistema di stabilizzazione degli argini JLD è una soluzione sostenibile, flessibile e innovativa che è stata sviluppata per il rinforzo degli argini esistenti. Lo stabilizzatore per argini JLD viene applicato nel pendio interno dell’argine e installato dal pendio interno o cresta. Pertanto, in molti casi non è necessario un ampliamento dell’argine in questione. Il sistema di stabilizzazione dell’argine è costituito da diverse parti, tra cui tre importanti parti in materiale composito: l'asta di ancoraggio, l'elemento portante trasversale (LDE) e la piastra di ancoraggio. L'asta di ancoraggio è un'asta rinforzata con fibre di basalto di 25 mm con una filettatura esterna appositamente formata. La fibra di basalto è stata scelta per la sua maggiore resistenza alla trazione rispetto al vetro E e per la migliore sostenibilità nel terreno.

L'asta di ancoraggio viene precaricata al livello di carico richiesto, sulla base di calcoli meccanici del terreno. Il pretensionamento di tutti gli ancoraggi viene monitorato costantemente con celle di carico. L'elemento portante del carico trasversale (LDE) è un profilo pultruso composito in vetro E, progettato per sopportare la forza di taglio nel momento in cui l’argine crolla. Il LDE è una pultrusione a forma di stella con uno spessore della parete fino a 25 mm.

La piastra di ancoraggio è una piastra rettangolare piana (1m x 1m) progettata per trasmettere la forza di ancoraggio (fino a 10 tonnellate) al terreno. Deve essere leggera (per l'installazione), sostenibile e molto conveniente. Una caratteristica molto importante è che la piastra deve essere forata, con circa 25 fori di 50 mm di diametro. La lastra in PRFV di 40 mm di spessore è prodotta per infusione sottovuoto. La perforazione è già presente nello stampo, evitando così costose forature. La lastra è costruita come una sorta di struttura a sandwich con vetroresina riciclata come materiale di base e tessuti di vetro biassiali come rivestimento.

SOSTENIBILITÀ SOLUBOARD®

Nominato per un JEC Innovation Award: Jiva Materials Ltd. (REGNO UNITO)

Partner associato: Eco-Technilin SAS (Francia)

Jiva ed Eco-Technilin hanno creato Soluboard®, un rivoluzionario materiale biocomposito realizzato con il FlaxTape™ di Eco-Technilin. Soluboard® è stato progettato per ridefinire le modalità di produzione dei PCB.


Una sostituzione diretta dell'FR-4 con lo stesso prezzo e una maggiore sostenibilità.

Ridurre l'impatto dei rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE)

Ridurre l'impronta di carbonio generata dai prodotti elettronici ed elettrici

Aumento delle rese di recupero di metalli preziosi dal riciclaggio dei PCB

Migliori incentivi per i produttori di elettronica per internalizzare il riciclaggio

Il substrato attualmente utilizzato nell'industria dei circuiti stampati è costruito con resina epossidica e fibra di vetro. Ciò significa che l'unico metodo di riciclaggio dei PCB consiste nello sminuzzarli e incenerirli per estrarre i metalli preziosi utilizzati in questi circuiti stampati. Si tratta di un processo molto inefficiente che comporta la perdita sostanziale di questi metalli durante il ritrattamento e il rilascio nell'ambiente di tossine come il cianuro, il mercurio e le diossine.

Attualmente in attesa di brevetto, Soluboard® è destinato a sostituire l'attuale materiale standard utilizzato nell'industria (FR-4). Si tratta di un materiale completamente biodegradabile a prezzi competitivi che può competere con l'alternativa obsoleta della fibra di vetro e della resina epossidica. L'ingrediente principale del materiale composito è il FlaxTape™ di Eco- Technilin, un nastro brevettato costituito da fibre unidirezionali di lino con una densità inferiore rispetto alle fibre alternative di carbonio e vetro. L'orientamento unidirezionale delle fibre di lino permette di sistemarle in modo efficiente per formare la struttura biocomposito multistrato di Soluboard®, conferendo al materiale forti proprietà meccaniche. FlaxTape™ è ideale anche per la produzione di prodotti leggeri con migliori proprietà meccaniche e un minore impatto ambientale.

Con quasi 45 milioni di tonnellate prodotte lo scorso anno, i rifiuti elettronici sono oggi il flusso di rifiuti in più rapida crescita nel mondo. La dissoluzione di un circuito stampato realizzato con Soluboard® consente di recuperare il 90% dei suoi componenti e di riutilizzarli o riciclarli in un processo molto più efficiente.

SOSTENIBILITÀ

PRODUZIONE IN SERIE DI COMPOSITI A BASE BIOLOGICA

Nominato per un JEC Innovation Award: Porsche AG (Germania)

Partner associati: Bcomp Ltd. (Svizzera), Fraunhofer-Anwendungszentrum HOFZET (Germania)

La piccola serie di un'auto sportiva dimostra l'alto potenziale delle risorse rinnovabili utilizzando le loro proprietà specifiche per la costruzione leggera di una porta e del parafango posteriore.


Parti di veicoli sportivi da corsa sostenibili

Uso di sistemi RTM convenzionali per la produzione in serie di NFRP nell'industria automobilistica.

Facilità di riciclaggio rispetto alle plastiche rinforzate con fibre di carbonio

L'uso di fibre naturali al posto delle fibre di carbonio come materiale di rinforzo in un veicolo sportivo illustra il rapporto tra applicazione e selezione del materiale. La porta, come parte del corpo, e il parafango posteriore, come componente a carico dinamico, mostrano la realizzazione di diverse valigie di carico. I componenti soddisfano i requisiti con un peso quasi uguale a quello dei componenti in plastica rinforzata con fibre di carbonio.

A tal fine è stata adattata la geometria dell'utensile e sono state utilizzate le proprietà specifiche delle materie prime rinnovabili. Il legno di balsa è stato utilizzato con successo come anima a sandwich per l'anta della porta. Con il 25% in meno di fibre, è stata ottenuta una rigidità di flessione simile a quella di un componente comparabile realizzato in plastica rinforzata con fibre di carbonio. Per il parafango posteriore sono state utilizzate strutture reticolari (PowerRips®) al posto di un'anima, risparmiando così strati e consentendo di raccogliere un carico elevato di circa 300 kg durante l'uso. Il processo di stampaggio a trasferimento di resina è utilizzato per le porte mentre il parafango posteriore è prodotto in autoclave.

Adattando il processo e modificando gli utensili, è possibile lavorare le fibre naturali in processi compatibili in serie, nonostante la naturale variazione delle loro proprietà. Ad esempio, la sfida posta da un'anima in legno di balsa senza interstizi come materiale di base nel processo RTM è stata vinta con successo. I componenti sono già prodotti in piccole serie di 700 veicoli mediante processi di produzione in serie convenzionali, distinguendo chiaramente questa porta da un prototipo e mostrando il potenziale di applicazione di una plastica rinforzata con fibre naturali.

SOSTENIBILITÀ

BIO4SELF – COMPOSITI PLA AUTO-RINFORZATI

Nominato per un JEC Innovation Award: Technical University of Denmark (Danimarca)

Partner associati: Centexbel (Belgio), Comfil (Danimarca), Fraunhofer-Gesellschaft (Germania)

Materiali compositi auto-rinforzati a base biologica, facili da riciclare, che utilizzano fibre PLA ad alta rigidità per l'uso in applicazioni sportive, automobilistiche e mediche.


Biobasati: compositi costituiti da due gradi di PLA con diverse temperature di fusione.

Prestazioni: elevata resistenza meccanica, temperatura e stabilità idrolitica

Costo: molto al di sotto dei compositi in fibra di carbonio, paragonabile o addirittura inferiore a SR-PP.

Ampliabile: utilizzando materiali e attrezzature industriali disponibili in commercio

EoL: riutilizzabile, riciclabile o compostabile industrialmente in quanto il composito è realizzato in PLA.

Spinti dal desiderio di affrontare le questioni ambientali e di lavorare per la Strategia europea per la plastica, i materiali compositi sviluppati nel progetto Bio4self sono completamente biobasati, facilmente riciclabili, rimodellabili e persino industrialmente biodegradabili. I compositi sono prodotti utilizzando un solo tipo di materiale: il poli(acido lattico) o PLA, un biopoliestere termoplastico derivato da risorse rinnovabili come rifiuti agricoli, colture non alimentari o canna da zucchero.

A parte alcune applicazioni mediche (ad es. scaffold in tessuto), l'uso del PLA è attualmente molto limitato, ad es. imballaggi a bassa richiesta o agrotessili. Bio4self ha portato il PLA al livello successivo di applicazione, come i componenti per l'automotive e gli elettrodomestici, combinando due tipi di PLA per formare i cosiddetti compositi auto-rinforzati di PLA (PLA SRPC).

Per produrre gli SRPC sono necessari due diversi tipi di PLA: un grado PLA a bassa temperatura di fusione per formare la matrice e un grado PLA ad altissima rigidità e ad alta temperatura di fusione per formare le fibre di rinforzo. I due gradi PLA selezionati per Bio4self hanno una differenza di temperatura di fusione di circa 20°C, lasciando una finestra di lavorazione a temperatura sufficiente. Le innovazioni di Bio4self superano diverse sfide legate alla produzione di PLA SRPC: formulazione di un grado di PLA resistente all'umidità/condensazione; estrusione fusa di fibre di rinforzo in PLA ad altissima rigidità; sviluppo di procedure di produzione (consolidamento e termoformatura) per produrre il materiale SRPC ad alte prestazioni; e scale-up industriale della produzione.

Come risultato, il PLA SRPC sviluppato in Bio4self soddisfa i requisiti degli attuali compositi commerciali auto-rinforzati in polipropilene (PP). I compositi PLA auto-rinforzati in tessuto 0/90 hanno una rigidità di 4 GPa, paragonabile alla rigidità ottenuta con il PP auto-rinforzato, ma il PLA SRPC ha il vantaggio di utilizzare materiali rinnovabili con una migliore prospettiva di fine vita.

SPORT E SALUTE

FMC PER LA PIASTRA PARAMOTORE IN CARBONIO KTM

Nominato per un JEC Innovation Award: KTM-Technologies GmbH (Austria)

Partner associati: KTM-Technologies GmbH (Austria), Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites GmbH (Germania)

La prima piastra paramotore in composito strutturale realizzata con un ibrido FMC/NCF/elastomero. Questa linea di produzione diretta con processo unico permette il miglior adattamento del prodotto-mercato nella produzione in serie in termini di proprietà e costi.


Nuovo look con il miglior adattamento del prodotto-mercato in termini di proprietà e costi rispetto ai pezzi attuali.

Creazione di schede materiali per nuove miscele di materiali ibridi

Pezzo ibrido complesso realizzato con un processo unico che fa risparmiare tempo (< 4min)

Riduzione delle emissioni di CO2 grazie alla produzione diretta con un minore sforzo di trasporto

Affidabile perché calcolato, testato e provato in un caso d'uso nella vita reale

Una nuova piastra paramotore in carbonio ibridizzato per moto è stata sviluppata con successo per la produzione in serie da KTM-Technologies, Mitsubishi Chemical e KTM in breve tempo e prodotta in un unico processo di produzione in serie (tempi ciclo <4 minuti). Il look composito è stato creato utilizzando una massa da stampaggio in carbonio forgiato (FMC) per la parte principale, fibre non aggressive (NCF) per i rinforzi locali ed elastomeri per lo smorzamento locale.

Questo nuovo processo di progettazione sta spingendo i confini all'interno del mercato dei compositi. La combinazione dei materiali in un'unica fase di processo completamente automatizzata consente una nuova generazione di strutture composite sostenibili che offrono un'enorme libertà di progettazione. La giunzione è ottenuta mediante un legame chimico diretto tra termoindurenti ed elastomeri diversi senza ulteriori processi di giunzione. Questa facilità di produzione consente anche la produzione della maggior parte dei materiali e dei componenti in un unico luogo, risparmiando così costi di trasporto, emissioni e tempo. Questa parte ibrida con un look rinfrescante al carbonio porta al miglior adattamento del prodotto-mercato rispetto alle attuali piastre paramotore in alluminio, tessuti CFRP o materiali plastici. È leggero come una soluzione standard CFRP (più leggero della plastica e dell'alluminio) ma più economico del 50%.

I test e il funzionamento nella vita reale hanno dimostrato che le proprietà meccaniche sono migliori anche per questa applicazione. Sulla base di questo nuovo materiale, sono stati creati dati per la simulazione e lo sviluppo di altre parti strutturali sul mercato. Il risultato è una parte strutturale e complessa che soddisfa le esigenze del mercato risparmiando tempo, costi e sforzi. Questo nuovo cerchio di sostenibilità porta a componenti strutturali con nuove schede materiali, dove l'uso ridotto della fibra di carbonio unidirezionale aiuta a risparmiare energia in modo drastico, ad esempio senza bisogno di un modello preciso. La fibra di carbonio utilizzata sarà riciclata in pile o fibre corte di rinforzo per materiali termoplastici. Questa innovazione combina un nuovo design composito, un pacchetto di soluzioni efficienti e un'innovativa tecnologia di produzione in serie.

SPORT E SALUTE

MANICO IN FIBRA DI CARBONIO PER CANI GUIDA

Nominato per un JEC Innovation Award: Refitech Composites (Paesi Bassi)

Partner associato: NPK Design (Paesi Bassi)

Impugnatura leggera in fibra di carbonio per cani guida in sostituzione della vecchia versione in metallo.


50% più leggero della versione in metallo

Migliore sensazione e quindi migliore spostamento attraverso gli ostacoli e il traffico

Miglioramento della rigidità dell'impugnatura e del montaggio dell'imbracatura

Si monta in posizione con un "click" chiaramente udibile

Più facile da localizzare mentre "galleggia" sopra la schiena del cane.

Il manico è prodotto utilizzando un materiale preimpregnato in autoclave a stampo chiuso con sacco del vuoto. Le sue piccole dimensioni lo rendono difficile da produrre. Gli inserti vengono incollati dopo il processo di produzione.

SPORT E SALUTE

PREIMPREGNATO TORAYCA® ET40 CON FORMABILITÀ SUPERIORE.

Nominato per un JEC Innovation Award: Toray Industries, Inc. (Giappone)

Partner associati: Honma Golf Co., Ltd. (Giappone), Suzuki Motor Corporation (Giappone)

Il preimpregnato TORAYCA® ET40 raggiunge livelli superiori di formabilità con forme complesse, mantenendo le proprietà meccaniche equivalenti a quelle dell'UD preimpregnato a fibra continua convenzionale.


Estensibile e trasformabile

Modulo equivalente e 80% della forza dell’UD preimpregnato.

Stampaggio unico e polimerizzazione rapida

Formazione di costole multiple da laminato piatto in stampaggio a compressione

Eccellente drappeggiamento, simile a quello dei tessuti utilizzati nei processi di preformazione.

UD preimpregnato, in quanto integra fibre unidirezionalmente allineate con quantità minime di resina, migliora le caratteristiche di leggerezza, resistenza alla ruggine e resistenza alla ruggine della fibra di carbonio. Tuttavia, nella produzione di forme complesse, la sua limitata formabilità può generare vari difetti come pieghe, vuoti e aree ricche di resina a causa del ponte della fibra agli angoli.

Un modo per migliorarne la formabilità è l'utilizzo di tessuti. Lo svantaggio del tessuto è che le sue proprietà meccaniche e la planarità superficiale sono inferiori a quelle offerte da UD preimpregnato. Un'altra tecnica consiste nell'uso di pellet di fibra di carbonio nello stampaggio ad iniezione e nei composti per lo stampaggio di lamiere. Questo metodo è in grado di produrre forme complesse come le forme affilate convesse e concave. Tuttavia, la frazione volumetrica delle fibre dei pezzi prodotti con questa tecnica è inferiore a quella dell’UD preimpregnato e le loro proprietà meccaniche sono insufficienti a causa dell'uso di fibre pretagliate.

Il preimpregnato estensibile e trasformabile TORAYCA® ET40 è stato sviluppato per fornire un prodotto innovativo che combina contemporaneamente elevate proprietà meccaniche ed eccellente formabilità. Presenta i vantaggi dell’UD preimpregnato senza il consueto compromesso tra proprietà meccaniche e formabilità. Il preimpregnato TORAYCA® ET40 viene realizzato introducendo fessure in un UD preimpregnato in modo controllato, creando un tipo di materiale SMC unidirezionale in cui i fasci di fibre vengono regolarmente disposti nella stessa direzione. Ciò consente un flusso costante e regolare dei fasci durante il processo di stampaggio e quindi la possibilità di essere modellati in forme complesse, come nervature e imbutitura profonda, pur mantenendo una struttura laminata omogenea grazie alla sua natura estensibile e trasformabile.

Come risultato di specifici modelli di taglio, ET40 può raggiungere un aspetto superficiale equivalente, modulo e oltre l'80% della resistenza dell'UD preimpregnato.

STAMPA 3D CFAM PRIME

Nominato per un JEC Innovation Award: CEAD (Paesi Bassi)

Partner associati: Commissione europea (Belgio), Poly Products (Paesi Bassi), Royal Roos (Paesi Bassi), Siemens Nederland N.V. (Paesi Bassi).

Macchina per la produzione additiva in grado di produrre velocemente (portata media 15 kg/ora), oggetti termoplastici rinforzati con fibre complesse e di grandi dimensioni (2x4x1,5) utilizzando fibre continue di vetro o di carbonio.


Maggiore funzionalità del prodotto, forme complesse

Tempi di consegna più brevi, riduzione delle fasi del processo

Costi ridotti, meno lavoro manuale

La stampante CFAM Prime 3D, dove CFAM sta per Continuous Fibre Additive Manufacturing (Produzione additiva continua di fibre ottiche), è una nuova tecnologia di stampa 3D che combina l'estrusione di granuli con filamenti di fibre preimpregnate per stampare componenti termoplastici rinforzati con fibre. L'estrusore è progettato per lavorare virtualmente tutti i materiali termoplastici (temperatura massima 400°C).

CEAD ha testato diversi materiali termoplastici come PETG, PP, PPS, ABS, PC, PB e PEEK, dove alcuni di questi granuli sono già costituiti da una percentuale di fibre corte. Le fibre continue sono preimpregnate con i termoplastici utilizzati per l'applicazione. Così, CEAD produce il proprio filamento di fibre continue impregnate con la termoplastica richiesta, proprio come i nastri UD attualmente in uso. La testa di stampa può combinare i termoplastici fusi con le fibre continue pre-impregnate e stampare il materiale composito.

Questo procedimento è unico e brevettato. La macchina può funzionare per 24 ore senza operatore. È completamente chiusa, con un sistema di controllo della temperatura ad anello chiuso e un sistema di raffreddamento dedicato. Questo rende CFAM Prime una macchina di produzione dedicata e consente un controllo completo sulla qualità dell'oggetto stampato.

STAMPA 3D

STRUTTURA INTERNA DEL PROFILATO STAMPATO IN 3D OTTIMIZZATA

Nominato per un JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (Repubblica Ceca)

Partner associato: Czech Technical University in Prague (Repubblica Ceca)

Progettato per l'automazione e le strutture dinamiche delle macchine. Ottimizzato in funzione della producibilità. Struttura interna stampata in 3D su misura per migliorare le proprietà statiche e dinamiche dei profilati in CFRP.


Miglioramento delle prestazioni dinamiche delle strutture delle macchine

Design della struttura interna con peso minimo ottimale a livello globale

Limitare l'instabilità delle pareti di compositi a strato sottile

Ridurre la necessità di interventi umani durante la progettazione e la fabbricazione

Aumento della competitività in termini di costi

Le strutture di macchine utensili in composito e del telaio dell'automazione sono laminati di carbonio a parete sottile con fibre di grafite posizionate assialmente. Progettati per la massima rigidità di flessione e l'alta frequenza naturale, pur mantenendo un peso ridotto, soffrono di instabilità della parete in condizioni di taglio e di instabilità. Limitare questa instabilità con lamine aggiuntive porta ad un significativo aumento del peso strutturale. Vengono utilizzate anche strutture interne in carbonio con un supporto in schiuma ad alta densità, per la produzione e la forma della sezione. Si tratta di un'operazione ad alta intensità di manodopera che comporta tempi e costi di lavorazione elevati. Una migliore soluzione progettuale è necessaria per strutture più efficienti e leggere.

Per risolvere questo problema, è stato adottato un approccio di ottimizzazione della topologia al fine di sviluppare la distribuzione ottimale e le sezioni trasversali di una struttura a reticolo di profilati interni. L'output di ottimizzazione di elementi reticolari modulari non uniformemente distribuiti è stato poi esportato automaticamente per la produzione mediante produzione additiva. Le strutture sono attualmente stampate in 3D mediante deposito a strati di ABS (acrilonitrile butadiene butadiene stirene). L'obiettivo finale è quello di produrre la struttura interna 3D da fibre di carbonio continue sature di resina epossidica termoplastica.

La struttura interna è stata progettata principalmente per migliorare la risposta meccanica ai carichi operativi. Deve inoltre resistere al processo di produzione. Questa struttura interna fornisce un collegamento rigido con un mandrino in acciaio che viene rimosso dopo l'indurimento. Questo è importante perché le forze di torsione e di flessione durante il processo di posa delle fibre possono influire sulla precisione della tolleranza di sezione ed esaurirsi nella fase finale di pressatura di precisione. Questo può quindi ridurre la lavorazione e i costi. La struttura interna è inoltre progettata per resistere a una serie di carichi e sollecitazioni generate durante il processo di stampaggio a compressione entro un determinato requisito di deflessione.

Durante la fase di pressatura, la resina viene indurita prima del rilascio dalla pressa quando avviene il post indurimento.

STAMPA 3D

STAMPA 3D A FIBRA CONTINUA

Nominato per un JEC Innovation Award: Continuous Composites (USA)

Partner associati: Air Force Research Lab (USA), FCA / Comau (USA), Lockheed Martin (USA), Siemens (USA)

La stampa 3D in fibra continua (CF3D™) combina materiali compositi con un processo di stampa 3D, creando un processo di stampa senza stampi fuori dall'autoclave. Il risultato è una drastica riduzione dei costi e dei tempi di consegna.


Elimina costosi beni strumentali come stampi, autoclavi e forni.

Automatizza la posa delle fibre ed elimina i costosi lavori manuali

Sfrutta le fibre asciutte a basso costo e ad alte prestazioni impregnate in situ

Consente modifiche di progettazione al volo e progetti complessi con i compositi

CF3D™ può stampare direttamente le funzionalità nelle parti in composito

La tecnologia brevettata CF3D™ è un processo di produzione di compositi rivoluzionario. Invece di utilizzare costose fibre preimpregnate, le fibre continue a secco ad alte prestazioni (AS4, IM7, T1100, ecc.) sono impregnate con un termoindurimento rapido all'interno della testina di stampa. La testina è collegata ad un robot industriale controllato dal software CF3D™ dell'azienda. La fibra completamente impregnata viene fatta passare attraverso la testina di stampa dove, allo scarico, una fonte di energia ad alta intensità (ad es. UV, calore, ecc.) è diretta verso la fibra bagnata, polimerizzando istantaneamente la fibra (o le fibre) e dando luogo ad una vera e propria parte composita 3D. Grazie alla polimerizzazione della fibra subito dopo lo scarico, la tecnologia CF3D™ non richiede stampi o altri materiali di supporto.

Ciò consente di effettuare modifiche al volo, ridurre i tempi di consegna e di stampare disegni complessi con materiali compositi resistenti e leggeri. CF3D™ non si limita ad impilare laminati 2D e può stampare le fibre dal piano XY nella direzione Z. Questo apre possibilità di progettazione e consente di ottimizzare il percorso di carico stampando discretamente le fibre nella direzione delle sollecitazioni principali e delle deformazioni. Le parti multiple possono ora diventare parti singole, riducendo gli elementi di fissaggio e rendendo i pezzi più leggeri ed efficienti.

Il processo CF3D™ riduce l'intenso lavoro manuale ed elimina la necessità di costosi beni strumentali come autoclavi e forni, riducendo ulteriormente i costi e le barriere all'ingresso per la produzione di pezzi compositi. Le parti CF3D™ sono anche stampate a rete, che elimina gli sprechi di materiale e riduce ulteriormente i costi. Poiché CF3D™ utilizza fibre asciutte e impregna in situ, il costo dei materiali utilizzati nel processo è esponenzialmente (+50x) inferiore ai preimpregnati, che sono comunemente utilizzati nelle tecniche tradizionali di produzione dei compositi. CF3D™ è in grado di stampare sia fibre strutturali (es. carbonio, Kevlar, ecc.) che fibre funzionali (es. fibre ottiche, filo metallico, ecc.).

TRASPORTO TERRESTRE SUPPORTO PER SEDILE TRENO DA UN PREIMPREGNATO BIOBASATO

Nominato per un JEC Innovation Award: Composites Evolution Ltd. (Regno Unito)

Partner associati: Bercella SRL (Italia), Composites Evolution Ltd. (Regno Unito), Element Materials Technology (Regno Unito)

Un supporto leggero e resistente al fuoco per i sedili dei treni, prodotto da un composito preimpregnato in bioresina rinforzata con fibre di carbonio.


Leggero - il supporto biposto pesa meno di 5 kg.

Resistente al fuoco - soddisfa il livello di pericolo (HL) 3 della norma sui materiali per il settore ferroviario resistenti al fuoco EN45545

Montaggio a parete (a sbalzo) per un facile accesso ai pavimenti delle carrozze

Ecologico - La resina PFA è a base d'acqua e di derivazione biologica al 100%.

Bassa tossicità - nessun composto organico volatile pericoloso

Composites Evolution, Bercella e Element Materials Technology hanno completato con successo lo sviluppo e la sperimentazione di un supporto leggero a sbalzo in materiale composito per i sedili passeggeri ferroviari. I supporti a sbalzo per sedili, montati sulla parete di una carrozza ferroviaria, offrono una serie di vantaggi rispetto ai tradizionali sedili passeggeri a pavimento, tra cui un migliore accesso per la pulizia del pavimento e il deposito bagagli sotto i sedili.

La struttura in materiale composito leggero offre anche vantaggi in termini di riduzione del consumo energetico del treno e di riduzione del carico sugli assi (minori danni ai binari). Il componente consente il montaggio di due sedili affiancati. Il supporto del sedile, lungo 1 metro ma con un peso inferiore a 5 kg, ha superato un'ampia gamma di test eseguiti da Element. La valutazione ha incluso carichi statici, cicli di fatica e prove al fuoco secondo la norma EN 45545 secondo le richieste dei clienti di Bercella. Per quanto riguarda la resistenza al fuoco, il supporto del sedile ha soddisfatto il requisito più severo, Hazard Level (HL) 3, della norma EN 45545. È stato prodotto da Bercella utilizzando il preimpregnato Evopreg PFC di Composites Evolution con rinforzo in fibra di carbonio ad alta resistenza.

Evopreg PFC è stato specificato per questa applicazione grazie alla sua eccellente resistenza al fuoco, alla bassa tossicità e alle sue eccellenti credenziali ambientali. La resina a base di alcool polifurfurilico è di derivazione biologica al 100%, fornendo così un'alternativa più sicura e sostenibile ai fenoli tradizionali a costi e prestazioni equivalenti. Produrre compositi che siano sia strutturali che altamente resistenti al fuoco è spesso una sfida. In questa applicazione, il preimpregnato di bioresina di Composites Evolution ha permesso a Bercella di offrire ai propri clienti il meglio dei due mondi.

TRASPORTO TERRESTRE

RIMORCHIO REFRIGERATO IN COMPOSITO STRUTTURALE STAMPATO

Nominato per un JEC Innovation Award: Saertex GmbH & CO KG (Germania)

Partner associati: Nippon Electric Glass Co. (Giappone), Structural Composites, Inc. (USA), Wabash National Corporation (USA)

Un rimorchio refrigerato in composito strutturale stampato, che offre un risparmio di peso del 20% e prestazioni termiche migliorate del 28%, prodotto in serie.


Le proprietà di leggerezza riducono il peso fino al 20%.

La resistenza strutturale elimina la necessità di metallo o legno

2X resistenza alla perforazione rispetto alle opzioni tradizionali

Maggiore durata del prodotto

Aumenta le prestazioni termiche fino al 28%.

Le pareti dei rimorchi convenzionali sono costruite con una struttura in situ in schiuma con rivestimento esterno in alluminio rivettato su pali in alluminio con inserti in legno e fodera in termoplastica. Il nuovo approccio strutturale composito stampato affronta le sfide che questi supporti refrigerati affrontano da anni: efficienza termica, resistenza, peso e longevità.

Il composito strutturale stampato è realizzato con un'anima in schiuma ad alta efficienza, incapsulata in un guscio di tessuti ad alte prestazioni impregnato di polimero e ricoperto da un rivestimento gelatinoso protettivo. Questa composizione chimica unica nel suo genere offre una soluzione in grado di offrire nuovi livelli di efficienza e un maggiore ritorno sull'investimento.

TRASPORTO TERRESTRE

ACCUM: CANTILEVER UNIVERSALE PER CATENARIA IN COMPOSITO

Nominato per un JEC Innovation Award: Stratiforme Industries (Francia)

Partner associati: Armines Douai, (Francia), CEF Centre d'essais ferroviaires (Francia), SNCF Réseau (Francia).

ACCUM è un cantilever universale per catenaria in composito omologato da 750V a 25kV e adatto a tutti i profili ferroviari standard e specifici, progettato per una facile fornitura, installazione e manutenzione.


Tempi di installazione e manutenzione drasticamente ridotti

Utilizzabile con linee da 750 a 25 kV, su tutti i punti standard e specifici.

Aumenta l'affidabilità del sistema eliminando gli isolanti in vetro e ceramica

Pre-assemblato da Stratiforme Industries e consegnato pronto per il montaggio.

Il numero di componenti è sceso a 10+ parti contro 100+.

Stratiforme Industries ha migliorato le proprietà dielettriche e meccaniche interne del materiale composito per portarlo ad un livello mai raggiunto prima d'ora con un componente SMC, attraverso test specifici, rivestimenti e un design universale intelligente. Il componente SMC è stato testato a fondo in collaborazione con SNCF (elettrico) e ARMINES (meccanico) per 10 anni al fine di dimostrare la sua rilevanza per l'utilizzo come isolatore stand-alone su sistemi di catenaria multitensione (da 750 a 25 kV).

La progettazione dei componenti si è evoluta attraverso questo progetto decennale, partendo dai componenti RTM e per infusione fino ad un processo SMC ad alta produttività per la versione finale, beneficiando di un design universale (la parte SMC è comune a tutte le versioni ACCUM).

Diversi rivestimenti di protezione ambientale sono stati sviluppati e testati su pista con il supporto del centro prove CEF. Più di 100 prototipi sono attualmente in prova su tracciati di prova in Francia.

INDUSTRIA E ATTREZZATURE

LINEA DI PRODUZIONE DI COMPOSITI DIGITALI

Nominato per un JEC Innovation Award: Airborne (Paesi Bassi), SABIC (Paesi Bassi)

Partner associati: KUKA (Belgio), Siemens (Paesi Bassi)

La linea di produzione di compositi digitali è una tecnologia rivoluzionaria per la produzione in serie, che trasforma i nastri compositi termoplastici in laminati leggeri ad alta velocità e a costi radicalmente inferiori.


Basso costo: fino al 50% in meno del costo di conversione

Flessibile: può produrre diversi disegni, possono essere aggiunte altre funzionalità

Alta qualità: porta a minori scarti e maggiori rendimenti di produzione a valle

Completamente digitale: controllo adattivo del processo tramite analisi dei dati e modelli avanzati

Basso scarto: la laminazione a rete riduce gli sprechi e i costi

I compositi termoplastici sono molto promettenti per una produzione automatizzata e più rapida. Le fasi del processo, come la laminazione, il consolidamento e la rifilatura, sono in genere automatizzate individualmente. Tuttavia, per sfruttare al meglio il potenziale di questa tecnologia, è stata sviluppata una linea di produzione automatizzata senza fine in cui tutte le fasi sono integrate attraverso una partnership tra Airborne (automazione dei compositi) e SABIC (scienza dei materiali), alimentata da Siemens (tecnologia digitale di fabbrica) e KUKA (robotica ad alta velocità).

La tecnologia si basa su tre sistemi principali:

1. Una parte anteriore, dove i nastri UD sono completamente ispezionati, laminati e saldati.

2. Un sistema di stampa, basato su tre zone per il consolidamento ad alta velocità con trasferimento del prodotto completamente automatizzato e gestione delle lastre di stampa e delle pellicole distaccanti.

3. Una parte posteriore, dove i laminati sono automaticamente separati dalle lastre di stampa, rifilati e ispezionati al 100%. La parte anteriore è dotata di un sistema di alimentazione ad alta velocità unico e brevettato, che include l'ispezione della qualità del nastro (larghezza, spessore e difetti superficiali), in grado di gestire i fragili nastri UD. I prodotti sono realizzati a forma di rete, riducendo al minimo gli scarti. I nastri possono essere giuntati al volo, evitando di rimanere fermi tra un cambio rotolo e l'altro. I difetti rilevati vengono automaticamente eliminati alla massima velocità. Il sistema di trasporto del prodotto offre la massima flessibilità per aggiungere, ad esempio, tasselli locali, sensori incorporati o altri materiali ibridi. I laminati sono saldati automaticamente per facilitare una movimentazione robusta. La parte posteriore recupera i laminati dalle lastre di stampa e dai film di distacco, che vengono riciclati di nuovo alla parte anteriore. I laminati vengono ispezionati automaticamente per verificare la stabilità dimensionale e i difetti superficiali e poi rifilati. Il controllo di linea è completamente digitale, con un controllo di processo adattivo basato sul feedback diretto dei sistemi QA/QC online. È in fase di realizzazione un gemello digitale completo della linea, che combina analisi dei dati, apprendimento della macchina e modelli di processo avanzati per fornire consulenza online per aumentare la produzione.


SISTEMA MACCHINA CONSOLIDATRICE ULTRAVELOCE

Nominato per un JEC Innovation Award: AZL AACHEN GMBH (Germania)

Partner associati: AZL Institute of RWTH Aachen University (Germania), Conbility GmbH (Germania), Covestro Deutschland AG (Germania), Engel Austria GmbH (Austria), Evonik Industries AG (Germania), Fagor Arrasate S. Coop. (Spagna), Faurecia Composite Technologies (Francia), Fraunhofer IPT (Germania), Laserline GmbH (Germania), Mitsui Chemicals Europe GmbH (Germania), Mubea Carbo Tech GmbH (Austria), Philips Photonics (Germania), SSDT Shanghai Superior Die Technology Co. (Cina), Toyota Motor Europe NV/SA (Belgio)

Sistema di produzione modulare per la produzione in serie di singoli pezzi grezzi su misura basato su un approccio a scorrimento dei pezzi in combinazione con il posizionamento di nastri termoplastici assistiti da laser con consolidamento in situ.


Produzione in serie di laminati termoplastici su misura: >500 kg/ora

Tempo di ciclo <5 secondi (stato dell'arte: alcuni minuti)

Utilizzo del consolidamento in situ: veloce, flessibile ed efficiente dal punto di vista energetico

Sistema di produzione flessibile, configurabile a prova di laser, con principio di scorrimento pezzo per pezzo

Consentire nuovi modelli di business come l'irrigidimento delle strutture per lo stampaggio ad iniezione

Le più recenti tecnologie di produzione di laminati che utilizzano nastri termoplastici sono limitate in termini di produttività in quanto il principio di lavorazione a tavola utilizza un tavolo mobile o un sistema robotizzato in combinazione con un sistema di applicazione di posizionamento del nastro. Questo offre una flessibilità molto elevata, ma non è adatto alla produzione in serie.

Il nuovo consolidatore ultraveloce offre sia un'elevata flessibilità che una produzione in serie. Per la prima volta è possibile produrre laminati multistrato completamente consolidati con diverse direzioni delle fibre e scarti minimi (grezzi su misura) in tempi di ciclo inferiori a 5 secondi, mentre le macchine più recenti richiedono diversi minuti. Questo viene realizzato con un nuovo principio di scorrimento dei pezzi, che è lo stato dell'arte nell'industria della stampa, ma non è stato utilizzato nella produzione di compositi.

Il principio di produzione si basa su piastre di supporto mobili (per il trasporto dei laminati), che vengono movimentate da un sistema di trasporto e alimentate da diverse stazioni di applicazione. Ogni stazione di applicazione è dotata di cassette di applicazione strette e innovative per il posizionamento del nastro laser assistito con taglio e aggiunta al volo. Le cassette di applicazione sono larghe 50 mm e possono lavorare nastri di larghezza 25 mm. Sono possibili anche larghezze di nastro più grandi, poiché le cassette di applicazione sono scalabili.

Le cassette in ogni stazione possono essere spostate in direzione Y immediatamente prima che i supporti in movimento siano alimentati attraverso la stazione di applicazione in direzione X. Prima di ogni stazione, il supporto può essere ruotato con un angolo preciso in modo che ogni stazione applicatore possa elaborare una direzione del nastro (angolo delle fibre). Il nuovo sistema macchina è modulare e scalabile: è possibile aggiungere più stazioni di applicazione (ad esempio, per ogni strato, una stazione di applicazione per la produzione in serie) oppure la macchina può essere configurata con una o due stazioni di applicazione con un nastro trasportatore in cui i supporti vengono spostati più volte attraverso le stazioni di applicazione.


UTENSILI DI FRESATURA E PORTAUTENSILI IN MATERIALE COMPOSITO

Nominato per un JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (Repubblica ceca)

Partner associati: Hofmeister s.r.o. (Repubblica Ceca)

Utensili di fresatura e portautensili in materiale composito ibrido in acciaio, riducendo il peso e aumentando la velocità e la precisione di lavorazione.


Riduzione della massa fino al 40%.

Rumore ad alta frequenza ridotto

Risparmio energetico

Maggiore stabilità, precisione e velocità di lavorazione

Miglioramento della ruvidità superficiale

La testa di fresatura è costituita da fibra di carbonio e grafite avvolta su una parte in acciaio. Il processo di attrezzaggio e avvolgimento appositamente progettato permette di posizionare la fibra sulla parte in acciaio complessa, che funge da mandrino. Modellando lo schema di avvolgimento delle fibre sul pezzo, le fibre possono essere posizionate con lo spessore e la direzione richiesti secondo il design ottimale.

La parte in acciaio non viene rimossa, ma utilizzata nell'assemblaggio finale per l'accoppiamento, cioè per collegare l'utensile al portautensile o il portautensile al mandrino stesso. Consente inoltre di fissare i denti di fresatura. In alcuni casi è possibile aggiungere un ulteriore materiale di smorzamento per ottenere la soluzione ottimale desiderata. Dopo l'avvolgimento, l'indurimento avviene a temperatura ambiente per ridurre le tensioni termiche nella parte in composito.

Durante la fase finale di lavorazione, il pezzo in acciaio composito viene lavorato fino alla forma e alla tolleranza finale.

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