Il progetto mira a sviluppare un nuovo paradigma produttivo per la realizzazione di componenti strutturali in fibra di carbonio di grandi dimensioni e con un'elevata valenza estetica e funzionali. L'obiettivo è accrescere le conoscenze scientifiche dei partner coinvolti, grazie anche alla collaborazione con Organismi di Ricerca (OdR), e introdurre nuovi metodi per la produzione di gusci metallici (anche componibili in più parti) che fungeranno da gusci di contenimento funzionalizzati, per la produzione in serie di oggetti strutturali compositi, in particolare basati sull'uso di fibre di carbonio preimpregnate.
Questa soluzione punta a superare le principali limitazioni dei metodi produttivi attuali per componenti in fibra di carbonio di grandi dimensioni, come la necessità di realizzare stampi dal pieno o l'uso di materiali non idonei a ottenere strutture di voluminose con finiture estetiche e funzionali di qualità. Il progetto si concentrerà sullo sviluppo di metodologie basate sulla manifattura additiva di materiali metallici, mirate a produrre gusci metallici che replicano la forma esterna del componente composito in fibra di carbonio. Questi gusci offriranno stabilità dimensionale, una finitura superficiale controllabile e materiali funzionalizzati, con costi di produzione potenzialmente ridotti del 25%.
Le soluzioni di processo da studiare includono:
● L'uso di metalli funzionali sotto forma di filo (opzione più promettente) o polveri.
● Sistemi di fusione e deposizione laser, anche multipli, in combinazione con processi di manifattura additiva evoluti (come le tecnologie WAAM).
● Ambienti condizionati, come atmosfere in gas inerte o condizioni di vuoto.
● Sistemi di controllo adattivo per correggere deformazioni e spostamenti dal profilo virtuale (gemello digitale) durante la costruzione del componente.
● Sistemi dinamici di raffreddamento e supporto meccanico del componente in costruzione, gestiti da bracci antropomorfi che utilizzano cuscini raffreddanti per stabilizzare le aree in lavorazione.
● Sistemi per correggere la posizione del pezzo durante la costruzione, ottimizzando il percorso di manifattura additiva e riducendo gli sforzi agenti sul pezzo stesso.
● Sistemi di identificazione delle forme basati su gemelli digitali generati da nuvole di punti, per confrontare dinamicamente il componente in costruzione con il modello tridimensionale da realizzare.
● Analisi termiche in tempo reale tramite sensori nella camera di lavoro.
● Inoltre, sarà studiata la possibilità di creare gusci composti da più parti, lavorabili e riprendibili con macchine utensili, per ottenere finiture, texture e superfici di accoppiamento coerenti con le tolleranze necessarie per oggetti strutturali di elevato valore estetico. Saranno inoltre esaminate soluzioni per l'ancoraggio di sottoparti integrali che fungano da riferimento per ancoraggi a macchine CNC (jig and fixture), riducendo i tempi di attrezzaggio o riposizionamento.
Le caratteristiche funzionali richieste per questi gusci metallici includono:
● Proprietà tecnologiche definite (lavorabilità, resilienza, durezza, lucidabilità, ecc.).
● Funzionalità specifiche, come il ferromagnetismo, per permettere il controllo termico durante la formatura dei componenti in fibra attraverso campi induttivi dedicati.
● Un basso coefficiente di dilatazione termica per ridurre le distorsioni sia durante la realizzazione del guscio tridimensionale sia durante la fase di formatura a caldo del componente strutturale composito.
Obiettivo del progetto:
Sviluppare un prototipo preindustriale che recepisca tutte le innovazioni di processo sviluppate nel progetto, comprensive delle caratteristiche funzionali. Dimostrando la fattibilità della produzione dei gusci tramite tecnologie additive con materiali ferromagnetici a basso coefficiente di dilatazione. Successivamente, verrà realizzato un prototipo pre industriale di processo che integra i