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Materiali compositi, quali prospettive e applicazioni per il futuro?

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All’Archivio Storico di Torino, EnginSoft, azienda italiana specializzata nel campo della Simulation based engineering and Science (Sbe&S), ha presentato ieri mattina le applicazioni delle moderne tecnologie di simulazione per il miglioramento dei materiali più innovati nei trasporti e nel campo aerospaziale, bellico, impiantistico, sportivo e medico.

Protagonisti dell’incontro, i materiali compositi o ibridi, così denominati perché realizzati dall’accoppiamento di più materiali di base, i “costituenti”. Dotati di proprietà meccaniche elevate in relazione al loro peso, i materiali compositi sono largamente impiegati nelle applicazioni dove la leggerezza è cruciale: dalla costruzione degli autoveicoli e dei loro accessori, alle industrie aerospaziale e bellica, dove si utilizzano per realizzare le componenti strutturali di stazioni di lancio e di veicoli spaziali, oltre che per caschi e giubbotti antiproiettile.

Nel settore dello sport i materiali compositi sono utilizzati per la costruzione di attrezzi come sci, bob, racchette da tennis, biciclette, canne da pesca, riser per il tiro con l’arco, aste per il salto in alto e molto altro ancora. In medicina sono impiegati per la costruzione di protesi; nel settore dell’impiantistica, tubazioni e serbatoi in composito trasportano e contengono, ad esempio, liquidi anche corrosivi.

“I più primitivi materiali compositi realizzati dall’uomo furono i mattoni costituiti appunto da paglia e fango combinati insieme, ma condividono la stessa natura anche il legno compensato, il calcestruzzo e il cemento armato – spiega Stefano Odorizzi, ceo di EnginSoft -. Le strutture in composito sono sempre più diffuse al punto da essere impiegate oramai in tutti i settori della produzione dove è richiesto basso peso e nel frattempo elevate caratteristiche meccaniche, come nelle industrie aeronautica, navale e automobilistica, dove vengono utilizzati per le strutture alari, fusoliere, carrelli, barche, canoe, pannelli di carrozzeria, componenti strutturali per la Formula 1, sospensioni e parti di motore. La ricerca finalizzata allo sviluppo di materiali compositi sempre più performanti è una delle sfide del prossimo futuro”.

I materiali compositi sono fondamentali per gli smart material, i materiali intelligenti che si ottengono aggiungendo all’interno del composito, in fase di laminazione, trasduttori – ad esempio fibre ottiche – che, connessi a un computer, formano un mega-sensore capace di comunicare, in tempo reale, gli stati di sollecitazione e di deformazione subiti dall’intera struttura o di alcune specifiche zone.

È un sistema che viene raffinato attraverso l’impiego, accoppiato, di tecnologie di simulazione Cae, attraverso le quali è possibile migliorare materiali e processi produttivi in modo da renderli sempre più performanti: meccanicamente e per ritorno dell’investimento.

È il caso dei caschi per motociclisti, oggi in grado di attutire impatti fino a pochi anni fa devastanti e mortali per i centauri, oppure i telai delle auto sportive, importanti per migliorarne le prestazioni in strada e contestualmente elevarne la sicurezza per gli occupanti in caso di incidente.

 

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