Martedì 26 Novembre 2013

Quando la leggerezza è performante:

i materiali ibridi segnano la via per il futuro

Materiali compositi per ingegneria navale

Se oggi i caschi consentono di sopportare urti e a smorzare energie un tempo devastanti a fronte di un peso decisamente ridotto è merito del lavoro di sviluppo realizzato negli ultimi anni sui materiali compositi o ibridi. Così denominati perché realizzati dall’accoppiamento di più materiali di base, i «costituenti», sono dotati di proprietà meccaniche elevate in relazione al loro peso e per questo 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 questi materiali 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 impiegati 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; nell’impiantistica tubazioni e serbatoi in composito trasportano e contengono, ad esempio, liquidi anche corrosivi. Ma non mancano applicazioni più comuni tra le quali: pavimentazioni stradali, piatti doccia e vasche da bagno, lavandini e piani di lavoro da cucina trattati in modo da imitare granito o marmo.

«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 - ha spiegato Stefano Odorizzi, CEO di EnginSoft, tra le aziende italiane con maggiore esperienza nella simulazione di strutture realizzate nei compositi di ultima generazione e partner di grandi realtà imprenditoriali come Lamborghini – Dalle origini ai materiali oggigiorno disponibili per progettisti e costruttori, di strada ne è stata fatta molta. 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 materials (materiali intelligenti) che si ottengono aggiungendo all’interno del composito, in fase di laminazione, trasduttori (fibre ottiche ad esempio) che connessi ad 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.

E’ 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.

Su questo tema di grade attualità EnginSoft e il Centro Estero del Piemonte organizzano per giovedì 28 novembre alle 9 all’Archivio di Stato di Torino il workshop “Progettare e produrre i compositi. Opportunità per la competitività d’impresa”, in cui sarà dato spazio all’esperienza di una tra le più importanti realtà europee nel settore della sperimentazione virtuale e della Simulation Based Engineering Science nell’utilizzo delle moderne tecnologie di simulazione per il miglioramento continuo dei materiali ibridi.

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