I tessuti multiasse possono semplificare e accelerare la produzione di componenti in composito?

Nel campo della produzione di materiali compositi, oltre alle "prestazioni", l'efficienza e la coerenza stanno diventando sempre più importanti. I tradizionali tessuti unidirezionali e i tessuti a tela o a saia hanno raggiunto un elevato livello di maturità prestazionale. Tuttavia, permangono sfide nei reali processi di stampaggio, tra cui procedure complesse di posizionamento degli strati, elevata dipendenza dalla manodopera e cicli produttivi prolungati. Di conseguenza, i tessuti multiasse vengono sempre più adottati nel settore dell’energia eolica, aerospaziale, dei trasporti ferroviari e dei componenti strutturali industriali di fascia alta. Ciò solleva la seguente domanda: i tessuti multiasse possono effettivamente semplificare e accelerare la produzione di parti in materiale composito?

Quale problema risolve essenzialmente il tessuto multiasse?

Il tessuto multiasse integra fibre orientate secondo diversi angoli — ad esempio 0°, ±45° e 90° — in un singolo strato strutturale mediante maglieria a trama in un unico processo.
A differenza dei tradizionali tessuti unidirezionali che richiedono "più strati", i tessuti multiasse consentono di realizzare, già a livello materiale, una progettazione combinata dell’orientamento meccanico.
Questo significa:

(1) Il supporto strutturale a carichi multidirezionali non si basa più su un complesso impilamento di strati.
(2) La filosofia progettuale passa da "impilamento di strati" a "integrazione strutturale".

Dal punto di vista produttivo: in che modo semplifica il processo?

Nella produzione effettiva, i cambiamenti introdotti dai tessuti multiasse sono estremamente intuitivi.

→ Le operazioni di posa in opera (layup) sono notevolmente ridotte.

Ciò che in precedenza richiedeva più strati di tessuti unidirezionali, posati ripetutamente con angolazioni precise, può ora essere ottenuto con uno o soltanto pochi strati di tessuti multiasse. Ciò non solo riduce il numero di operazioni da eseguire, ma minimizza anche gli errori angolari derivanti dalla posa manuale.

→ Maggiore efficienza nello stampaggio

Nei processi come RTM, VARTM e infusione sotto vuoto, i tessuti multiasse offrono una superiore stabilità strutturale, resistendo allo spostamento e alle grinze. Ciò favorisce una rapida e uniforme penetrazione della resina, particolarmente vantaggiosa per componenti su larga scala.

→ Maggiore facilità nel controllo della coerenza del processo

Con gli angoli delle fibre "bloccati" già nella fase di tessitura, le prestazioni del prodotto diventano più stabili. Ciò supporta una produzione su larga scala e la riproduzione coerente della qualità.

Può davvero "accelerare" la produzione?

La risposta è: sì, nelle applicazioni per componenti strutturali.

Sebbene il costo del materiale per metro quadrato possa essere superiore a quello dei tessuti convenzionali, i costi complessivi di produzione dimostrano:

(1) Riduzione del tempo di posa manuale

(2) Minore incidenza di ritravagli e scarti

(3) Cicli di occupazione dello stampo più brevi

Dopo un calcolo completo, l’efficienza di consegna per singolo componente strutturale risulta effettivamente maggiore. Questo è uno dei motivi principali per cui i tessuti multiasse sono ampiamente adottati nelle pale delle turbine eoliche e nei componenti strutturali di tipo scocca.

La selezione dei materiali sta ridefinendo i metodi di produzione

Per componenti di piccole dimensioni prodotti , quelli con geometrie estremamente complesse o quelli che richiedono specifiche finiture superficiali, i tessuti tradizionali offrono ancora vantaggi in termini di flessibilità.

Tuttavia, i tessuti multiasse dimostrano un valore eccezionale nei seguenti scenari:

(1) Componenti strutturali portanti

(2) Parti composite di grandi dimensioni e a parete sottile

(3) Produzione su larga scala che richiede coerenza ed efficienza

I tessuti multiasse rappresentano molto più di una semplice sostituzione del materiale: trasformano la logica progettuale e produttiva dei componenti compositi. Consentono di raggiungere l’integrità strutturale già a livello di materiale, permettendo così alla produzione di tornare a essere efficiente e controllabile.

Per i produttori di materiali compositi che danno priorità all’efficienza, alla stabilità e alla scalabilità, i tessuti multiasse stanno evolvendo da una «opzione» a una «scelta preferenziale».