Notiziario dei Compositi - Progetti premiati nel mondo dei compositi

Grazie a un processo di avvolgimento continuo e ultraveloce, la tecnologia Fibraforce intende rivoluzionare la produzione ad alto volume di laminati multiassiali a strati termoplastici incrociati

JEC Composites Innovation Awards 2022 - Seconda parte Progetti premiati nel mondo dei compositi

Si conclude su questo numero il nostro viaggio alla scoperta dei dieci migliori progetti premiati dal concorso JEC Innovation Awards 2022, esposti dal 3 al 5 maggio in occasione della fiera parigina JEC World

A CURA DELLA REDAZIONE

L’innovativo design delle pale in CFRP del rotore del Voith Inline Thruster (VIT) è il risultato di una stretta collaborazione

R&S tra Voith

Composites,

Voith Turbo, Gurit e Cotesa Più che un semplice concorso, gli JEC Innovation Awards rappresentano un’opportunità per promuovere l’ispirazione e la collaborazione tra gli attori dell’intera filiera dei compositi, per mettere in mostra su un palcoscenico globale (quello della fiera parigina JEC World) alcuni progetti eccellenti non ancora divulgati e per stimolare l’entusiasmo di un pubblico di esperti sempre desideroso di scoprire nuovi orizzonti e di creare opportunità commerciali. Sullo scorso numero di MacPlas (390, agosto/settembre 2022) avevamo già pubblicato le descrizioni dei progetti premiati per ciascuna delle prime cinque categorie del concorso… ma ecco, in sintesi, gli ultimi cinque progetti.

Il primo premio nella categoria “Design, mobili & casa” è stato assegnato alla società francese Kairos e ai suoi partner Ecotechnilin, Università della Bretagna del Sud (Francia) e Università di Portsmouth (Regno Unito) per un biomateriale riciclabile e compostabile che permette di produrre e riciclare espositori per punti vendita e bacheche segnaletiche a basso impatto ambientale, in linea con le nuove tendenze volte all’ottenimento di un’economia circolare. In pratica, Kairlin (marchio registrato) è un pannello in materiale composito rinforzato con poli-acido lattico (PLA) e fibre di lino, sviluppato in strutture monolitiche e a sandwich. Questo “biopannello” presenta grande leggerezza, facilità di lavorazione, spessore e finitura di superficie controllati. In ogni fase del suo ciclo di vita, dalla coltivazione del lino che lo compone fino alla fine della sua vita in esercizio, Kairlin è stato progettato e convalidato su scala industriale per l’alto grado di sostenibilità della sua composizione e del suo processo di lavorazione. È frutto di una produzione a filiera molto corta, a partire dal lino coltivato e trasformato in Normandia, e viene lavorato in una fase di stampaggio a compressione unica, con un tempo di lavorazione molto breve che consente performance elevate del prodotto finale a costi bassi. Tra i vantaggi principali che hanno convinto la giuria degli JEC Innovation Awards ad assegnare questo premio vi sono: finitura superficiale a specchio per la stampa; basso impatto ambientale; leggerezza ed elevate caratteristiche meccaniche; riciclabilità e compostaggio a fine vita; economia locale e circolare.

Il design leggero è una tecnologia chiave per conservare le risorse e i materiali compositi ne costituiscono la pietra angolare. Stanno diventando sempre più comuni, ma spesso comportano processi complessi e costi elevati. La tecnologia Fibraforce intende rivoluzionare la produzione ad alto volume di laminati multiassiali a strati termoplastici incrociati, originali e personalizzalizzabili, con un processo di avvolgimento continuo e ultraveloce (675 kg/h). Tale tecnologia ha permesso di posizionarsi al primo posto nella categoria “Macchinari e attrezzature” all’azienda tedesca Fibraworks e ai suoi partenr Hille Engineering, SEM, Quality Automation (Germania) e Fibraforce (Svizzera). Pensata su misura per le esigenze dei clienti, così da ottimizzare la produzione e ridurre gli sprechi, la tecnologia brevettata dalle aziende sopracitate consente un processo efficiente e ad alto volume per i rinforzi con orientamento multiassiale delle fibre, sia che siano basati su fibre secche che su compositi termoplastici. Fornisce inoltre soluzioni leggere ideali, offrendo rinforzi personalizzabili con gli orientamenti delle fibre e i lay-up richiesti dal mercato, insieme con i vantaggi di una tecnologia di produzione ultraveloce, continua ed economica. Aumenta infine la sostenibilità e l’efficienza nella progettazione leggera basata sui compositi.

Insieme ai partner tedeschi Cotesa, JM Voith, VTA e alla britannica Gurit, la società tedesca Voith Composites ha vinto in questa categoria grazie alla messa a punto delle pale in CFRP (Carbon Fibre Reinforced Plastics) del rotore Voith Inline Thruster, ideate per fornire massima manovrabilità all’industria navale. Le pale sono state realizzate con strati laminati ad alta precisione (prepreg Carbon4Stack) posati sul macchinario automatizzato della stessa Voith (VRA NextGen). I vantaggi delle pale del rotore in fibra di carbonio rispetto ai materiali tradizionali sono chiari: il materiale è più leggero, più rigido e più resistente alla corrosione. Inoltre, nel consegnare il premio, la giuria degli JEC Innovation Awards ha rilevato anche i seguenti ulteriori vantaggi: standard di qualità più elevati grazie alla laminazione automatizzata ad alta precisione; maggiore produttività da processi di produzione più veloci/meno costosi; costo di produzione inferiore grazie alla riduzione dei processi; diminuzione dei rifiuti e dei rischi di produzione; maggiore coerenza nella produzione di massa dei pezzi.

Le strutture leggere sono la chiave per progettare pale eoliche e turbine competitive. I materiali compositi rappresentano il miglior compromesso tra peso e forza e sono tra i più utilizzati nell’industria eolica, essendo costituiti da resine forti e durevoli. Vi è un unico problema: i compositi sono difficili da degradare e riciclare e, quindi, la maggior parte delle pale dismesse finisce in discarica. Per questo, l’azienda danese Siemens Gamesa Renewable Energy, in collaborazione con l’indiana Aditya Birla Advanced Materials, ha progettato, prodotto ed è ora pronta a installare le prime pale eoliche offshore che possono essere facilmente riciclate. Le RecyclableBlade offrono la stessa alta qualità e lunga durata per cui Siemens Gamesa è nota. Dopo lo smantellamento, la pala può essere riciclata dissolvendo la matrice in condizioni leggermente acide, evitando così un inutile smaltimento in discarica. I rinforzi, i materiali del nucleo, la plastica e le parti metalliche possono essere facilmente recuperati in condizioni di buona qualità e valore. La matrice termoplastica recuperata mostra un interessante profilo di proprietà e sia la matrice che il rinforzo possono essere riutilizzati in applicazioni appropriate. Tra gli altri vantaggi che hanno convinto la giuria degli JEC Innovation Awards ad assegnare a Siemens Gamesa il primo premio nella categoria “Energie rinnovabili” vi sono: processo di riciclo a basso consumo energetico; riduzione dell’impatto del ciclo di vita e dei costi di smaltimento; non vengono rilasciati rifiuti, ma solo risorse; tecnologia facile da usare, progettata per le pale lunghe.

L’azienda danese Siemens Gamesa Renewable Energy, in collaborazione con l’indiana Aditya Birla Advanced Materials, ha progettato, prodotto ed è ora pronta a installare le prime pale eoliche offshore che possono essere facilmente degradate e riciclate

Il primo premio nella categoria “Sport e tempo libero” è stato vinto dalla società svizzera Bcomp, insieme ai partner KTM Technologies, Alba Tooling & Engineering (Austria), Mitsubishi Chemical Advanced Materials e Altendorfer Kunststofftechnik (Germania), per il primo prodotto che unisce materiali compositi in fibra naturale collaudati negli sport motoristici e resine termoplastiche bio-based pensate per la strada, con una tecnologia di connessione reversibile e pronta per il riciclo. L’innovazione si basa sulla tecnologia Conexus di KTM, che permette di combinare materiali termoindurenti e termoplastici attraverso un legame chimico diretto. La sostenibilità sta diventando uno dei principali motori di tutti i nuovi sviluppi e tecnologie, dallo sport fino alla mobilità. Seguendo tale tendenza, il consorzio ha creato il tessuto di lino ampliTex di Bcomp per sostituire le fibre di carbonio e di vetro. Inoltre, una poliammide 6 bio-based sostituisce la PA6 convenzionale. La cosa più importante è che lo strato di accoppiamento lega questi diversi tipi di materiale, ma rende anche possibile la loro separazione riscaldando il prodotto alla temperatura di rammollimento delle reine termoplastiche, permettendo così la migliore opzione di fine vita per entrambe le tecnologie.

Vincitrice nella categoria “Sport e tempo libero” è stata la società svizzera Bcomp grazie a un particolare adesivo sviluppato per unire termoindurenti e termoplastici, ma che consente legami reversibili facilitando separazione e riciclo dei materiali