Giunti efficienti per aerostrutture in composito ad alte prestazioni
L’uso diffuso di plastiche rinforzate con fibra di carbonio (carbon fibre-reinforced plastic, CFRP) nell’industria aerospaziale ha permesso significativi risparmi di peso e quindi del consumo di carburante e delle emissioni. Nonostante le proprietà meccaniche intrinsecamente superiori in termini di rapporto peso/rigidità, per il pieno sfruttamento delle CFRP sono necessari sistemi di giunzione più efficienti per garantire strutture tolleranti ai danni. I componenti fondamentali di un aeroplano – come la fusoliera e le ali – hanno molte interfacce che richiedono un trasferimento sicuro dei carichi tra le parti composite, con peso e costo ridotti. Questo è necessario per aumentare la competitività dell’industria aeronautica dell’UE. Nell’ambito del progetto CERFAC (Cost effective reinforcement of fastener areas in composites), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno fornito soluzioni di rinforzo avanzate da usare nelle principali strutture composite degli aeromobili. I concetti di giunzioni innovativi ed efficienti combinano diverse soluzioni di rinforzo per ridurre ulteriormente il numero di fissaggi, aumentando allo stesso tempo la capacità di carico e la tolleranza al danno dell’assemblaggio. Questo rappresenta anche un significativo passo avanti verso la riduzione dei costi di fabbricazione. Impiegando i più recenti materiali basati sul carbonio, gli scienziati hanno considerato tre applicazioni, tra cui coprigiunti generici per assemblare strutture con pareti sottili, giunti evoluti per il montaggio finale di strutture o sezioni della fusoliera, e laminati più spessi o zone rese più spesse di parti a parete sottile per il trasferimento più efficiente e sicuro di carichi concentrati. I nuovi tipi di giunti più leggeri ed economici aumentano il tasso forza-costi e la tolleranza al danno delle aree di fissaggio. Le avanzate soluzioni di rinforzo di CERFAC per strutture di aeroplani in composito migliorano le prestazioni e riducono allo stesso tempo il numero di fissaggi necessari. Questo consente soluzioni di produzione e assemblaggio efficienti in termini di costi mediante considerevoli riduzioni di peso, consumo di carburante ed emissioni. Di conseguenza, i costi di fabbricazione, di assemblaggio e di ispezione e manutenzione dell’industria aeronautica possono essere ridotti in modo considerevole.
Parole chiave
Giunti, composito, strutture di aeromobili, fissaggio, CERFAC
