Nuovi materiali per l’industria aeronautica: efficiente pretrattamento al plasma atmosferico

Nell’industria aeronautica c’è stato un radicale cambiamento dei materiali utilizzati. Se in passato per la costruzione del corpo esterno e dei correnti degli aerei venivano utilizzate quasi esclusivamente le leghe di alluminio, Oggi questi componenti vengono realizzati preferibilmente in materiali plastici rinforzati con fibre di carbonio (CFRP).

Il rivestimento al plasma non solo fa aumentare la durata e l’affidabilità del prodotto, ma riduce anche sensibilmente i costi.

Il pretrattamento superficiale con Openair-Plasma® costituisce nel settore aeronautico un importante elemento di innovazione che reca con sé numerosi e straordinari vantaggi.

  • Il pretrattamento al plasma migliora la stabilità dei componenti in CFRP.
  • Openair-Plasma® consente una lavorazione affidabile e di alta qualità nelle operazioni di incollaggio e verniciatura a valle.
  • Openair-Plasma® rende possibile per la prima volta un pretrattamento al plasma in linea selettivo e guidato da robot su componenti di grande formato.

 

Questi materiali furono utilizzati per la prima volta in campo industriale dalla Boeing già nel 2007 per i modelli B787 e Dreamliner. Con la sistematica evoluzione di questo nuovo tipo di materiale si arrivò in seguito ad aeroplani come l’Airbus A350WXB, nel quale la percentuale di CRP supera già il 40%.

Protezione contro la corrosione stabile nel tempo con la polimerizzazione al plasma: ecocompatibile perché non usa primer tossici (CR6)

Per ottenere una perfetta protezione contro la corrosione garantita anche 30 anni, fino a ieri nell’industria aeronautica si ricorreva principalmente all’applicazione di primer CR6 contenenti cromo sulle superfici che dovevano successivamente essere verniciate.

Con il metodo PlasmaPlus® i primer contenenti cromo esavalente, che sono altamente tossici, sono sostituiti dalla polimerizzazione al plasma, vale a dire dalla deposizione selettiva al plasma di un rivestimento chimico a secco. L’energia del plasma, associata alla deposizione estremamente precisa e assolutamente uniforme del rivestimento al plasma, aumenta contemporaneamente la tensione superficiale. Le superfici vengono così preparate al meglio per la verniciatura e presentano un’adesività eccellente per giunzioni incollate resistenti nel tempo.

Tecnologia al plasma Aurora: Pulizia of carbon composite componenti prior to verniciatura or incollaggio

Un esempio dell'uso della tecnologia al plasma Aurora è il pretrattamento delle pale di turbina in fibra di carbonio prima dell'incollaggio strutturale con il mozzo metallico della turbina. Questa combinazione di materiali consente di costruire motori a turbina leggeri e silenziosi.

 

Un chiaro vantaggio del processo al plasma a bassa pressione Aurora è la capacità del plasma di penetrare in spazi vuoti e fessure e la possibilità di trattare geometrie complesse su tutti i lati. Tutte le fasi del trattamento possono essere chiaramente definite in termini di sequenza, intensità e formulazione. Durante il ciclo di trattamento, i gas e i fluidi funzionali ionizzabili vengono trattati all'interno della camera a bassa pressione. Il metodo è semplice e facilmente riproducibile.

Compositi high-tech: Eliminazione degli agenti distaccanti grazie alla tecnologia Openair-Plasma® e Aurora Plasma

L’utilizzo di plastiche rinforzate con fibre offre notevoli vantaggi in termini di risparmio di peso nella costruzione di aerei. In questa dimensione, i materiali plastici fibrorinforzati, in particolare la fibra di carbonio (CFRP) e la fibra di vetro (GFRP), sono sostanzialmente più stabili delle strutture metalliche.

La produzione dei componenti, prevalentemente di grandi dimensioni, avviene come struttura a strati dei cosiddetti "preimpregnati" in autoclave. Per garantire una sformatura semplice, è necessario affrontare il problema dell'adesione allo stampo stesso. Spesso si utilizzano distaccanti a base di solventi, come il Frekote®. Gli agenti distaccanti di questo tipo hanno lo svantaggio che i residui rimangono sulle componenti durante la fase di sformatura. Questi devono essere rimossi in complesse fasi di lavoro manuale.


Vantaggi dei rivestimenti distaccanti al plasma:

  • Nessuna pulizia manuale complessa, con conseguente aumento dei tempi di ciclo
  • Nessuna contaminazione nello stampo e nella componente
  • Assenza di distaccanti e detergenti a base di solventi, riduzione dei VOC
  • Qualità e struttura della superficie migliorate e uniformi

Rivestimento anticorrosione stabile nel tempo per rivetti in titanio e in alluminio con il trattamento al plasma Openair®

La rivettatura continua ad essere uno dei sistemi più comuni per unire tra loro i componenti di un aeroplano. Questi elementi di giunzione in titanio o in lega di alluminio devono soddisfare requisiti molto severi in termini di protezione contro la corrosione, a causa dell’elevata umidità atmosferica e delle grosse variazioni di temperatura cui sono esposti.

Il pretrattamento superficiale con la tecnologia Openair-Plasma® si rivela anche in questo caso un metodo semplice per preparare al meglio le superfici alla successiva deposizione del rivestimento anticorrosione mediante micropulizia e attivazione superficiale.

Pretrattamento al plasma di Kevlar, fibra di vetro, carbonio o UHMWPE per la produzione di preimpregnati

I materiali preimpregnati (fibre preimpregnate) sono semilavorati tessili preimpregnati utilizzati per la produzione di componenti fibrorinforzati. Sotto pressione e temperatura, vengono fusi insieme diversi strati di preimpregnati. Oltre alla disposizione dei preimpregnati, l'adesione ottimale della fibra alla resina di reazione è fondamentale per la successiva stabilità del componente completo.

Pretrattamento del tessuto con il plasma Aurora

Un trasferimento efficace del carico tra la fibra e la resina della matrice richiede una superficie pulita della fibra prima dell'applicazione della resina. Pretrattando il tessuto fibroso con il plasma Aurora, si ottiene una capacità di penetrazione ottimale.

Pretrattamento di nastri di tessuto nella produzione a contratto

Plasmatreat offre servizi di produzione a contratto (toll treatment) attraverso la sua filiale negli Stati Uniti per il pretrattamento dei nastri di tessuto prima della lavorazione del preimpregnante. A questo scopo, è disponibile un sistema speciale al plasma a bassa pressione con una larghezza di trattamento di 1,50 m (60 pollici), compreso l'avvolgimento (roll-to-roll).

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