Aerei più leggeri, resistenti e sostenibili. È questo l’obiettivo del progetto MIMOSA (Multimaterial airframes based on 3D joints between AM metals and carbon-fiber composites) che mira a rivoluzionare l’aviazione. Nato a fine 2022 e finanziato dal programma Horizon Europe dell'Unione Europea, il progetto sviluppato dal Politecnico di Torino in collaborazione con TÜV Italia si è focalizzato nelle realizzazione e scalabilità di una innovativa tipologia di velivoli che verrà presentata il 15 maggio durante un workshop presso il Museo dell’automobile di Torino.
I materiali che rivoluzionano l’aviazione
Grazie all’integrazione di nuove tecniche per l’utilizzo di materiali compositi in fibra di carbonio e materiali metallici, è possibile ridurre significativamente l'impatto ambientale generato dall’aviazione. Questo perché a un minor fabbisogno di materie prime e una diminuzione del peso dei velivoli corrisponde un risparmio di carburante fossile che riduce le emissioni CO₂. Sfruttando brevetti specifici del Politecnico di Torino, il progetto MIMOSA ha portato alla produzione di strutture multimateriale composte da leghe metalliche e materiali compositi in fibre di carbonio senza elementi intermedi come adesivi o rivetti che ne complicano il riciclo.
“Le strutture realizzate con la tecnologia MIMOSA potranno essere rigenerate grazie a un processo di atomizzazione che riduce gli scarti metallici in polvere a granulometria e composizione controllate, diventando materia prima secondaria per altri processi di manifattura additiva metallica”, ha dichiarato il professor Giorgio De Pasquale del Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale. “Gli ambiziosi obiettivi del progetto necessitano di soluzioni tecnologiche innovative, che guardino a processi produttivi di nuova generazione e cerchino di integrarli in modo efficace, affidabile, economico e scalabile industrialmente.”
Il parterre di aziende partner è corposo. Da TÜV Italia, che svolge un ruolo cruciale nel garantire che le tecnologie di manufacturing additivo siano impiegate efficacemente nel settore aeronautico, condividendo le proprie competenze per migliorare la comprensione delle potenzialità e delle normative legate a queste tecnologie, a Bytest (Gruppo TÜV SÜD) alla startup F3nice. Fino a multinazionali del calibro di Leonardo e altri partner operanti nei settori dell'industria meccanica e dei materiali.
“MIMOSA è un progetto europeo volto a contribuire in maniera efficace, concreta e sostenibile al raggiungimento degli obiettivi dell'Unione Europea”, ha aggiunto Stefano Pasquino, Quality Manager, Project Manager e Lead Auditor Divisione Product Service di TÜV Italia. “Inoltre, è stato valutato con il massimo del punteggio dalla Commissione europea testimoniando un ulteriore stimolo a utilizzare con impegno e serietà le nostre competenze per migliorare il settore aeronautico.”
Il riciclo dei compositi in fibra di carbonio
I compositi polimerici rinforzati con fibra di carbonio (ma anche quella di vetro) sono sempre più utilizzati come materiali strutturali in molti settori manifatturieri come trasporti, costruzioni e nel settore energetico grazie alle loro maggior leggerezza e resistenza alla corrosione rispetto ai metalli. Essendo compositi, ovvero composti da più materiali, riciclarli può diventare una sfida complessa. Per raggiungere il materiale singolo i compositi devono essere trattati attraverso processi meccanici altamente controllati (frantumazione e vagliatura) oppure attraverso trattamenti termici come la pirolisi, che consiste nel fornire ai materiali compositi calore in assenza di ossigeno in modo da degradare la matrice e ripulire le fibre vetrose e in carbonio. I compositi polimerici usati per costruire gli aeroplani di ultima generazione non solo apportano una significativa riduzione del peso e un notevole risparmio di energia, ma migliorano anche la sicurezza del velivolo in caso di incendi.
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Immagine di copertina: John Mcarthur, Unsplash