Negli ultimi quattro anni, il team di ricerca della Montana State University ha sviluppato un metodo innovativo per produrre fibra di carbonio utilizzando il metodo Stretch Break, secondo un rapporto del 5 dicembre di Composites World. Questa fibra di carbonio è più facile da gestire nello stampaggio delle forme complesse degli aerei e può ridurre significativamente i costi di produzione. Il progetto è stato finanziato dall'esercito americano con un investimento totale di 25,8 milioni di dollari.
La Montana State University afferma che i ricercatori hanno investito molto nelle aree di ricerca pertinenti e ora si stanno avvicinando a un traguardo importante. I ricercatori hanno in programma di convalidare le effettive capacità di produzione su piccola scala prima di industrializzare completamente la tecnologia. La fibra di carbonio tradizionale è ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale grazie alla sua elevata resistenza, leggerezza e durata. Ma queste fibre non si piegano facilmente, quindi realizzare una curva stretta che si adatti perfettamente alle ali di un aereo richiede strumenti di produzione complessi e costosi e spesso strutture metalliche come supporto ausiliario, che costano alle forze armate statunitensi miliardi di dollari all'anno per la manutenzione e la riparazione. Al contrario, i nuovi materiali in fibra di carbonio -- sviluppati presso la Montana State University -- sono costituiti principalmente da materiali stirati con precisione, in cui alcune fibre si sono rotte nei punti naturalmente deboli. Gli studi hanno dimostrato che la fibra di carbonio "allungata e spezzata" può essere formata da circa 8 volte di più con approssimativamente la stessa intensità. Ciò significa che i materiali possono essere stampati con attrezzature più semplici senza l'ausilio di strutture metalliche. Poiché la fibra è più facile da formare, i conservatori prevedono di ridurre i costi di produzione di un quarto, hanno affermato i ricercatori. Anche se il concetto di migliorare la modellabilità della fibra di carbonio distruggendo parti della struttura haesiste da decenni, alcuni dei metodi utilizzati in passato (come materiali da taglio casuali, ecc.) hanno dimostrato di essere utilizzati. Ridurrà significativamente la resistenza del materiale. Anche l'idea della frattura da trazione non è un'innovazione recente, ma fino ad ora non esisteva un modo efficace per tirare la frattura in modo coerente ed efficace in un modo che potesse essere esteso alla produzione industriale. Si può dire che il concetto di 'allungamento erompere la fibra di carbonio sembra facile, ma molto difficile da controllare.
Il team di ricerca della Montana State University ha collaborato con più di 20 aziende del Montana per progettare ed elaborare un nuovo strumento per frattura da trazione chiamato Bobcat Head. Quando un raggio piatto di filo contenente migliaia di monofilamenti in fibra di carbonio passa rapidamente attraverso una serie di rulli, viene applicata una forza precisa per distruggere le fibre difettose. I ricercatori hanno notato che solo il 2% circa delle rotture delle fibre è stato effettuato in un determinato intervallo. Successivamente, i ricercatori hanno analizzato le proprietà del materiale ottenuto, piegando le fibre dopo "stiramento e rottura" in forme complesse e fissandole con resine, concentrandosi sulla verifica della difficoltà di formatura. Gli esperimenti hanno dimostrato che la fibra ha le stesse proprietà meccaniche del materiale costituito da fibre continue, ma è più facile da formare. Successivamente, i ricercatori hanno in programma di aumentare la produzione di questo dispositivo di produzione "stretch-break", lanciando applicazioni dimostrative pilota per convalidare la sua capacità di essere utilizzato nella produzione effettiva. Questo getterà le basi per l'autorizzazione tecnica alle aziende aerospaziali che producono aerei militari e civili. I ricercatori affermano di ritenere che il materiale dovrebbe iniziare a essere utilizzato nell'industria nei prossimi anni. Attualmente, il programma ha attirato l'attenzione dei fornitori di materiali avanzati e dei produttori aerospaziali, e scienziati e ingegneri competenti sono venuti alla Montana State University per vedere i materiali di persona e desiderosi di ottenere campioni dei materiali forniti dal team di ricerca. Sia i produttori aerospaziali che i fornitori di materiali hanno mostrato un forte interesse per la ricerca e ritengono che una volta stabilite le condizioni per l'uso, avrà un impatto significativo sulla produzione di attrezzature aerospaziali, hanno affermato i ricercatori.
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