La Airbus Helicopters sta sostituendo l’alluminio in un elemento di montaggio della porta dell’Airbus A350-900 con un polimero ad elevate prestazioni, ad alto modulo e rinforzato con fibre di carbonio. La staffa di montaggio, che ora viene prodotta con il polimeroVICTREX® PEEK 90HMF40 è stata sviluppata dalla Airbus Helicopters e inserita nella produzione di serie per usi commerciali dopo essere stata qualificata come componente rilevante.
Questa efficace sostituzione del metallo ha generato una riduzione del 40% sia a livello di peso che di costi. La soluzione polimerica stampata ad iniezione sostituisce la precedente e più costosa staffa lavorata a macchina da un blocco di alluminio.
La struttura polimerica rinforzata con fibre (FRP) della porta del velivolo A 350XWB utilizza una pellicola esterna accoppiata ad una struttura di rinforzo interna. La staffa, che ora è realizzata in materiale termoplastico VICTREX PEEK 90HMF40, collega la pellicola esterna a dei punti della struttura interna di rinforzo. I due componenti vanno così a formare una struttura scatolare che sfrutta al massimo il momento d’inerzia geometrico.
Christian Wolf, Head of Airplane Doors Research and Technology alla Airbus Helicopters, spiega l’operazione e il significato del componente in PEEK. “In termini di carico standard, ad esempio nel caso della pressione interna della cabina, questa giunzione a punti riduce la deformazione della pellicola esterna, mantenendo però la qualità aerodinamica della porta del velivolo. Tutti i componenti dell’aeroplano hanno una progettazione singolarmente ridondante. Se un componente vicino alla staffa si rompe, questa fornisce un percorso alternativo per il trasferimento del carico strutturale e quindi costituisce parte della struttura primaria del velivolo.”
Sostituzione del metallo: la nuova staffa riduce i costi e migliora la qualità
L’utilizzo del polimero ad elevate prestazioni rinforzato con fibre di carbonio VICTREX PEEK 90HMF40 in sostituzione dell’alluminio precedentemente usato, ha consentito alla Airbus Helicopters di produrre con successo un componente equivalente che fornisce una vasta gamma di vantaggi. Sia i costi produttivi che il peso sono stati ridotti del 40%.
L’unione di un componente in PEEK, invece dell’alluminio, a un termoindurente rende le operazioni di foratura molto più semplici e gli stessi fori così ottimizzati in materiale plastico rinforzato con fibra di carbonio (CFRP) migliorano la qualità rispetto alla soluzione precedente.
Il polimero VICTREX PEEK 90HMF40 è un materiale specificato dalla Airbus. Questo termoplastico resiste facilmente all’umidità che continua ad accumularsi all’interno delle porte del velivolo, mentre l’alluminio – tendendo alla corrosione – necessitava di uno speciale rivestimento superficiale.
“Lo sviluppo positivo e la qualificazione del componente sono stati possibili grazie al materiale adatto e alla competenza e collaborazione degli esperti Victrex. L’esperienza così ottenuta può quindi essere trasferita ad altri componenti e ad altre aree applicative con requisiti similari,” ha affermato Wolf.
Nuovi sviluppi investimenti per mantenere la leadership
Nell’industria aerospaziale, il processo di “progettazione e costruzione”, ad esempio lo sviluppo secondo una certa specifica, rappresenta un’opzione possibile per la produzione di componenti strutturali. In un tale ambito, lo sviluppatore è più libero su tematiche come la selezione del materiale.
“Il polimero 90HMF40 è un termoplastico speciale ad elevate prestazioni che risulta adatto anche per componenti strutturali sottoposti a carico così come quelli usati per la prima volta nell’Airbus A350-900 e quindi nelle normali operazioni di una aviolinea. Questa prima applicazione sarà certamente seguita a breve da altre,” spiega Uwe Marburger, Aerospace Business Development Manager alla Victrex.
La società con sede in Gran Bretagna, opera a livello globale e vanta oltre 35 anni di esperienza offrendo soluzioni basate non solo sui poliarileterchetoni (PAEK) ma anche su una qualità consistente dei prodotti, così come sulla certezza delle forniture.
Nell’aprile 2015, Victrex ha fatto partire la terza unità produttiva, estendendo così la propria capacità di leadership in qualità di fornitore di PAEK, fra cui il VICTREX PEEK. “Siamo altresì pronti a rispondere alle nuove sfide del futuro, ad esempio quelle che coinvolgono la cooperazione con partner in applicazioni di “progettazione e costruzione”, laddove sia necessario un nuovo progetto così come nella specifica di materiali per ottenere una funzione specifica”, ha ulteriormente spiegato Marburger.
Victrex ha anche di recente annunciato il lancio di una nuova tecnologia avanzata di stampaggio ibrido che fornisce un’eccellente combinazione di forza e libertà di design particolarmente efficace nello sviluppo di strutture molto leggere.
I progettisti e i produttori del settore aerospaziale possono trarre vantaggio dall’utilizzo del polimero VICTREX PEEK 90HMF40. Infatti, questo polimero ad elevate prestazioni con fibre ad alto modulo (HMF) si basa sui poliarileterchetoni Victrex della serie 90, principalmente usati nella produzione di componenti a pareti sottile e stampati ad iniezione.
I componenti ad elevata resistenza possono essere prodotti grazie a questo materiale ad alta fluidità e alla sua facilità di trasformazione. Le sue proprietà non possono essere equiparate a quelli dei gradi standard. Ad esempio – rispetto all’alluminio 7075-T6 nelle stesse condizioni – il 90HMF40 presenta una resistenza alla fatica 100 volte superiore e il 20% in più di resistenza specifica.