I ricercatori della Rowan University hanno dimostrato un nuovo metodo per riparare i danni nei materiali compositi avanzati, con possibili applicazioni in settori come quello aerospaziale, automobilistico, delle infrastrutture, marittimo e della produzione di energia.
Gli scienziati della Rowan University hanno dimostrato che la spruzzatura a freddo di polimeri può ripristinare fino all’80% della resistenza nei materiali compositi polimerici danneggiati, offrendo un’alternativa più rapida ed efficace alle tecniche di riparazione convenzionali utilizzate in settori come quello aerospaziale, automobilistico, delle infrastrutture, marittimo e della produzione di energia.
I compositi polimerici rinforzati con fibra di vetro sono materiali leggeri, ampiamente utilizzati per la loro resistenza e durata, ma sono vulnerabili ai danni indotti dagli impatti che possono ridurre le prestazioni e portare a cedimenti catastrofici nel tempo.
“Se si inizia a rompere un composito, si comporta un po’ come una cerniera lampo. Una fibra si rompe e poi un’altra. Le fibre rimaste devono sopportare tutto il carico. Se si verifica una forte raffica di vento o viene applicata qualche altra forza, possono rompersi in modo catastrofico” afferma il coautore Francis Haas, Ph.D., professore associato di ingegneria meccanica presso l’Henry M. Rowan College of Engineering.
La spruzzatura a freddo riduce i tempi di riparazione
Per ovviare a questo problema dei materiali compositi, il team ha esaminato un metodo di riparazione che utilizza la spruzzatura a freddo, un processo che deposita polveri polimeriche finissime su una superficie danneggiata senza calore elevato. In particolare, i ricercatori hanno sviluppato uno specifico metodo di applicazione a spruzzatura a freddo in grado di ripristinare una parte significativa della resistenza meccanica persa di un materiale, agendo in modo simile a un’otturazione dentale. In caso di danni superficiali, il loro metodo ha ripristinato fino all’80% della resistenza originale del materiale e circa il 40% nei casi più gravi.
In tutte le condizioni testate, l’approccio a spruzzatura a freddo del team ha superato i metodi di riparazione tradizionali a base di resina sia in termini di efficacia che di velocità. Mentre le riparazioni convenzionali possono richiedere fino a 48 ore per la polimerizzazione, il processo a spruzzatura a freddo può essere completato in circa 30 minuti, risultando particolarmente interessante per riparazioni rapide in loco.
Lo studio ha anche dimostrato che la scelta del materiale è fondamentale. Una polvere a base di resina epossidica rinforzata con fibre di vetro tritate ha costantemente fornito i risultati migliori, migliorando sia il recupero delle proprietà meccaniche sia la capacità dei materiali riparati di resistere a ulteriori impatti.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia spaziano dalle pale delle turbine eoliche alle strutture degli aerei, ai componenti di materiale composito per veicoli: ovunque vengano utilizzati materiali compositi leggeri e soggetti a usura o danni da impatto.
Foto: Journal of Thermal Spray Technology (2026). DOI: 10.1007/s11666-026-02232-3
