15/05/2012

Tutte le fibre vegetali godono di caratteristiche quali la provenienza da fonti rinnovabili e la biodegradabilità. La fibra di lino però si distingue anche per una lavorazione poco inquinante (vengono utilizzati pochi fertilizzanti) e non necessita di irrigazione durante la crescita.

Oltre agli importanti vantaggi in termini produttivi, presenta alcune caratteristiche funzionali che rendono la fibra di lino adatta per applicazioni in cui si ricerchi leggerezza e una forte capacità di assorbire vibrazioni.

Sfruttando le proprietà naturali e di prestazioni di questa fibra, un’azienda francese ha sviluppato un tessuto di rinforzo in fibra naturale di lino con caratteristiche molto particolari: oltre ad avere un aspetto estetico gradevole, ha una densità inferiore a quella del carbonio (portando evidenti miglioramenti in termini di leggerezza), caratteristiche meccaniche simili alla fibra di vetro e mantiene un forte potere di assorbimento delle vibrazioni se inserito tra due strati di fibra di vetro o di carbonio, tanto da poter essere utilizzato nelle attrezzature sportive (racchette da tennis, mazze da golf, surf, …) e ovunque ci sia una forte presenza di vibrazioni.

Le caratteristiche meccaniche simili alla fibra di vetro sono rese possibili grazie all’innovativo processo di impregnazione brevettato dall’azienda, il quale crea un forte legame tra le fibre di lino e la resina termoindurente; inoltre, poiché le fibre vengono trattate con un sizing epossidico, è possibile eliminare qualsiasi rischio di assorbimento di acqua e di umidità.

I settori applicativi di questo materiale sono diversi:

- Settore sportivo: grazie all’assorbimento delle vibrazioni può essere utilizzato nei telai per biciclette, canne da pesca, le già citate racchette da tennis e mazze da golf;

- Settore automotive: caratterizzato da bassa densità e dunque da maggior leggerezza, può essere utilizzato nei componenti interni dei mezzi di trasporto o nei componenti soggetti a forte vibrazione;

- Design:  grazie al gradevole aspetto estetico, può essere usato per rivestimenti dei computer, in pannelli per pareti divisorie o controsoffitti e anche in strumenti musicali.

Il successo di un prodotto dipende molto dalla scelta dei materiali: non rischiare, affidati sempre agli esperti!

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08/05/2012

Nei prodotti di utilizzo quotidiano a contatto ravvicinato con la pelle, gli occhiali sono un esempio perfetto, la leggerezza è sicuramente una delle principali caratteristiche da ricercare nello sviluppo di prodotto, per dare un maggiore confort a chi li indossa.

Per cercare questa particolare caratteristica, uno dei più importanti rivenditori giapponesi di occhiali e relativi accessori ha sviluppato una nuova linea di occhiali con montatura in resina resistente e leggera Ultem di Sabic a base di polieterimmide (PEI). Utilizzando questo materiale, l’azienda ha avuto la possibilità di eliminare dal processo di selezione dei materiali quelli tradizionali e di conseguenza più pesanti come il PU, il titanio e l’alluminio. La resina è leggera e resistente come un metallo, garantisce una maggiore elasticità e resistenza alla deformazione e consente di piegare facilmente la montatura per poi farla ritornare alla sua forma originale; è resistente agli agenti chimici, al calore e ai raggi ultravioletti (UV) proteggendo così le montature anche se vengono lasciate sul cruscotto dell’automobile al sole. Inoltre, offre una maggiore libertà di progettazione, fattore cruciale nel mondo della moda.

La resina Ultem consente di ridurre ulteriormente il peso (essendo già inferiore del 50% rispetto al metallo) grazie allo stampaggio di precisione a parete sottile fino a 1,2 mm: infatti, il peso della montatura costituita con questo materiale è pari a soli 9,4 g senza lenti, rispetto a un peso tipico delle montature metalliche di circa 20 g.

La resina inoltre è disponibile in diversi colori per permettere un’ampia personalizzazione dei prodotti e numerosi effetti estetici.

Oltre al settore dell’occhialeria, dove la resina può essere utilizzata per occhiali da vista, da sole, 3D o di sicurezza, il materiale presenta caratteristiche adatte anche per il settore medicale (vassoi di sterilizzazione, dispositivi elettronici medicali, dispositivi ortopedici) e aeronautico (carrelli ultraleggeri per il catering aereo).

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02/05/2012

I gechi sono in grado di arrampicarsi su pareti verticali, su muri e di correre a testa in giù sul soffitto. Il loro segreto sta nei polpastrelli: ricoperti di milioni di peli sottili posti sulle estremità delle zampe, permettono al rettile di ancorarsi sulle pareti e di non cadere. L’abilità del geco di camminare su superfici lisce senza l’uso di secrezioni adesive, si attribuisce alla forza di Van der Waals, una forza debole ma che moltiplicata per i milioni di punti di aderenza, permette di sostenere il peso dell’animale.

Partendo da queste osservazioni, molte aziende hanno cercato di trasferire questa caratteristica naturale a materiali e tecnologie utili per applicazioni industriali.

Uno di questi nuovi materiali è un adesivo nanostrutturato in nastro con proprietà adesive non permanenti. La particolarità di questo adesivo a base siliconica è la sua superficie che è nano-replicata in modo tale da assumere una struttura simile a quella delle zampe del geco. Copiando dunque questa struttura, si è stati in grado di riprodurla su un film sottile di silicone raggiungendo una densità di terminali di 29.000/cm2. Questo film aderisce molto bene su superfici verticali molto lisce, come il vetro, e anche su superfici umide o scivolose, offrendo notevole resistenza a trazione; viceversa, se sottoposto a sforzo di taglio (perpendicolarmente alla superficie), può essere facilmente rimosso, senza lasciare residui. Lo spessore del nastro è di 0,35 mm mentre il suo peso è di 280 g/m2. Grazie alla sua natura polimerica siliconica, è resistente entro un ampio intervallo di temperature (da -30°C fino a +150°C).

Grazie a queste particolari caratteristiche, il materiale trova applicazione in tutti quei settori in cui vengono impiegati adesivi sensibili alla pressione:

- Packaging: soluzioni per la chiusura di confezioni;

- Arredamento: fissaggio dei componenti, in particolare sui mobili imbottiti;

- Tessile: sistemi di chiusura nei capi d’abbigliamento;

- Igienico e sanitario: sistemi di chiusura per pannolini per bambini.

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24/04/2012

Il packaging ha da sempre due scopi ben precisi: proteggere ciò che contiene e dare al consumatore informazioni aggiuntive sui prodotti. Ormai entrambe le funzioni si danno per scontate e si pretendono funzionalità sempre più interattive e complete dal packaging, trasformandolo da semplice contenitore a un imballaggio progettato per monitorare e immagazzinare dati circa lo stato di conservazione del contenuto. A questo scopo sono state sviluppate diverse tecnologie.

Una delle più interessanti riguarda delle etichette monouso che, grazie al movimento controllato di un liquido attraverso una struttura porosa, hanno una funzione di timer a partire dal momento dell’applicazione sul prodotto da monitorare. Il cuore di questa etichetta è costituito da una speciale membrana microporosa che permette lo svolgersi di un lento processo fisico. Grazie alla selezione del liquido corretto in combinazione con la giusta membrana, si possono misurare tempi che vanno da pochi minuti fino ad un anno.

Per attivare il sistema, bisogna premere un bottone a forma di bolla che è riempita con un liquido colorato, di solito un olio, che va così a contatto con la membrana dando il via al processo fisico. Il grado di precisione di questa etichetta è di circa il 10% ad una determinata temperatura; per esempio, un’etichetta calibrata per misurare tre giorni a 5°C può avere un margine di errore pari a +/- 7 ore. Ogni etichetta ha una propria scala del tempo ed è calibrata per funzionare in un particolare ambiente: a temperatura ambiente, nel frigorifero e nel congelatore. Per questo motivo viene applicata, grazie a un adesivo, sulla superficie di prodotti alimentari, per controllare la loro scadenza, la loro storia termica e la concentrazione di  sostanze al fine di segnalare condizioni di conservazione e distribuzione inadeguate.

Il settore alimentare non è l’unico a poter usufruire delle proprietà di queste etichette; è interessante per tutti quei settori in cui è necessario controllare un’eventuale degradazione o un metodo di conservazione sbagliato: tra questi, il settore medicale e farmaceutico, quello della cosmetica o nel settore degli elettrodomestici per monitorare costantemente i filtri antibatterici.

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19/04/2012

Il Salone del Mobile di Milano è l’unico evento espositivo italiano di rilevanza mondiale dove design, tecnologie e prodotti delle nostre aziende si esprimono ai massimi livelli.

Facciamo un invito a tutti i gli esperti di altri settori: avete tempo fino a domenica per spendere una giornata in maniera proficua! E noi cerchiamo di suggerirvi cosa vedere.

Ispirazione biomimica

La sedia Basil di Calligaris ricorda le forme di una foglia: la nervatura segna la seduta aumentando la rigidezza a flessione e migliorando il comfort lungo la spina dorsale. Un buon esempio del principio di minimo materiale.

I tavoli Triangle di Decode sono un altro esempio di biomimica; le gambe a traliccio ricordano la Tour Eiffel, o le schiume in alluminio con struttura reticolata dove l’utilizzo del materiale è minimo: la stessa che la Natura ha sviluppato per dare robustezza e leggerezza alle ossa.

Quando il prodotto racconta una storia

Un maxischermo e un cortometraggio animato spiegano in maniera semplice e immediata l’ispirazione degli architetti Lievore, Altherr e Molina ai colori e alla natura che si concretizza nella silhouette di un toro stilizzato: anima di SAYA, la nuova sedia in legno di Arper. Si sente il profumo della Spagna.

E’ in tutto lo stand, grande come non mai in precedenza, si respira luce, gente, positività, soddisfazione. Un’azienda che continua a crescere.

Tessuto portante

Molti produttori di sedute presentano modelli ispirati allo stesso principio: leggerezza e minimo utilizzo di materiale. La soluzione più comune è quella del telaio perimetrico in tubo metallico con tessuto di seduta piano o tridimensionale tensionato. La soluzione più raffinata è quella di Kobleder, con il tessuto a geometria variabile; ma se ci pensate bene è la vecchia sdraio da spiaggia ripensata. Economica, robusta, duratura.

100% Natura…

Viene dalla bistrattata Grecia la linea di prodotti più naturale del Salone!

Coco-mat nasce come produttore di cuscini e materassi completamente naturali e presenta una collezione completa di mobili e accessori realizzati esclusivamente con materiali naturali: via metallo, plastica, resine, fibre sintetiche! Si usano solo gomma naturale, fibre di cocco, cactus, cotone, lino  e lana, crine, alghe essiccate, legno. Insieme si può!

… e Greenwashing!

Non lasciatevi ingannare dall’allestimento “natural-look “ di molti stand. Prati al posto dei pavimenti, piante e fiori come oggetti d’arredamento, blu e verde come colori predominanti: questa non è attenzione all’ambiente ma solo greewashing. Proporre virtù ecologiste per dare un’immagine positiva non basta se manca lo sforzo progettuale per scegliere materie prime meno inquinanti e sviluppare prodotti con un ciclo di vita più sostenibile.

Contro il logorio della vita moderna

Colore, gioia e allegria: ecco le tre parole chiave con cui si presenta Foppapedretti al Salone del Mobile quest’anno. In un salone in cui il tema dominante sembra essere il grigio pastello di moda, Foppapedretti ha coraggiosamente reinterpretato i prodotti tradizionali – riconosciuti per l’abbinamento del legno alla pratica funzionalità – in una linea colorata e tecnologica fatta di superfici brillanti e particolari in acciaio e alluminio.

Lo stand è un flash abbagliante di luci e colori.

Per i meccanici incalliti

La definizione dello spazio è relativa. I mobili trasformabili di Campeggi ne sono un esempio!

Una libreria che si trasforma in chaisse-longue, una poltrona che nasconde un tavolo telescopico, un’altra che diventa una scala: ecco le novità principali presentate dall’azienda al Salone. Per rispondere alle esigenze di ottimizzazione degli spazi abitativi più organizzati e per vivere la casa in modo divertente. Che ne dite della sedia da calcio-pigro?

Quando è il design è tutto

Meglio dei buchi di Geox, le lampade Taj disegnate da Ferruccio Laviani per Kartell: un elemento in plastica iniettata dalla linea futuribile, una strip di led con accensione a sfioramento, filo e spina.

Qualche euro di prodotto e grande effetto per un oggetto che si potrà vendere a caro prezzo, o in grandi volumi….

Un dubbio ci rimane: gli steli autoportanti erano tutti incollati alla base dell’espositore: sicuri che sia stabile?

Biopolimero, no grazie!

Ragionando in metri cubi, la plastica è il materiale più presente nel settore delle sedie. Ma di biopolimeri al Salone non se ne parla, salvo una voce fuori dal coro: Philippe Starck si da dell’asino per aver progettato per 20 anni oggetti in plastica inquinante. E insiste allora sulla sedia Zartan di Magis, interamente realizzata in biopolimero caricato con fibre naturali. E pensare che al salone dei Compositi di Parigi c’erano sedie in bioplastica caricata con bambù, lino, canapa, carta riciclata…. Il messaggio è chiaro: non ci crediamo e non lo proponiamo.

Tocca a voi

Nello stand Lago non si entra, c’è troppa gente e l’ingresso è affollato: sarà colpa dei mobili appesi al soffitto o del tavolo con il piano flessibile? Chi esce parla dell’armadio in tessuto che scompare nella parete, altri hanno visto un divano letto senza telaio. Qualcuno sostiene di aver vagato in una stanza da letto con stalattiti colorate.

Noi torniamo domani perché i veneti sono famosi per lo spritz e non si sa mai!

Voi avete tempo fino a domenica!

11/04/2012

Sono all’ordine del giorno le novità nella ricerca di processi più efficienti per la produzione di molecole derivate dalle biomasse per la chimica sostenibile in sostituzione ai prodotti di origine fossile.
In realtà, la tecnologia che permette la fabbricazione di prodotti chimici partendo dalla lavorazione delle biomasse esiste già da tempo ma non è ancora diffusa su larga scala a causa dei numerosi passaggi necessari per arrivare al prodotto finito, con conseguente impatto sui costi.

Una ricerca interessante su questo tema viene dall’università di Utrecht che, in collaborazione con la Dow Chemicals (multinazionale della chimica), ha sviluppato una tecnologia innovativa, chiamata Fischer Tropsch, che va a semplificare proprio il processo di trasformazione delle biomasse a base cellulosica, cioè scarti del legno:

- Si procede alla trasformazione della biomassa in syngas, costituito da atomi di idrogeno e carbonio, con tecniche convenzionali tipiche dei bioreattori;

- Il gas viene poi messo a contatto con nanoparticelle di ferro (0.00002 millimetri) che agiscono da catalizzatore: sistemando le particelle su un supporto chimicamente poco reattivo come il carbonio, i chimici dell’università volevano garantire alle nanoparticelle il necessario sostegno meccanico senza alterarne l’attività;

- La reazione di catalisi produce olefine leggere, le molecole che sono alla base sia degli idrocarburi che di molte materie plastiche e prodotti chimici. Non sono state riscontrate differenze sostanziali di funzionalità tra i prodotti chimici derivanti dalle biomasse e quelli derivanti dal petrolio.

I risultati di questa ricerca sono incoraggianti: grazie a questo catalizzatore è stato possibile produrre olefine a partire da biomasse con un’efficienza del 60% e senza generare gas intermedi inquinanti come il metano.
Questa tecnologia è ormai alla fine della fase di sperimentazione e sarà disponibile nei prossimi mesi per un utilizzo sul larga scala; saranno diversi i settori in cui troverà applicazione: l’industria chimica in primo luogo ma anche la farmaceutica, il settore della cosmetica e delle materie plastiche.

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05/04/2012

Completiamo oggi la presentazione di alcune delle novità più interessanti trovate al JEC 2012, Salone Mondiale dei Compositi di Parigi.

1 - Iniziamo da un’interessante sviluppo della tecnologia di termoformatura combinata con la sovrainiezione di polimero. Un’azienda tedesca ha perfezionato la combinazione dei 2 processi in un unico ciclo, quindi utilizzando un solo stampo.
La termoformatura da lastre in tessuto di polimero ha come limite la complessità delle geometrie e la difficoltà a realizzare con quel processo elementi meccanici funzionali, come ad esempio punti di ancoraggio meccanico. Immaginiamo ad esempio di realizzare un pannello di rivestimento interno per una porta di auto. La lastra in tessuto di polipropilene viene termoformata in uno stampo cha dà la geometria di massima del pezzo, senza elementi di rinforzo localizzati e senza elementi di fissaggio meccanico. Questi andranno poi riportati ad esempio incollando particolari in metallo o stampati in polimero con altri stampi.
La soluzione perfezionata dall’azienda tedesca prevede, come detto, un primo ciclo di termoformatura seguito, sempre nello stesso stampo, dalla sovrainiezione delle geometrie di rinforzo e ancoraggio localizzate in polimero. Il risultato come si vede dalla foto è ottimale in termini di disposizione ottimizzate dei materiali in base alle funzionalità richieste al prodotto e delle caratteristiche specifiche di ciascun materiale. Il tutto con un evidente risparmio di investimenti e tempi ciclo.

Ad esempio con tale tecnologia è possibile realizzare la scocca di una sedia in un solo pezzo termoformato, quindi resistente e molto leggero, che riporta sotto alla seduta sia gli ancoraggi per fissare il fusto con le gambe sia eventuali nervature di rinforzo.
Un ulteriore sviluppo di questa tecnologia combinata permette lo stampaggio di scocche in polimero dopo aver posizionato nello stampo elementi di rinforzo localizzati in fibra. Questa soluzione può tornare utile quando il prodotto in polimero ha zone critiche legate sia alla funzionalità (ad esempio un’eccessiva flessione di un elemento a sbalzo, come un bracciolo, che obbligherebbe ad usare sezioni maggiori non accettabili dal punto di vista estetico) oppure nelle aree di fissaggio, dove un polimero a basse prestazioni potrebbe non esser adatto a sopportare il carico concentrato di una vite: solo in quelle zone si può così posizionare un elemento in fibra ad alto modulo annegato nel polimero.

2 - Dalla vicina Austria arriva una bella soluzione per migliorare la resistenza meccanica e l’affidabilità delle aree di transizione tra materiali compositi e metalli. Pensiamo ad esempio ad un telaio da bici realizzato con tubi in carbonio e nodi in acciaio; oppure ad un elemento soggetto a carichi di trazione e di punta, come il braccetto di una sospensione push/pull .
Oggi non sono ancora molti i componenti meccanici con soluzioni miste in metallo e fibra di carbonio: qualche esempio importante viene dal settore delle macchine per la movimentazione e il packaging, dove diverse aziende stanno sostituendo i bracci degli attuatori tradizionalmente in acciaio con elementi in carbonio, con lo scopo di alleggerire le masse sospese, ridurre le inerzie e aumentare la velocità operativa delle macchine. Il famoso robot Flex Picker della ABB è un riferimento in questo senso, come vedete nel video.

Ma il forte impulso allo sviluppo dei compositi metallo carbonio sta ora venendo dal settore automotive. La corsa al miglioramento dell’efficienza per far fronte all’aumento del costo dei carburanti ha un passaggio obbligato nella riduzione del peso dei veicoli. Di recente Mercedes ha indicato al mercato come non sia necessario ridurre in maniera omogenea il peso della vettura in tutte le sue parti: va piuttosto fatta un’azione mirata sulla parte anteriore della macchina, dove grava il peso del motore, e sull’abitacolo, mentre la parte posteriore incide poco, prevalentemente per ragioni di handling. Elementi come i bracci delle sospensioni e le barre di torsione possono quindi ragionevolmente essere realizzate con tecnologie miste metallo-carbonio.
La soluzione ideata dall’azienda austriaca prende ispirazione dalla natura, secondo i più moderni concetti di biomimica: la connessione tra tessuto in fibra e metallo viene realizzata con un tappeto di aghi in acciaio, simili nell’aspetto al dorso di un riccio.

Immaginiamo di dover innestare due terminali cilindrici in acciaio alle estremità di un tubo in carbonio: la soluzione tradizionale potrebbe prevedere un incollaggio strutturale abbinato ad una rivetta tura, soluzione che genera i noti problemi di pulizia, taglio delle fibre e affidabilità a vita ciclica.
La nuova soluzione prevede l’impianto di una serie predeterminata e distribuita di aghi in metallo sulla superficie del giunto in acciaio, utilizzando un processo automatizzato ben noto nella produzione di teste rotanti da abrasione. Il tessuto in fibra viene poi steso, preferibilmente per braiding o filament winding sulla superficie metallica agugliata e sul relativo mandrino. In tal modo gli aghi affondano nel tessuto senza danneggiare le fibre. Una volta polimerizzato in autoclave l’elemento in carbonio avrà un ancoraggio meccanico sicuro e affidabile rispetto al metallo sottostante.

3 – Un ulteriore spunto di notevole interesse per il futuro dei materiali, in particolare per i compositi, è relativo alla lista degli elementi e dei composti che saranno progressivamente proibiti dalla regolamentazione internazionale, in particolare da quella europea che è la più attenta ai rischi per la salute umana e per l’ambiente.
Tra gli elementi di futura radiazione già annunciata c’è il Cobalto, in particolare nella forma di clorato e di diacetato, varianti che sono già state classificate CMR, cioè Cancerogeni-Mutageni-Reprotossici. C’è quindi poco da scherzare.
I composti di cobalto sono utilizzati nella chimica dei materiali compositi come acceleranti nelle resine.
Esistono già delle soluzioni alternative, dove si utilizzano composti di Ferro, Manganese o Rame a cui è però necessario combinare specifici additivi organici, ciascuno con una propria ricetta ottimale. Questa soluzione toglie molta flessibilità ai processi produttivi.
Prima tra i produttori di acceleranti, DSM ha deciso di sviluppare e lanciare ora nel mercato la prima linea di acceleranti Cobalt-Free, in anticipo rispetto a qualunque veto normativo. L’obiettivo dichiarato all’inizio della ricerca era quello di mantenere le prestazioni dei prodotti finiti. Il risultato raggiunto è stato decisamente migliore: la linea di resine pre-accelerate a base vinilestere e poliestere senza cobalto di DSM si utilizzano in combinazione ai tradizionali perossidi e possono essere stoccate e lavorate in maniera convenzionale. Non c’è quindi alcun impatto nel ciclo produttivo.

Interessante l’approccio commerciale dell’azienda che oltre alla vendita diretta dei prodotti propone anche ai produttori di resine la licenza del brevetto di formulazione per la produzione in proprio. I prodotti cobalt-free fanno parte della linea BluCure sviluppata in collaborazione tra DSM e Akzo Nobel.

4 – Il 14 gennaio 2011 la Comunità Europea ha pubblicato la nuova normativa per l’utilizzo di materiali in contatto con gli alimenti e con l’acqua, la cosiddetta Food Contact 10/2011. Questa normativa ha incluso i polimeri rinforzati con la fibra di vetro nella lista dei materiali che possono essere utilizzati in questo settore, in particolare nelle applicazioni ad alta temperatura, purché rispettino i nuovi limiti regolamentari.
La normativa fa riferimento non solo alle caratteristiche chimico fisiche dei materiali ma prende anche in considerazione tutta la filiera produttiva e i relativi sistemi di qualità, in conformità all’altra normativa, la GMP – Good Manufacturing Practice 2023/2006.
Senza scendere troppo nei dettagli, i polimeri compositi in fibra di vetro tradizionali non possono essere utilizzati nel settore alimentare principalmente a causa delle sostanze chimiche utilizzate per la lavorazione e il trattamento della fibra corta di vetro. In particolare alcune varianti di silani presentano livelli di tossicità e rischio di rilascio elevati.
Sono molti i prodotti e le attrezzature nel settore alimentare in cui si dovrà garantire l’utilizzo di polimeri rinforzati in fibra vetro che rispettino la nuova normativa: pensate ad esempio alle macchine per il caffè, agli elettrodomestici da cucina, alle posate e attrezzature da cucina domestica e industriale; più a mente molte attrezzature per la lavorazione degli alimentari; poi tutto il settore dell’acqua, pompe per il trattamento e la desalinizzazione, erogatori, ecc.

Owens Corning, multinazionale americana del vetro, ha sviluppato e messo in commercio da poco una nuova linea di fibre di vetro corte per il rinforzo delle resine termoplastiche (PA, PBT, PET, PPO, ecc) già conforme alla normativa 10/2011 anche per le applicazioni ad alte temperature. La linea si chiama proprio FoodContact Solutions.

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28/03/2012

JEC 2012 – Salone Mondiale dei Compositi

In diretta da Parigi vi mandiamo le novità più interessanti di quest’anno, calde come baguette appena sfornate!

1. La divisione esperta di tecnologie di fissaggio del Fraunhofer Insitute ha sviluppato a livello industriale un’interessante tecnica di saldatura con laser a trasmissione per l’accoppiamento permanente di polimeri. Per poter utilizzare il laser nella saldatura è necessario che uno dei due polimeri da unire sia ‘trasparente’ al raggio di luce, cioè si lasci attraversare senza assorbire energia; il raggio laser una volta arrivato sulla superficie di interfaccia tra i due polimeri trova il secondo materiale non trasparente e a questo punto si genera l’accumulo di calore che fonde e salda i due materiali. Il fissaggio permanente e affidabile avviene senza necessità di preparare e pulire le superfici e non necessita di materiale di apporto. I due polimeri devono essere della stessa famiglia chimica e si possono saldare polimeri rinforzati con fibre diverse, sia in percentuale che in tipologia. Un bell’esempio di applicazione industriale è il telaio di rinforzo interno ai sedili Audi, dove un elemento scatolato in metallo è stato sostituito da un pannello SMC con un rinforzo in fibra lunga saldato a laser, in corrispondenza della zona dove si ancora la cintura di sicurezza.

Una seconda variante di questa tecnologia prevede la saldatura di metallo e polimero senza adesivi: con il laser si genera sul metallo una rugosità superficiale controllata, dove i canali presentano al microscopio una sezione con sottosquadro. L’elemento in metallo viene poi applicato al componente in polimero e portato in temperatura, sempre con il laser a bassa potenza, fino a quando il calore fonde la superficie del polimero che penetra così nella rugosità del metallo aggrappandosi permanentemente. Se il componente è progettato per lo smontaggio a fine vita, è sufficiente portare il metallo alla temperatura di rammollimento del polimero per ottenere la separazione. Economico e green!

2. Itochu è una delle principali aziende giapponesi specializzate nella produzione di fibre tessili di elevata qualità, con applicazioni nell’abbigliamento, nel biomedicale e sempre più anche nel tessile tecnico. Ha di recente sviluppato l’evoluzione di un tessuto in fibra di carbonio triassiale con orientamento a 0,60 e 120 gradi e quindi con comportamento quasi-isotropico nel piano;

la fibra di carbonio è poi combinata in tessitura con una fibra in polimero coestrusa, con il cuore ad alto punto di fusione e la pelle a basso punto di fusione. Si ottiene così il tessuto triassiale da termoformatura già oggetto di diversi brevetti, che sta trovando applicazione in diversi settori, dall’aerospaziale alle telecomunicazioni. Con tale tecnologia è possibile realizzare componenti tridimensionali anche di grandi dimensioni con il minimo utilizzo di materiale, quindi leggeri e resistenti, utilizzando una tecnologia di formatura a basso investimento.

3. Nidaplast è un azienda francese che tra le prime ha sviluppato la tecnologia industriale per produrre ‘core’ tubolari in polimero da utilizzarsi come sostituti leggeri degli honeycomb in alluminio nella produzione di pannelli strutturali. L’idea vincente di Nidaplast è stata quella di laminare un sottile tessuto non tessuto in poliestere sulle due superfici dell’honeycomb in alluminio: in tal modo le colle liquide necessarie al fissaggio del core alle pelli possono essere facilmente stese nel processo in linea. La novità di quest’anno è l’utilizzo di pelli superficiali in legno, così da conferire un aspetto caldo al pannello composito, che può essere anche termoformato per ottenere componenti curvi. Questa soluzione può apparire incoerente dato che a un aspetto esteriore naturale si associa un cuore in polimero e resina di origine fossile. In realtà se si pensa all’utilizzo nel settore del mobile arredo e nella costruzione di interni per camper e barche, questo semilavorato può sostituire pannelli tradizionali molto più pesanti e quindi meno green nel ciclo di vita completo del prodotto. Pensando poi all’approccio fai-da-te stile Ikea, la leggerezza del prodotto, sempre salvaguardando le caratteristiche strutturali e funzionali, è un fattore di cui beneficiano tutti i livelli: produzione, logistica e cliente finale, che per risparmiare porta a casa l’armadio da 6 metri sul tetto della Smart!

4. Il premio per il prodotto innovativo più ecosostenibile è andato alla Flaxland UK per la prima imbarcazione completamente realizzata con materiali di origine naturale: lo scafo è costruito utilizzando tessuti in fibra di lino e bioresina termoindurente estratta dai semi di lino; i tessuti sono stati laminati su un telaio in legno che costituisce la struttura di rinforzo a centine e in tal modo non è stato necessario costruire uno stampo. La polimerizzazione della resina è stata fatta ad UV utilizzando semplicemente i raggi del sole, senza apporto di ulteriore energia. La canoa pesa 12 kg ed è disponibile anche una versione ad alte prestazioni da soli 8 kg. Un progetto estremo, con evidenti limiti dal punto di vista della produzione industriale intensiva: ma anche un’eccellente dimostrazione di come sia possibile produrre un oggetto commerciale con bassissimo impatto ambientale ed elevato valore aggiunto artigianale. Bravi!

Della stessa famiglia anche il telaio da bici etnico con tubi in bamboo e snodi rinforzati con composito naturale in fibra di lino: peccato per i giunti meccanici in metallo, ma anche la sicurezza vuole la sua parte!

5. Attira l’attenzione lo stand di un’azienda brasiliana, la Pollibox, che propone Ecoadesivi a base EVA. Come può l’EVA essere ecologica? Non può, infatti. Ma l’idea di servizio dell’azienda aiuta sicuramente a rendere più ecologico, o meglio, meno impattante l’utilizzo di tali adesivi laminati diffusi nella produzione di scarpe e abbigliamento. Dato che circa il 15% dell’adesivo diventa scarto di lavorazione nel ciclo produttivo, creando tra l’altro un costo di smaltimento, la Pollibox ha pensato bene di offrire a tutti i propri clienti un servizio di recupero a costo zero – per il cliente – di tali scarti. Una volta riportati in azienda gli scarti vengono rilavorati e trasformati in materia prima da rivendere al mercato. Il servizio è già attivo in Sudamerica, Messico e Far East asiatico dove si concentra il grosso della clientela. Un piccolo contributo, non risolutivo ma intelligente, a cui tutti i produttori di materie prime si possono ispirare.

6. E le aziende italiane come si sono presentate al JEC? Non certo in massa, anzi sono sempre poche rispetto alla grande competenza sui compositi che abbiamo da noi, complice forse anche il delicato momento del mercato interno. Ma qualche bell’esempio per fortuna si trova sempre: Top Glass come sempre, con uno stand grande al centro del padiglione, segno di un approccio deciso al mercato; così come ha fatto anche Angeloni, con uno spazio davvero importante e ricco di prodotti, tra cui spiccava il materiale che abbiamo deciso di nominare novità italiana di riferimento al JEC: il tessuto composito in nastri di carbonio e sughero!

Per finire ci fa piacere sostenere un’iniziativa istituzionale nostrana, Veneta, che si distingue nel panorama dei compositi dopo anni di assoluto silenzio in Italia: dal 24 al 28 giugno 2012 si terrà a Venezia la 15ma Conferenza Europea sui Materiali Compositi – ECCM – organizzata dall’Università di Padova e presieduta dal Professor Mariano Quaresimin, che vede la partecipazioni di esperti di settore da tutto il mondo.

Continuiamo ora i nostri incontri al Jec per trovare altre novità!

Saluti da Parigi

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27/03/2012

La scorsa settimana abbiamo parlato di un argomento che ha riscosso l’interesse di molti: la biomimica.

Attraverso un articolo che verrà pubblicato in Aprile su “Il Progettista Industriale”, vi presentiamo una panoramica completa su alcuni interessanti spunti che le soluzioni naturali possono dare al mercato.

Lo studio sul volo degli uccelli può interessare il settore dell’automotive (dall’aerodinamica dei velivoli, alle autovetture fino alla progettazioni di treni ad alta velocità), l’analisi delle pinne delle balene è stato il punto di partenza per l’ottimizzazione delle pale eoliche a bassa velocità, l’emulazione delle caratteristiche aerodinamiche dello squalo martello ha dato ottimi spunti al settore sportivo.

Clicca sull’immagine per leggere l’intero articolo in anteprima. Lo potete trovare nel numero di Aprile De “Il Progettista Industriale”!

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20/03/2012

Darwin ci insegna che la sopravvivenza della specie è questione di adattamento: l’evoluzione di ogni essere vivente dipende essenzialmente dalle soluzioni naturali che ha sviluppato per riuscire a non estinguersi in ambienti e contesti ostili.

Nell’ultimo secolo sembra che la specie umana abbia ripetutamente ignorato questa regola base utilizzando in modo non sostenibile materie prime importantissime come i combustibili fossili o le risorse d’acqua dolce per soddisfare le esigenze delle generazioni presenti ma non considerando le necessità di quelle future.

Da qualche decennio a questa parte, da quando cioè le conseguenze di uno stile di vita non sostenibile sono state chiare a tutti, si è cominciato a prendere a modello la natura per sviluppare soluzione tecnologiche e ingegneristiche che potessero essere sostenibili e funzionali tanto da essere applicate anche a livello industriale.

Uno dei tanti settori che ha preso a modello soluzioni naturali per sviluppare nuove tecnologie e innovazioni è il settore della biochimica.

Il materiale di cui vi parliamo oggi è stato sviluppato partendo dallo studio sulla pelle degli squali: questi animali, tramite delle piccole scaglie dette dentelli dermici, riescono a mantenere sempre pulita la loro superficie, impedendo a batteri o ad altri microorganismi nocivi di entrare a contatto con l’organismo. Dopo attente osservazioni, è stato scoperto che i dentelli dermici sono disposti a forma diamante: questa superficie rugosa richiederebbe ai batteri o agli altri microrganismi troppa energia per insediarsi e crescere. Il risultato è che gli organismi trovano un altro posto per svilupparsi o semplicemente muoiono a causa dell’incapacità di sopravvivere.

Prendendo dunque spunto da questa soluzione naturale, è stata sviluppata una pellicola adesiva a rugosità controllata che sfrutta la ripetizione di un semplice disegno a forma di diamante (simile ai dentelli presenti nella pelle degli squali) per inibire la crescita di batteri. La pellicola ha uno spessore di circa un quinto di quella di un capello umano per cui non è visibile all’occhio dell’uomo né al tatto: grazie a questa pellicola si riduce di circa l’85% il ristagno di batteri rispetto alle superfici lisce.

La principale caratteristica del materiale è l’inibizione batterica che permette un elevato livello di igiene e pulizia.

Si pensi al settore medicale: si calcola che in Italia circa 450mila-700mila pazienti contraggano un’infezione ospedaliera, con decessi direttamente attribuibili a queste cause tra i 4500-7500 casi. Il Centro nazionale per la prevenzione e il controllo delle malattie ha fatto un calcolo stimando che le infezioni prevenibili sono circa il 30%: una strada per combattere le infezioni ospedaliere è quella di ridurre o eliminare il numero dei microorganismi sulle superfici di oggetti che vengono toccati frequentemente, come maniglie, rubinetti, ringhiere, piastre, rivestendole con la pellicola antibatterica.

Inoltre, nel settore dei trasporti pubblici, tutti i componenti interni degli autobus, dei metropolitane o dei treni potrebbero essere rivestiti con queste pellicole per mantenere un’igiene maggiore e per limitare la trasmissione di pericolosi batteri.

La settimana prossima la nostra news sarà interamente dedicata ad un approfondimento sulla biomimica: non perdere l’articolo del Progettista Industriale “Come Madre Natura Insegna!”

Il successo di un prodotto dipende molto dalla scelta dei materiali: non rischiare, affidati sempre agli esperti!

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