Il progetto, che fa parte dell’iniziativa governativa TRIO Program, finanziata dal Ministero dell’Industria e del Commercio della Repubblica Ceca, è frutto di una partnership accademica e commerciale tra CompoTech PLUS e il Centro di Ricerca della Facoltà di Ingegneria Meccanica dell’Università della Boemia Occidentale di Pilsen. Mira a favorire una maggiore innovazione a livello nazionale nell’utilizzo di tecnologie chiave come la fotonica, la nanotecnologia e la biotecnologia per la produzione di materiali avanzati.
Ondřej Uher, direttore R&S di CompoTech, spiega come il lavoro sia stato suddiviso tra le due squadre:
“Il team di ingegneria CompoTech è responsabile della gestione del progetto, dello sviluppo e della produzione di tutti i campioni di prova funzionali e dei componenti in composito di carbonio epossidico per alberi e gru telescopiche. I tecnici di RTI, invece, sono concentrati sulla creazione di modelli CAD e analisi cinematiche, impostando le proprietà e le prestazioni d’uso specifiche rispetto agli standard della gru. Al momento stanno portando avanti una serie di test per verificare tutti i parametri di progettazione dei componenti chiave, inclusa la prova di fatica dinamica della gru telescopica”.
Nuove tecnologie sempre più performanti
Il design della gru composita è stato progettato a partire dalle dimensioni e dai parametri prestazionali di una gru telescopica mobile in acciaio esistente. È stato utilizzato un diverso metodo di produzione dei componenti epossidici in carbonio per l’albero e il braccio. L’albero ha due parti interconnesse:
- una sezione di base quadrata inferiore
- una sezione conica dell’albero superiore.
Il braccio telescopico è costituito da tre sezioni di profilo ottagonale interconnesse che si incastrano tra loro. Per realizzare le sezioni cave in carbonio epossidico e il braccio telescopico ottagonale della gru è stata impiegata la tecnologia di posizionamento automatizzata della fibra di carbonio assiale di proprietà di Compotech.
I giunti ad alta resistenza e i punti di fissaggio sul montante e sulla sezione del braccio esterno sono stati creati ricorrendo alla tecnica a ciclo integrato in fibra continua di CompoTech (ILT). La combinazione di queste tecnologie produce componenti epossidici rinforzati con fibra di carbonio con un modulo E di 327 GPa, che è del 69% più rigido dell’acciaio inossidabile (193 GPa) e del 56% più rigido dell’acciaio per utensili (210 GPa).
Leggerezza e bassi costi: i vantaggi sul mercato
La gru in composito di carbonio è molto competitiva dal momento che:
- può essere prodotta utilizzando un processo automatizzato
- elimina la necessità di saldatura o trattamento termico.
A seconda dell’applicazione, è possibile utilizzare un sistema di rivestimento composito al posto di un sistema di verniciatura multistrato che spesso richiede diverse applicazioni nel tempo. Oltre ad offrire un notevole risparmio di peso rispetto all’acciaio, il sistema composito riduce anche i costi di manutenzione durante l’intero ciclo di vita, non essendo soggetto a corrosione. Il braccio in composito di carbonio è particolarmente indicato per le gru telescopiche mobili montate su veicoli commerciali e militari o su imbarcazioni da lavoro e piattaforme offshore.
