** Confronto tra processo di infusione del vuoto e processo di lay-up **

Il lay-up a mano è un processo a monte aperte con vantaggi significativi, tra cui una grande flessibilità nei cambiamenti di forma della muffa, bassi costi della muffa, forte adattabilità, prestazioni del prodotto riconosciute dal mercato e bassi investimenti. Ciò lo rende particolarmente adatto per le piccole aziende. Tuttavia, questo processo presenta anche diverse questioni, come eccessive emissioni di composti organici volatili (COV), rischi sanitari significativi per gli operatori, elevato turnover del personale, limitazioni dei materiali, minori prestazioni del prodotto, elevati consumo di resina e rifiuti e, in particolare, qualità del prodotto incoerente. Il rapporto tra fibra di vetro e resina, spessore della parte, velocità di laminazione e uniformità dipende tutto dalle abilità dell'operatore, che richiede un alto livello di competenza tecnica, esperienza e competenza. Il contenuto di resina nei prodotti di lay-up manuale varia generalmente dal 50% al 70%. Le emissioni di COV di questo processo a monte aperte superano i 500 ppm e la volatilizzazione dello stirene raggiunge il 35% -45% dell'importo utilizzato, mentre le normative in vari paesi fissano limiti a 50–100 ppm. Attualmente, la maggior parte dei produttori stranieri è passata a diciclopentadiene (DCPD) o altre resine di emissione a basso stirene. Tuttavia, come monomero, lo stile a stirene manca ancora di un sostituto efficace.

Il processo di infusione in resina a vuoto è una tecnica di produzione a basso costo che è stata sviluppata negli ultimi 20 anni, particolarmente adatta alla produzione di prodotti su larga scala. I suoi vantaggi sono i seguenti:

(1) Eccellenti prestazioni del prodotto e un alto tasso di rendimento. Nelle stesse condizioni delle materie prime, i componenti formati utilizzando il processo di infusione di resina a vuoto mostrano una resistenza, una rigidità e altre proprietà fisiche più elevate del 30% -50% rispetto ai componenti di lay-up manuale. Una volta stabilizzato il processo, il tasso di rendimento può raggiungere quasi il 100%.

(2) Qualità del prodotto stabile e alta ripetibilità.
La qualità del prodotto è meno influenzata dall'operatore, garantendo un alto grado di coerenza all'interno e tra i componenti. Il contenuto di fibre è pre-posizionato nello stampo prima dell'infusione di resina in base alle quantità specifiche, con conseguente rapporto di resina relativamente costante, in genere tra il 30%e il 45%. Ciò migliora significativamente l'uniformità e la ripetibilità del prodotto rispetto al processo di lay-up manuale riducendo allo stesso tempo i difetti.

(3) Resistenza alla fatica migliorata e riduzione del peso strutturale.
Con un alto contenuto di fibre, bassa porosità e proprietà meccaniche superiori - in particolare la resistenza interlaminaria interlaminaria, il processo di infusione del vuoto migliora significativamente la resistenza alla fatica. Per gli stessi requisiti di resistenza o rigidità, i prodotti realizzati con questo processo possono ottenere una riduzione del peso nelle applicazioni strutturali.

(4) Ecologico.
Come processo chiuso, l'infusione di resina a vuoto limita i volatili composti organici (COV) e inquinanti atmosferici pericolosi all'interno della borsa a vuoto. Si verificano solo emissioni minime durante lo scarico della pompa sotto vuoto (che può essere filtrato) e quando si apre i contenitori di resina. Le emissioni di COV rimangono al di sotto dello standard di 5 ppm, migliorando notevolmente l'ambiente di lavoro per gli operatori, stabilizzando la forza lavoro e ampliando la gamma di materiali applicabili.

(5) Integrità strutturale migliorata.
Il processo di infusione di resina a vuoto consente lo stampaggio simultaneo di irrigidimenti, strutture sandwich e componenti incorporati, migliorando l'integrità complessiva del prodotto. Ciò lo rende particolarmente adatto per la produzione di grandi strutture come coperture per naficine a turbina eolica, scafi di barche e sovrastrutture.

(6) Riduzione del consumo di materie prime e costi di manodopera.
Rispetto al lay-up manuale, l'utilizzo della resina è ridotto del 30% per la stessa struttura in laminato, con rifiuti minimi e un tasso di perdita di resina inferiore al 5%. Il processo migliora anche in modo significativo la produttività del lavoro, riducendo i costi del lavoro di oltre il 50%. Ciò è particolarmente vantaggioso per lo modellatura di geometrie grandi e complesse con sandwich e strutture irrigidite, offrendo sostanziali risparmi sia nei materiali che nel lavoro. Ad esempio, nella produzione di timoni verticali per l'industria aerospaziale, l'uso di dispositivi di fissaggio è ridotto di 365 pezzi, riducendo i costi del 75% rispetto ai metodi tradizionali, mantenendo lo stesso peso e raggiungendo prestazioni superiori.

(7) Precisione ad alta dimensione.
I prodotti fabbricati utilizzando il processo di infusione in resina sottovuoto mostrano una precisione dimensionale superiore (spessore) rispetto ai prodotti di lay-up a mano. Nelle stesse condizioni di lay-up, lo spessore dei prodotti a vuoto è in genere due terzi di quelli dei prodotti di lay-up a mano. La deviazione di spessore è di circa ± 10%, mentre il lay-up a mano in genere provoca una deviazione di ± 20%. Inoltre, la morbidezza superficiale dei prodotti a vuoto è superiore. Ad esempio, la parete interna delle coperture della navicella prodotte con questo processo è liscia, con uno strato ricco di resina naturale sulla superficie, eliminando la necessità di una manna gel aggiuntiva. Ciò riduce i costi di manodopera e materiale associati alla levigatura e alla pittura.

Svantaggi del processo di infusione di resina a vuoto:

(1) Processo di preparazione più lungo e complesso.
Il processo richiede un lay-up preciso, un corretto posizionamento dei canali di flusso e di infusione e un'efficace sigillatura del vuoto. Di conseguenza, per i prodotti di piccole dimensioni, il tempo di elaborazione può effettivamente superare quello del metodo di lay-up manuale.

(2) Costi di produzione più elevati e rifiuti materiali.
I materiali ausiliari come il film a vuoto, i mezzi di flusso, il tessuto di rilascio e i tubi di infusione sono in genere monouso, molti dei quali si basano ancora sulle importazioni, rendendo la produzione superiore a quella del lay-up manuale. Tuttavia, all'aumentare della dimensione del prodotto, questa differenza di costo diminuisce. Con la crescente disponibilità di materiali ausiliari prodotti a livello nazionale, il divario di costo sta restringendo. Lo sviluppo di materiali ausiliari riutilizzabili è anche un obiettivo chiave per i futuri progressi in questo processo.

(3) Rischi relativi al processo.
Per strutture grandi e complesse, qualsiasi fallimento durante l'infusione di resina può portare al rifiuto del prodotto. Pertanto, una ricerca preliminare approfondita, un controllo rigoroso del processo e misure di contingenza efficaci sono essenziali per garantire il successo del processo.