SFIDA DEL CLIENTE
Nell'ambito della sua missione, far progredire la ricerca aerospaziale, l'Agenzia spaziale giapponese (JAXA) sta sviluppando tecnologie e metodi di valutazione innovativi al fine di migliorare la qualità e ridurre il costo dei materiali, dei componenti e delle strutture degli aeromobili. Per gli aerei passeggeri, qualità significa sicurezza. Di conseguenza, il team di trasporto civile JAXA, gruppo del programma di aviazione, deve essere assolutamente certo che qualsiasi metodo di produzione introdotto non solo riduca i costi, ma realizzi anche prodotti che soddisfino i più elevati standard di durata, resistenza e affidabilità.
L'aumento dei costi del carburante e l'attenzione globale al risparmio energetico hanno generato una forte domanda di aeroplani più leggeri, che consumino meno carburante. Tuttavia, i componenti compositi e le strutture impiegate per raggiungere questo obiettivo sono generalmente più costosi da produrre rispetto alle loro controparti in alluminio convenzionali. Il dott. Yuichiri Aioki e il suo Gruppo di compositi avanzati hanno deciso di risolvere questo dilemma. Nello specifico, il team si è concentrato sulla nuova tecnologia di fabbricazione dello stampaggio a trasferimento di resina assistito da vuoto (VaRTM, Vacuum-assisted Resin Transfer Moulding) per esplorarne il potenziale per la produzione di componenti e strutture compositi a basso costo. Quello che hanno scoperto è che il processo innovativo di infusione della resina può produrre parti composite che non solo pesano il 20% in meno, ma costano anche il 20% in meno rispetto ai prodotti realizzati con metodi convenzionali. VaRTM ha ridotto il costo e il peso delle parti rispetto ai tipici processi di pre-impregnatura in autoclave, impiegando uno stampaggio più snello su un solo lato, senza autoclave, al fine di formare strutture composite più grandi e complesse con meno parti.
Dopo aver dimostrato l'efficacia del VaRTM in quanto processo di produzione a basso costo, il dott. Aioki e il suo team hanno dovuto dimostrare che le parti realizzate con il processo VaRTM potevano resistere al carico complesso a cui gli aerei in volo vengono sottoposti. Un componente chiave di questo compito includeva i test meccanici. Le soluzioni per i test meccanici selezionate da JAXA dovrebbero essere sufficientemente flessibili da gestire le esigenze dei test richiesti, nonché in grado di fornire gli elevati livelli di controllo necessari per soddisfare le esigenze multiassiali della simulazione del mondo reale.
Alla fine, JAXA ha scelto di lavorare con MTS e, secondo il dott. Aioki, si è trattato di una scelta facile. "MTS è un leader tecnologico dalla comprovata esperienza nelle soluzioni di test dei componenti degli aeromobili", ha affermato. "L'azienda possiede anche le competenze necessarie per soddisfare le nostre esigenze uniche con precisione e sicurezza".
SOLUZIONE MTS
L'obiettivo del programma di test meccanici di JAXA era quello di sottoporre le parti composite generate da VaRTM alle impegnative condizioni del volo vero e proprio, compresi i significativi cambiamenti di altitudine. Il programma includeva test di fatica dei sottocomponenti, nonché test statici di un'ala in scala reale. MTS ha aiutato JAXA a raggiungere questo obiettivo con la sua offerta di controlli digitali di precisione, robusti telai di carico e attuatori, un software applicativo avanzato e assistenza e supporto di esperti.
Per i test di fatica dei sottocomponenti, MTS ha fornito un telaio di carico servoidraulico modello 311.41 (2500 kN), dotato di maniglie idrauliche modello 647.200 ad alta forza per campioni a pannello largo. Il sistema utilizza un versatile controllore digitale FlexTest ® 40 e un PC che esegue il software MultiPurpose TestWare®.
L' attrezzatura per il test statico dell'ala in scala reale includeva quattro attuatori servoidraulici MTS compatti azionati da un controllore digitale FlexTest 200 a elevata capacità e un PC client che esegue il software di controllo e acquisizione di dati AeroPro™ .
Oltre all'hardware e al software a elevate prestazioni, il dott. Aioki ha anche riconosciuto il ruolo fondamentale, per il successo del suo team, dei servizi di calibrazione MTS e della formazione in loco. "Il servizio di calibrazione di MTS è stato importante per consentirci di tracciare i dati dell'esperimento. Nei test sugli aeromobili, la tracciabilità dei dati dei test è strettamente regolamentata: i dati non tracciabili non verranno approvati. Per quanto riguarda il supporto MTS, ha aggiunto: "Nel momento in cui ci siamo iniziati a porre delle domande, gli esperti di MTS hanno prontamente fornito le risposte e le indicazioni di cui avevamo bisogno in modo da rispettare i tempi previsti per i nostri test".
VANTAGGI PER IL CLIENTE
Le soluzioni MTS hanno aiutato JAXA a confermare in modo rapido e sicuro che le parti composite prodotte usando il nuovo processo possono resistere alle forze del mondo reale sperimentate dagli aeromobili in volo. "Ora siamo in grado di dimostrare che i materiali compositi fabbricati da VaRTM sono stati sottoposti a rigorose valutazioni delle prestazioni e hanno dimostrato la loro idoneità all'uso nelle ali degli aeromobili", ha affermato Aioki. "La profonda esperienza di MTS con i test di componenti strutturali su vasta scala era ovvia, avevano ovviamente le conoscenze necessarie per formulare le esatte soluzioni di test da noi richieste".
Oltre alle competenze interne di MTS, Aioki ha espresso apprezzamento per i forum e i seminari per gli utenti sponsorizzati da MTS. "Avere la grande possibilità di scambiare idee e buone norme con gli altri utenti dei dispositivi MTS è fondamentale per il successo continuo della nostra ricerca".
"Grazie a MTS, inizieremo presto i test di certificazione degli aerei passeggeri sviluppati da aziende giapponesi", ha concluso Aioki. "Il mondo avrà presto un nuovo mezzo, sicuro ed economico, per produrre aeromobili commerciali più leggeri e a basso consumo di carburante senza compromettere la sicurezza dei passeggeri. L'affidabilità delle attrezzature di test e la guida degli esperti di MTS sono state indispensabili per raggiungere questo risultato".
