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Tags: incollaggio, design, tecnologia, navi.

Tecnologia di incollaggio: alta tecnologia per costruire i veicoli del futuro

Navigazione e traffico su rotaia hanno una cosa in comune:
in entrambi i settori la tecnologia di incollaggio è diventata una presenza costante. Grandi navi e treni ad alta velocità hanno esigenze simili: meno peso, maggiore stabilità, velocità superiore, maggiore comfort, più sicurezza. Solo l’alta tecnologia del moderno incollaggio industriale rende possibile una giunzione sicura dei nuovi materiali leggeri. L’istituto tedesco Fraunhofer per la tecnologia di produzione e la ricerca applicata sui materiali (IFAM) offre ad ingegneri e tecnici di tutta Europa un programma di qualificazione innovativo nel campo della tecnologia di incollaggio, con titoli di studio riconosciuti a livello internazionale.
L’IFAM di Brema è il maggiore istituto di ricerca e formazione professionale indipendente europeo nel settore della tecnologia di incollaggio.

La cantieristica navale non può più fare a meno della tecnologia di incollaggio; l’ambito di maggiore impiego è il montaggio di cucine nelle navi da crociera. Il basamento della cucina in acciaio inox viene dapprima fissato al ponte con dei bulloni e successivamente incollato su un'ampia superficie con adesivi a due componenti che induriscono in 24 ore. La lunghezza complessiva di queste giunzioni adesive può raggiungere i 2,5 km.
Rispetto ad altre tecniche di giuntura come la saldatura, l'incollaggio presenta vantaggi decisivi, come ci spiega Marc Jessing del cantiere navale Lürssen di Brema: „La saldatura dell’acciaio inox comporta un elevato rischio di incendio, in quanto il metallo raggiunge temperature elevatissime. Inoltre vengono emessi dei gas velenosi. Tutti svantaggi evitabili impiegando la tecnologia di incollaggio.“

Mix ottimale di materiali per le navi da crociera di lusso Un altro punto a favore dell’incollaggio, se raffrontato ad altre tecnologie di giunzione come l’avvitamento, la rivettatura, la saldatura e la
brasatura: i materiali restano intatti, le sostanze non vengono né deformate né indebolite. Inoltre ci sono molti effetti positivi addizionali: le giunzioni con adesivo ammortizzano le vibrazioni, riducono il rumore e possono servire da isolamento elettrico e protezione anticorrosione. Nella costruzione di navi non vengono incollate solo le cucine, ma anche i basamenti dei locali di climatizzazione, i rivestimenti del ponte, le basi dei sedili e le finestre. „La tecnologia di incollaggio offre talmente tanti molteplici vantaggi, che viene usata sempre più spesso“, afferma Marc Jessing. Pare che in futuro verrà usata anche per i balconi delle navi da crociera.

Ridurre il peso garantendo tuttavia la stabilità: questo è l’obiettivofondamentale per gli sviluppi futuri della cantieristica navale“, spiega il Prof. Dr. Andreas Groß, direttore del centro di tecnologia d’incollaggio (Head of Center Adhesive Bonding Technology) di Fraunhof IFAM. „La tecnologia di incollaggio ha tutti i presupposti per riuscire nell’intento, perché, al contrario di altre tecniche di giunzione, permette di combinare materiali diversi come acciaio, alluminio o magnesio a moderni materiali fibrosi composti, che sono allo stesso tempo leggeri e molto resistenti.“ Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che le giunzioni adesive non sono puntuali come l'avvitamento, la rivettatura o la saldatura puntuale, bensì riguardano una superficie ampia, cosicché le forze vengono trasmesse in modo uniforme. Mentre i materiali che vengono rivettati, avvitati o saldati a punto, devono avere uno spessore tale da evitare strappi nei punti di giunzione, la tecnologia di incollaggio consente di usare materiali più leggeri e sottili. In tal modo si può realizzare un mix di materiali che combini in modo ottimale stabilità e peso ridotto. La moderna cantieristica navale ne trae profitto. I passeggeri delle navi da crociera sono sempre più esigenti per quanto riguarda la posizione e la dotazione delle cabine, che devono essere possibilmente localizzate in alto sopra il livello del mare, per consentire una vista migliore. I ponti in alto, magari dotati di piscine ed altre attrezzature per il tempo libero, comportano tuttavia un aumento di peso nella sezione superiore della nave, che diventa più instabile e maggiormente esposta al rischio di ribaltamento in caso di mare molto mosso.
Per evitare tale rischio e mantenere basso il baricentro della nave, i ponti vengono costruiti in materiali particolarmente leggeri. Anche in questo caso la tecnologia di incollaggio si è dimostrata molto utile a fornire la necessaria stabilità.

Navigare con leggerezza
La riduzione di peso consente di aumentare la velocità. Molti dei traghetti odierni che percorrono i nostri mari sono decisamente sovrappeso. Con meno peso potrebbero diventare più veloci, con grandi vantaggi per il trasporto di passeggeri e merci. Per ridurre il peso si devono usare materiali più leggeri possibile. Un importante passo in questa direzione lo ha fatto il cantiere navale Lürssen, che nel 2000 ha costruito per un cliente indonesiano dei traghetti veloci che raggiungono la velocità eccezionale in questo settore di 40 nodi (circa 70 chilometri orari).

In caso di mare mosso questi traghetti sono soggetti a forti scosse; per questo le file di sedili sono incollate al ponte con degli adesivi elastici come gomma, che induriscono con l’umidità. La forza viene trasmessa su tutta la superficie della giunzione e non solo su dei punti, evitando così un possibile strappo dei sedili dal basamento. Inoltre l’adesivo ha una funzione ammortizzante sulle vibrazioni, quindi aumenta il comfort. Si è anche riusciti a risparmiare circa una tonnellata di peso realizzando le finestre del ponte passeggeri non più in vetro ma in materiale sintetico … e naturalmente incollandole.

Anche in ferrovia si incolla
Anche nel settore del traffico su rotaie l’incollaggio è diventato una tecnologia standard, che svolge un ruolo importante nei veicoli della Deutsche Bahn, soprattutto nel montaggio del rivestimento dell’abitacolo, delle finestre anteriori o integrate nelle porte, nonché nei rivestimenti anteriori in plastica rinforzata con fibra di vetro. „Solo per le giunzioni dei vetri laterali di un treno di dodici vagoni ci vogliono circa 550 chili di adesivo“, spiega Dietmar Jakobs, ingegnere della Deutsche Bahn AG. Le giunzioni adesive si usano anche per il pavimento. Nel treno ad alta velocità di terza generazione ICE 3 dotato di tecnologia di inclinazione anche gli impianti della climatizzazione sono incollati. „La condizione fondamentale per un impiego ancora maggiore della tecnologia di incollaggio è dato dalla qualificazione del personale, capace di garantirne un utilizzo corretto e professionale. L’offerta di formazione e perfezionamento di IFAM rappresenta un contributo molto importante“, dice Dietmar Jakobs.

La tecnologia di incollaggio ha permesso progressi tecnici decisivi nella costruzione di treni metropolitani di superficie, nei quali ormai vengono utilizzati, oltre ad alluminio e vetro, anche materiali leggeri rinforzati in fibre di vetro per l'involucro esterno della struttura metallica di base.
Gli elementi vengono dapprima fissati con viti e poi incollati. La combinazione di materiali moderni e tecnologia di incollaggio rende le vetture non solo più leggere e veloci, ma anche più capaci di sostenere sforzi elevati. A Berlino si è riusciti in questo modo a ridurre il peso del RegioShuttle locale di un quarto rispetto a veicoli comparabili, con il risultato di abbassare i costi di produzione ed esercizio e di aumentare il comfort dei passeggeri.

Qualificazione IFAM: competenze chiave per l’industria „Noi della IFAM siamo attivi su due fronti“, spiega il Prof. Dr. Andreas Groß. „Da un lato lavoriamo ad un miglioramento costante della tecnologia di incollaggio, alla costante ricerca di nuove possibilità di impiego e sviluppo. Dall’altro ci stanno molto a cuore la formazione e l’aggiornamento professionali di ingegneri e tecnici nel campo della tecnologia di incollaggio. Infatti solo la loro competenza garantisce un impiego corretto e professionale di questa tecnologia, ed uno sfruttamento completo del suo
potenziale.“

Nei programmi di qualificazione di Fraunhofer IFAM i responsabili della progettazione, delle decisioni e dell’applicazione pratica acquisiscono un sapere aggiornato - dalla scelta degli adesivi all’impiego in sintonia col tipo di materiale - che è allo stesso tempo vicino alla ricerca e orientato all’applicazione. L’IFAM organizza anche dei corsi internazionali in lingua inglese che rilasciano titoli di studio europei e si basano su un'esperienza pluriennale. Dal 1994 oltre 2.000 operai, tecnici ed ingegneri hanno partecipato ai corsi a Brema. Tutti i settori sono rappresentati: dalla cantieristica navale all’industria automobilistica, dalla costruzione di ferrovie all’industria aeronautica e spaziale. L’IFAM si è impegnato a livello internazionale sin dall'inizi, infatti gli esperti IFAM hanno addestrato tecnici provenienti da Stati Uniti, Gran Bretagna, Turchia, Sudafrica e Norvegia.

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