case studies
sviluppo di prodotto e di processo:
casco
Il progetto ha previsto lo sviluppo di un nuovo casco realizzato in materiale composito. Carbon Mind ha studiato la laminazione di varie soluzioni costruttive, tramite FEM Analysis, per sviluppare una shell in composito a peso ridotto e pienamente omologabile secondo le attuali normative. Congiuntamente al prodotto, è stato sviluppato un processo produttivo dedicato, dalle macchine agli stampi. I tempi di cura e l’omogeneità termica degli stampi sono stati progettati con particolari analisi termiche e CFD accoppiate, nel rispetto delle specifiche e dei tempi produttivi imposti dal cliente. Infine, è stata omologata la shell, testando, prima internamente e successivamente esternamente, il prodotto finito.
OTTIMIZZAZIONE DI COMPONENTI IN TERMOPLASTICO
Il progetto, sviluppato per un noto cliente, ha visto Carbon Mind come principale protagonista nella progettazione CAE di componenti automobilistici prodotti in serie. I componenti inizialmente in materiale metallico, sono stati progettati in materiale composito facendo uso di tapes di termoplastico rinforzato in fibra di carbonio o fibra di vetro. L’obiettivo è stato quello di ridurre il peso ed il costo dei componenti senza pregiudicarne il comportamento meccanico . Un’ottimizzazione finale dell’orientamento dei nastri ha portato ad una significativa riduzione dello sfrido di materiale, utilizzando processi di laminazione automatica ATL.
Progettazione modelli in
Ureol, stampi in
carbonio E attrezzature varie
A partire dalla matematica del pezzo fornita dal cliente, vengono studiate soluzioni per rendere il processo produttivo affidabile, ripetibile, sicuro. Lo studio ha inizio con la definizione delle linee di scomposizione del pezzo (qualora lo prevedessero, ottenute con opportune analisi di sformo) e,
come stretta conseguenza, la definizione dell’assetto stampo.
L’attività prosegue poi con la progettazione di attrezzature per la movimentazione dello stampo ed estrazione del pezzo.
Il servizio è esteso a qualunque tipologia di stampo (Ureol,
Alluminio, Acciaio, Carbonio, ecc), e per qualunque manufatto in composito così per la tecnologia ad esso applicata
(Compression Moulding, RTM, Autoclave, ecc).
Analisi termo-fluidodinamica
e ottimizzazione termica
A valle di un disegno di stampi per manufatti in carbonio, vengono eseguite analisi termiche mirate, al fine di
minimizzare la massa dello stampo (convalidato poi con il
supporto di analisi strutturali) e ottimizzare il flusso termico
all’interno dello stampo stesso, garantendo così i tempi di
riscaldamento compatibili con i sistemi di resina ed uniformità
di temperatura lungo lo stampo e i processi di cura.
Gli stampi necessitano spesso e volentieri di un rapido
ripristino delle condizioni operative per poter essere
nuovamente utilizzate ed uno dei vincoli più influenti è proprio
il raffreddamento. Le analisi termo-fluidodinamiche
consentono di trovare soluzioni ad hoc per accelerare i tempi
di raffreddamento e garantire così un’efficienza ed un
controllo maggiore sul processo produttivo.
Sviluppo di prodotto e di processo:
Sella
Il prodotto è stato sviluppato a partire da una
co-progettazione, a partire dalla geometria del cliente, seguita da un’analisi e dalla realizzazione di una sella in composito.
Attraverso le varie simulazioni FEM, si è giunti ad una definizione della geometria tale per cui si potessero ottenere le massime prestazioni a livello meccanico.
Il progetto si è concluso con la realizzazione di prototipi a partire dagli stampi del cliente.
Sviluppo di prodotto: settore
Aerospace
L’attività ha previsto la realizzazione di pannelli sandwich prototipali per applicazioni aerospace.
Tali pannelli, oltre a subire test vibro-acustici, vengono sottoposti al termovuoto, ragione per la quale si sono dovute prendere precauzioni più in dettaglio rispetto alle soluzioni convenzionali di prodotti non destinati nell’ambito dell’aerospazio. Uno tra questi, è l’utilizzo di forature Ø1 mm
su ogni lato della cella del core.
Il frame, elemento costitutivo del pannello, è stato ottenuto scomponendolo in N°4 parti uguali e incollandoli su un’opportuna maschera di incollaggio, così da mantenere sul
pezzo gli spigoli vivi agli angoli del frame, vincolo di progetto.
Sviluppo di processo e produzione piccola serie:
lampada carbon look
ll progetto di sviluppo dei componenti in carbonio per un prodotto di una nota azienda di illuminazione italiana, ha previsto un primo step di brainstorming sui materiali più adatti e sulle tecnologie applicabili alla sua produzione. La progettazione si è poi mossa sulla sostenibilità economica della proposta, che ha preso in considerazione un’attrezzatura funzionale alla realizzazione di pochi prototipi o di una piccola serie, per abbattere i costi e snellire il processo di produzione.
I componenti simmetrici che compongono la lampada Carbon Look verniciati, sono stati realizzati in due versioni: con pattern twill e plain.
In parallelo all’approvazione di una delle due da parte dell’ufficio marketing del cliente, sono stati testati 3 adesivi per le interfacce in alluminio ala-corpo lampada, nonchè la loro resistenza.
test di omologazione
Carbon Mind ha gestito la fase di pre-test e, successivamente, di test per l’omologazione degli equipaggiamenti di sicurezza interni della vettura LMP3-2020. Dopo il disegno delle configurazioni del portale di omologazione secondo lo standard applicabile, e la produzione delle attrezzature, Carbon Mind ha affiancato il personale di HP COMPOSITES, azienda per cui è stato realizzato il progetto, all’interno del test center accreditato FIA, per la verifica del rispetto delle prescrizioni di sicurezza del regolamento 2020.
I 14 test di omologazione, condotti combinando configurazioni e attrezzature diverse, sono stati svolti nei tempi record di una giornata mezzo a fronte dei 3 giorni previsti inizialmente.
ANALISI DEI PACCHETTI CLASSE A
I componenti di carrozzeria dell’industria automotive realizzati in materiale composito e destinati ad essere verniciati in tinta sono usualmente definiti “Pacchetti classe A”.
Il lavoro svolto da Carbon Mind è stato quello di analizzare la resistenza all’invecchiamento igrotermico di diversi pacchetti al variare dei suoi costituenti: film di superficie, barriera, corpo. Inoltre, ciascun costituente è stato analizzato al fine di comprendere quali fossero le caratteristiche intrinseche a determinare il buon esito dei test. Obiettivo finale: trovare la combinazione migliore per il cliente.
studio di nuovi adesivi
Trovare il giusto adesivo per ogni applicazione è più complesso di quanto sembri. Grazie ad una vasta gamma di attrezzature e strumenti del laboratorio interno e al know-how sui materiali compositi, Carbon Mind si è occupata di creare una matrice di selezione per guidare l’Ufficio Tecnico di una nota azienda del settore automotive a trovare il giusto compromesso tra natura degli aderenti, processo produttivo e requisiti tecnici (meccanici, termici, estetici ed altri speciali, come tossicità dei fumi, resistenza agli agenti chimici) del giunto incollato.
Successo per il progetto realizzato da CARBON MIND
L’azienda mostra il suo ultimo progetto al World Endurance Championship in programma a Sebring (USA).
Carbon Mind, start-up nata nel 2016 ad Ascoli Piceno, è oggi una solida realtà attiva nel settore dei materiali compositi avanzati. Che si tratti di Ricerca e Sviluppo, innovazione, testing o design di prodotto, Carbon Mind, con competenza ed ingegno, è pronta a rispondere alle sfide più ardue.
Oggi è una PMI innovativa che, grazie alla passione dei propri tecnici e ad un laboratorio dedicato alle prove meccaniche e chimico-fisiche, trasforma le idee dei propri clienti in prodotti finiti di successo.
In vista dell’inizio della stagione del FIA World Endurance Championship (WEC) a Sebring (USA) il 17 marzo 2023, Carbon Mind in collaborazione con l’Automobile Club De L’Ouest (ACO), che organizza la 24 Ore di Le Mans, ha progettato una nuova piattaforma di misurazione che verrà utilizzata per verificare la conformità delle vetture dei concorrenti al regolamento tecnico della disciplina.
La struttura, interamente in fibra di carbonio, seguirà i commissari tecnici dell’ACO nelle varie tappe del campionato FIAWEC (https://www.fiawec.com/) e sarà quindi montata e smontata più volte nel corso della stagione; peso ridotto e semplicità di montaggio sono stati gli elementi chiave per il successo del progetto.
IL RISULTATO: rispetto al modello precedente, la nuova piattaforma progettata da Carbon Mind consente una riduzione del peso totale del 40%, una riduzione del volume del box di trasporto del 20% e una migliore sequenza di montaggio. Questi risultati hanno permesso all’ACO di raggiungere un obiettivo importante: la riduzione dell’impronta di carbonio sull’ambiente.
Infatti, il peso e il volume ridotti hanno permesso di ridurre le emissioni inquinanti legate al trasporto.
Grazie alla stretta collaborazione con HP Composites SpA, che ha fabbricato le parti in composito con l’esperienza e la maestria che da sempre la contraddistingue, Carbon Mind ha raggiunto un successo che, tra innovazione tecnologica, uso efficiente dei materiali e funzionalità avanzate, accompagnerà l’azienda verso le sfide future.