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Incollaggio automatizzato per materiali compositi fibrorinforzati – il futuro della costruzione leggera industriale
Scoprite come i sistemi di incollaggio automatizzati stanno rivoluzionando la produzione di componenti in materiali compositi fibrorinforzati e perché MICADO rientra tra i principali fornitori di soluzioni di incollaggio personalizzate.
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Impianto di incollaggio assistito da robot in funzione
Nei settori aeronautico e automobilistico, la produzione affronta una sfida centrale: come possono essere uniti in modo economico, riproducibile e con la massima qualità componenti altamente complessi realizzati in materiali compositi fibrorinforzati? I metodi di giunzione tradizionali come la rivettatura o la saldatura raggiungono i loro limiti con i moderni materiali leggeri come CFRP e GFRP. La risposta risiede nei sistemi di incollaggio automatizzati. A differenza dei processi di incollaggio manuali, i sistemi automatizzati garantiscono una qualità costante sull’intero lotto di produzione. La tecnologia di dosaggio e applicazione assistita da robot consente cordoni di adesivo riproducibili con geometria esatta, quantità definita e posizionamento preciso – particolarmente critico per componenti rilevanti per la sicurezza nel settore aeronautico.
Che cosa sono i sistemi di incollaggio automatizzati?
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Robot a 6 assi applica l’adesivo con precisione su un componente in CFRP in una cella di incollaggio automatizzata
L’incollaggio automatizzato indica l’applicazione precisa di adesivi su componenti mediante robot. Questa tecnologia è fondamentale per i materiali compositi fibrorinforzati, poiché tali materiali reagiscono in modo sensibile alle tecniche di giunzione meccaniche. MICADO offre sistemi personalizzati per le applicazioni più esigenti con vantaggi decisivi: applicazione dell’adesivo riproducibile con qualità costante, monitoraggio automatico della quantità di adesivo e della geometria del cordone, sistemi di ispezione inline integrati e completa tracciabilità. A ciò si aggiungono tempi ciclo ridotti, sprechi di materiale minimizzati grazie a un dosaggio preciso e una maggiore saturazione dell’impianto. I sistemi si adattano a diverse geometrie dei componenti e possono essere integrati nelle linee di produzione esistenti – scalabili dalla semi-automazione alla piena automazione.
I vantaggi dei sistemi di incollaggio automatizzati di MICADO
Sistemi adesivi e pretrattamento delle superfici
La selezione del sistema adesivo appropriato è decisiva. Gli adesivi epossidici sono la prima scelta per l’incollaggio strutturale nel settore aeronautico, con resistenze al taglio estremamente elevate e resistenza alla temperatura fino a 180 °C. Gli adesivi a base di metilmetacrilato (MMA) combinano elevate resistenze con tempi di indurimento estremamente brevi – ideali per tempi ciclo ridotti nella produzione in serie. Gli adesivi poliuretanici offrono la massima flessibilità per elementi sandwich e agiscono come compensatori di tensione e smorzatori di vibrazioni.
I materiali compositi fibrorinforzati devono essere assolutamente privi di polvere e grasso. I sistemi automatizzati integrano il pretrattamento meccanico tramite levigatura o sabbiatura, il pretrattamento chimico mediante attivazione al plasma o applicazione di primer, nonché il controllo qualità tramite la misurazione dell’energia superficiale. Ciò garantisce condizioni riproducibili e un’adesione ottimale.
Applicazione assistita da robot e garanzia della qualità
MICADO utilizza robot a 6 assi all’avanguardia con sistemi di dosaggio ad alta precisione per l’applicazione accurata degli adesivi. Tutti i componenti impiegati sono progettati per applicare gli adesivi in modo affidabile e riproducibile con qualità costante. I moderni dosatori elettro-volumetrici consentono una precisione di dosaggio di ± 1 % e garantiscono una quantità di materiale costante in esercizio. La compensazione della pressione bilancia le variazioni di viscosità, mentre i sistemi di termoregolazione mantengono costante la viscosità dell’adesivo anche in funzionamento continuo. Le teste di miscelazione multicomponente garantiscono adesivi bicomponenti (2K) omogenei durante l’applicazione. La pianificazione dei percorsi 3D consente l’applicazione precisa di geometrie di cordoni complesse su superfici curve, mentre il dosaggio adattivo alla velocità assicura una larghezza del cordone costante durante il processo. I percorsi vengono programmati tramite teach-in o importazione CAD; un sistema automatico di prevenzione delle collisioni protegge in modo affidabile l’impianto durante il funzionamento.
Un vantaggio decisivo è il controllo qualità integrato. Sistemi di telecamere ad alta risoluzione verificano il cordone di adesivo immediatamente dopo l’applicazione per completezza, posizione, larghezza e geometria. Sensori di triangolazione laser misurano l’altezza del cordone e il volume applicato. Il monitoraggio continuo di pressione, flusso e temperatura rileva deviazioni di processo in tempo reale. Tutti i parametri vengono documentati e garantiscono una tracciabilità completa.
Soluzioni complete dalla semi-automazione alla piena automazione
MICADO offre anche soluzioni semi-automatiche che combinano la flessibilità umana con la precisione della macchina. Nella collaborazione uomo-robot, l’operatore si occupa della movimentazione del componente, mentre il robot esegue l’applicazione precisa dell’adesivo – particolarmente efficace per quantità medie.
Controllo qualità del componente finito
Il tempo di indurimento è spesso determinante per il ciclo di produzione. I sistemi moderni integrano concetti di indurimento intelligenti: dispositivi di fissaggio temperati accelerano l'indurimento attraverso l'apporto controllato di calore, i sistemi a ricircolo consentono l'indurimento parallelo, il riscaldamento a infrarossi o a induzione per l'indurimento rapido puntuale riduce il tempo di ciclo.
Incollaggio automatizzato – esempi pratici
Nel settore aeronautico, i sistemi di incollaggio automatizzati vengono utilizzati per l’assemblaggio di segmenti di fusoliera, strutture alari e rivestimenti interni. In particolare, nelle strutture sandwich in CFRP di grandi dimensioni, una distribuzione uniforme dell’adesivo è fondamentale. I sistemi MICADO garantiscono una qualità riproducibile anche con grandi dimensioni dei componenti.
Nel settore automobilistico, gli alloggiamenti delle batterie realizzati in materiali compositi fibrorinforzati rappresentano un campo di applicazione in forte crescita. L’incollaggio deve essere elettricamente isolante, termicamente conduttivo e sicuro in caso di urto. I sistemi automatizzati consentono l’applicazione precisa di speciali materiali termoconduttivi e adesivi strutturali. Anche i tetti in CFRP per veicoli ad alte prestazioni vengono sempre più spesso incollati in modo automatizzato.
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Incollaggio automatizzato con robot e sistema di dosaggio nella produzione industriale
MICADO come interlocutore competente per la realizzazione di progetti di successo
L’incollaggio automatizzato è molto più di un semplice robot con una pistola per colla», sottolinea l’ing. Markus Rath, responsabile della costruzione di utensili e attrezzature presso MICADO. «Un’implementazione di successo richiede una profonda comprensione dei materiali, degli adesivi e dei processi». La soluzione adeguata dipende dalla forma e dal materiale del componente, nonché dall’adesivo utilizzato. Anche il tempo ciclo, il volume di produzione, i requisiti di qualità e il budget svolgono un ruolo decisivo.
Dallo studio di fattibilità iniziale fino alla produzione in corso, MICADO affianca i clienti come fornitore globale: inizialmente analizziamo il processo e testiamo i materiali. Su questa base selezioniamo l’adesivo più idoneo. Successivamente sviluppiamo la soluzione di automazione appropriata. In seguito progettiamo in dettaglio le attrezzature e le celle robotizzate necessarie. Seguono la programmazione e lo sviluppo dell’interfaccia operatore (HMI). Dopo la produzione e il montaggio precisi, mettiamo in funzione l’impianto e accompagniamo l’approvazione del processo. Anche dopo la conclusione del progetto, continuiamo a fornire supporto.
I sistemi di incollaggio automatizzati offrono un contributo importante alla sostenibilità: riduzione del consumo di materiale grazie al dosaggio preciso, minimizzazione degli scarti grazie all’affidabilità del processo, efficienza energetica mediante concetti di indurimento ottimizzati e possibilità di costruzione leggera con riduzione delle emissioni di CO₂ durante l’esercizio.
Conclusione
L’incollaggio automatizzato dei materiali compositi fibrorinforzati è una tecnologia chiave per il futuro della costruzione leggera industriale. Grazie alla propria competenza come fornitore globale di automazione e costruzione di attrezzature, MICADO supporta le aziende nell’individuare la soluzione di incollaggio ottimale e nell’implementarla con successo. Che si tratti di una linea di produzione completamente automatizzata o di una singola cella semi-automatica, MICADO sviluppa la soluzione che si adatta alle vostre esigenze e crea un valore aggiunto sostenibile nella vostra produzione.
