Parliamo di materiali in grado di garantire agli aeromobili avanzati, ai satelliti e ai veicoli spaziali un minore peso, una maggiore efficienza dei motori e una migliore resistenza alle condizioni ambientali estreme. Leggerezza, resistenza e durata dunque, attraverso una matrice rinforzata da carbonio, vetro o aramide.

Una sfida complessa, che richiede ricerca e – soprattutto – collaborazione. A produrre, finora:

  • compositi a matrice polimerica (PMC) –  noti per la loro leggerezza e flessibilità, pertanto impiegati in componenti strutturali e parti aerodinamiche degli aeromobili, e che solitamente usano come rinforzo la fibra di carbonio;
  • compositi a matrice metallica (MMC) – ideali per parti soggette a elevate temperature di funzionamento come i motori, che combinano una matrice metallica con rinforzi in forma di particelle o fibre, offrendo così un’ottima resistenza alla temperatura e all’usura;
  • compositi a matrice ceramica (CMC) – noti per la loro capacità di resistere a temperature estreme, quindi utilizzati in applicazioni aerospaziali ad alte temperature come i componenti dei motori a reazione, che sfruttano una matrice ceramica con rinforzi ceramici,
  • bio e nano-compositi – ancora agli inizi ma molto promettenti in termini di sostenibilità e performance.

Una sfida che riguarda sia la progettazione, sia la produzione che, in questo caso, significa laminazione, infusione di resina o stampa 3D. Sapendo che la scelta del metodo avrà un impatto significativo sulla struttura e sulle prestazioni finali del materiale.

Quali dunque i vantaggi dei materiali compositi?

  1. La leggerezza – che significa non soltanto meno peso ma anche più efficienza e meno costi operativi, soprattutto nei voli a lungo raggio. Senza dimenticare la maggiore affidabilità e dunque sicurezza, data dalla capacità delle componenti di rispondere alle forze aerodinamiche e alle sollecitazioni meccaniche.
  2. La resistenza alla corrosione – particolarmente importante per i veicoli spaziali, e che significa mantenere l’integrità strutturale anche in ambienti ostili e condizioni climatiche estreme.
  3. Infine, la possibilità di creare forme aerodinamiche avanzate – laddove la flessibilità di questi materiali consente la creazione di componenti che contribuiscano a ridurre la resistenza dell’aria e a migliorare le prestazioni generali, con conseguente riduzione dei consumi di carburante e delle emissioni inquinanti.

Il tutto, con un’attenzione particolare alla sostenibilità ambientale. Infatti, la ricerca si sta concentrando su materiali sempre più ecologici e più facili da riciclare, in modo da garantire un futuro aerospaziale non solo più efficiente ma anche più green. Un aspetto, questo, che non fa che rafforzare l’importanza strategica della collaborazione tra industria, istituzioni accademiche, centri di ricerca, pmi, start-up innovative e professionisti – a cominciare dagli esperti di materiali e dagli ingegneri.

Un settore industriale in rapida crescita, quello dei materiali compositi. Anche in Italia, che ne è il terzo produttore europeo. Un settore del quale sentiremo parlare sempre di più viste le molteplici applicazioni e gli enormi benefici nei diversi ambiti, dalla biomedicina e l’edilizia all’aerospazio.