Metodologia integrata per la progettazione di sistemi di presa per la manipolazione di cariche CF-SMC in ambito automotive

Verso la fine del XX secolo il mondo dei materiali compositi si è evoluto drasticamente, portando evoluzione ed innovazione, soprattutto in ambito racing ed aerospace. Il motivo per il quale questi due settori si sono concentrati sulla progettazione e la produzione di componenti in materiale composito risiede nel fatto che entrambi sono accomunati dalla ricerca estrema di un elevato rapporto rigidezza/peso, che permette di aumentare la performance, con conseguente riduzione del tempo sul giro per quanto riguarda il mondo delle competizioni sportive, e di risparmiare carburante per ciò che concerne l’aerospace. È bene specificare, però, che il termine "materiale composito" si riferisce ad una tipologia di materiali così vasta che la scelta della tecnologia di produzione e del rinforzo da utilizzare è differente anche e soprattutto in base al campo di applicazione, ed anche al volume produttivo da attuare. Infatti, la produzione di prototipi ha delle necessità e dei costi altamente differenti da ciò a cui dovrebbe puntare un’azienda che mira alla produzione di massa ad uso civile, ed è per questo motivo che è stato necessario ricorrere a materiali e tecnologie differenti, che permettessero performance e riduzione di peso adeguati, a fronte di un’importante riduzione dei costi. Dai processi in autoclave, caratteristici tutt’oggi per quanto riguarda il mondo dei prototipi, si passa allo stampaggio a compressione, un’estensione del concetto di forgiatura al mondo dei materiali compositi, attraverso i cosiddetti Sheet Moulding Compounds (SMC), che consentono la creazione di componenti super leggeri e con ottime caratteristiche meccaniche anche per elevati volumi di produzione. Lo stampaggio a compressione, però, richiede elevata precisione, tempi di processo molto brevi e standard di sicurezza elevatissimi. Per raggiungere con successo questi obiettivi di processo si è assistito a un notevole investimento di energia e denaro sulla ricerca e lo sviluppo dell’automa- tizzazione del processo di prelevamento, manipolazione e rilascio del materiale mediante l’uso di strutture automatiche o semi-automatiche, innalzando di conseguenza anche gli standard di precisione e sicurezza per gli operatori. Con questo lavoro di tesi, dunque, ci si è proposto l’obiettivo di introdurre una metodologia per la progettazione e la produzione di un sistema di presa, manipolazione e rilascio modulare e versatile denominato gripper, in maniera tale che possa essere economico, di facile produ- zione e riutilizzabile per il sollevamento di cariche in SMC di componenti con geometrie e spessori completamente differenti. Tale metodologia sarà applicata a un caso studio riguardante la manipolazione della carica in CF-SMC per la realizzazione di un componente automotive.