Attiva sin dal 1960, la società Exel Composites si è specializzata nei processi in continuo di pultrusione e pull-winding per produrre componenti in compositi. Patrick Loock, responsabile del segmento trasporti presso quest’azienda finlandese, analizza di seguito i principali vantaggi derivanti dall’utilizzo di profili in composito per la produzione di autobus, in alternativa a quelli in metallo.
Profili in composito vs. profili in alluminio
Tradizionalmente, i produttori di autobus preferiscono utilizzare materiali convenzionali, come i profili in alluminio estruso, rispetto a quelli in compositi, per via dei costi iniziali più bassi e… per la forza dell’abitudine. Tuttavia, con l’impennata dei prezzi dei carburanti degli ultimi mesi, i materiali compositi possono consentire ottimi risparmi, offrendo inoltre migliori possibilità di progettazione e riducendo i costi di manutenzione nel corso della vita utile dei veicoli.
I profili in composito rinforzato con fibre di vetro possono essere integrati nella maggior parte delle sezioni di un autobus, dove di solito si trovano quelli in alluminio. Ciò riguarda sia i profili interni, come i corrimano, i supporti per i bagagli e le condutture dell’aria, sia i profili esterni, come le sponde, le fiancate e le pannellature.
La sostituzione dei profili in materiali tradizionali con quelli in compositi offre diversi vantaggi chiave, che si traducono in una riduzione del costo totale di proprietà per le aziende, nonostante i costi iniziali siano talvolta più elevati.
Riduzione dei costi per le aziende
I compositi non presentano gli stessi problemi di larghezza massima dell’alluminio, il che significa che i pannelli degli autobus possono essere prodotti in un unico profilo continuo, anziché in molteplici pannelli più stretti, uniti per ottenere la stessa larghezza. I profili in composito possono avere una larghezza massima di 1,6 metri, mentre quelli in alluminio hanno dimensioni più limitate. Ciò significa che l’installazione, la sostituzione e la manutenzione dei pannelli compositi è un processo più rapido, più semplice e meno laborioso rispetto all’uso dell’alluminio.
I profili in composito possono inoltre essere dotati di un rivestimento “peel-ply” (pelabile) che viene applicato durante il processo produttivo, creando una superficie che rimane pulita e pronta per l’incollaggio. L’incollaggio dei componenti in composito alle altri parti dell’autobus può avvenire così senza la necessità di rivetti e viti supplementari, riducendo ulteriormente la manodopera.
Rispetto ai tradizionali profili metallici, quelli in compositi offrono poi una maggiore flessibilità di progettazione, in termini di geometria del profilo. Ciò consente ai produttori di realizzare un unico profilo complesso che incorpora le funzioni di più parti tradizionali in alluminio, ottenendo un design più elegante e semplice da produrre, che richiede meno lavoro d’assemblaggio e offre minori rischi d’errore umano durante l’installazione. Inoltre, i compositi presentano l’ulteriore vantaggio di essere resistenti alla corrosione. Sono quindi in grado di sopportare meglio l’inquinamento o le condizioni stradali (per esempio in inverno, con lo spargimento di sale), a differenza delle superfici in alluminio, che si corrodono nel tempo e richiedono una manutenzione periodica.
I profili in composito fibrorinforzato sono anche significativamente più leggeri rispetto a quelli metallici, il che significa che gli autobus dotati di parti in compositi hanno l’opportunità di risparmiare carburante e, quindi, di ridurre le emissioni di anidride carbonica e monossido di carbonio. Il risparmio in termini di peso è particolarmente vantaggioso dopo i recenti aumenti dei prezzi del carburante a livello globale e, in particolare, del gasolio per i motori diesel. Inoltre, via via che il settore abbandonerà i combustibili fossili a favore dell’elettrificazione, il risparmio in termini di peso favorirà anche una maggiore autonomia elettrica degli autobus.
Infine, il mercato dei compositi è molto più stabile di quello dei metalli, con prezzi meno volatili e tempi di consegna più prevedibili. I costruttori di autobus che utilizzano grandi volumi di acciaio o alluminio sono alla mercé delle condizioni di mercato (e, negli ultimi tempi, del contesto geopolitico) e spesso non conoscono il prezzo esatto, o i tempi di consegna dei pezzi, finché non effettuano gli ordini. Ciò comporta rischi d’interruzione della filiera d’approvvigionamento e incide anche sulla redditività.
Utilizzo di processi di produzione in continuo
I processi di pultrusione e pull-winding, in cui è specializzata la società Exel Composites, sono adatti a una produzione in continuo di alta qualità, in grandi volumi e a costi contenuti per i clienti finali. Ciò consente di fornire profili compositi di grandi dimensioni con una qualità di produzione costante da lotto a lotto e altamente ripetibile.
Nel processo di pultrusione, le fibre di vetro o di carbonio, le stuoie (mat) e/o i tessuti tecnici vengono trainati insieme, saturati con la resina e quindi fatti entrare in uno stampo riscaldato, in cui avviene la polimerizzazione (curing) della resina termoindurente. Il profilo così ottenuto può essere quindi tagliato in base alla lunghezza desiderata. Questo metodo di produzione consente la maggiore flessibilità discussa in precedenza. Permette per esempio ai produttori di aggiungere fibre di rinforzo supplementari solo nella parte del profilo in cui sono necessarie, evitando così di sprecare fibre o di aumentare inutilmente il peso.
Tutti questi vantaggi significano che i compositi fibrorinforzati potrebbero rappresentare la chiave di volta per quei costruttori di autobus più lungimiranti che vogliano fabbricare carrozzerie più leggere ed efficienti, in grado di offrire una lunga durata e ridotti costi di manutenzione.
