Analisi del processo produttivo di componenti in fibra di carbonio con autoclave: il caso di HP Composites = Analysis of the production process of carbon fiber components with autoclave: the case of HP Composites

Il seguente lavoro di tesi nasce in seguito all’esperienza di tirocinio svolta nell’azienda HP Composites Spa. Lo scopo dell’elaborato è quello di analizzare il processo produttivo di componenti in fibra di carbonio, in particolare per il settore automotive, attraverso la tecnologia dell’autoclave. La tesi è divisa in cinque capitoli. Nel primo è stata svolta un’analisi sui materiali compositi. Nel particolare sono stati riportate le principali caratteristiche di questi materiali e le diverse classificazioni che si hanno basandosi su criteri differenti come il metodo di produzione, l’orientamento e la forma del materiale di rinforzo e il tipo di matrice utilizzata. Nel secondo capitolo si pone l’attenzione sulla fibra di carbonio, la quale viene utilizzata come rinforzo per i materiali compositi. In questo capitolo sono stati descritti i processi che portano alla creazione della fibra di carbonio, la quale si ottiene da composti chimici di sintesi derivanti dal carbonio e dal petrolio e ridotti in filamenti più o meno lunghi. Inoltre, è stata analizzata anche la struttura dei fogli pre-impregnati e come essi vengono utilizzati. In seguito, sono state descritte le diverse tipologie di matrici termoindurenti che solitamente vengono rinforzate dalla fibra di carbonio e alcune delle tecnologie di produzione dei componenti che presentano queste resine. Infine, è stata analizzata l’evoluzione dell’utilizzo della fibra di carbonio nel settore automotive dal 1981 fino ad oggi e i vantaggi che essa ha portato nell’industria automobilistica. Nel terzo capitolo viene presentata l’azienda in cui è stata svolta l’esperienza di tirocinio. È stato descritto il modo in cui l’azienda gestisce le richieste dei clienti e come sono organizzati i vari siti di produzione. In seguito, sono stati analizzati il software gestionale e il software MES adottati in azienda, ponendo l’attenzione sui moduli che sono stati utilizzati per completare le analisi sulla produzione di componenti. Il quarto capitolo si concentra su uno dei processi produttivi dei componenti in fibra di carbonio adottati in HP Composites: la tecnologia dell’autoclave. È stata analizzata questa tecnologia in quanto è quella maggiormente utilizzata in azienda e perché sono state svolte diverse analisi sui processi concerni questo metodo di produzione. Sono state descritte le diverse fasi che portano alla produzione dei componenti. Per ognuna di esse sono state riportate le varie analisi svolte durante il periodo di tirocinio, come ad esempio l’analisi dei tempi per la laminazione o il calcolo di indici di performance per la polimerizzazione in autoclave. Per ogni analisi eseguita sono state descritte la modalità con cui sono stati raccolti e interpretati i dati, i problemi riscontrati, le soluzioni proposte e i risultati ottenuti. Nell’ultimo capitolo viene analizzato il futuro dei componenti in fibra di carbonio nel settore automotive. Vengono inoltre suggeriti degli investimenti che l’azienda dovrebbe fare per rimanere competitiva sul mercato anche nei prossimi anni. Nel particolare, si propone lo sviluppo di tecniche di produzione alternative all’autoclave e l’implementazione di tecnologie per la raccolta di dati di produzione migliori di quelli attualmente utilizzati in azienda.