Monitoraggio della foratura di manufatti in composito mediante sensori a fibra ottica

In this paperwork the monitoring of the drilling process of CFRP and Al/composite hybrid laminates was investigated using fiber optic’s sensors in order to detect possible damage conditions that may occur in this phase. Specifically it was evaluated if this type of sensor is able to identify critical conditions during drilling and intervenes in real time. This study has been developed in a first phase with the manufacturing of carbon fiber/epoxy matrix components using RTM process and with the manufacturing of hybrid components through RTM and bonding. In this phase, the optimization of infusion’s process, in order to¬ ensure the least amount of defects in the components manufactured was ensued; furthermore the problems related to fiber optics insertion and to their individuation within laminates through X-ray and thermal analysis were addressed. In the second phase of this work, the monitoring of drilling of manufactured components with varying process parameters and the study of the registered signal was investigated and discussed.

In questo lavoro si affronta il monitoraggio, tramite sensori a fibra ottica, della foratura di manufatti in composito (con fibra in carbonio) e ibridi (CFRP/Lega-Al) per evidenziare condizioni di danneggiamento che possono nascere in questa fase. In particolare si vuole valutare se questo sistema di controllo possa essere in grado di valutare condizioni critiche di lavorazione durante l’operazione stessa e intervenire in tempo reale. Lo studio si è sviluppato in una prima fase con la produzione di componenti in composito, con rinforzo in fibra di carbonio e matrice epossidica, tramite tecnologia RTM e di componenti ibridi realizzati sia tramite incollaggio che tramite RTM. La direzione intrapresa è stata quella di ottimizzare il processo d’infusione, al fine di garantire la minore presenza di difetti nei prodotti finiti; inoltre sono stati affrontati i problemi d’inglobamento dei sensori a fibra ottica nonché le tecniche di individuazione della fibra ottica tramite radiografia o analisi termica. Nella seconda fase, si è quindi proceduto alla foratura dei manufatti prodotti (variando i parametri di lavorazione), monitorata tramite sensori a fibra ottica, e alla successiva analisi ed elaborazione del segnale ottico registrato e il confronto con il segnale proveniente da una cella di carico.