.:: TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE ::.

.:: Formatura di pezzi in materiale composito ::.

A - Formatura per contatto :
1 - Rinforzo impregnato
2 - Stampo
B - Formatura con sacco sotto vuoto :
1 - Pompa del vuoto
2 - Sacco stagno
3 - Viti di fissaggio
4 - Stampo
5 - Rinforzo impregnato

La produzione di pezzi mediante l'impiego di fibre e resine è possibile con attrezzature a basso costo e consente una grande flessibilità di progetto grazie alla facilità con cui si possono apportare modifiche.
Il sistema più semplice (Fig. A) consiste nel disporre le fibre in modo voluto in un apposito stampo, ed impregnarle di resina con un pennello o rullo; la resina può poi essere indurita senza pressione, a temperatura ambiente oppure in forno.
Metodi più moderni contemplano l'uso di tessuti preimpregnanti a la formatura in autoclave dove vengono controllate pressione e temperatura, con il risultato di migliorare la compattazione del materiale.
Il sistema intermedio (Fig. B) utilizza un sacco a tenuta stagna che si fissa sul pezzo appena formato sullo stampo; tra il pezzo ed il sacco viene creato il vuoto, dimodochè la pressione esterna fa uscire l'aria in eccesso di resine.
Queste tecniche di fabbricazione sono impiegate sia per la realizzazione di pannelli semplici che di "sandwich".
Questi ultimi sono costituiti (come già detto) da due strati di "pelli" tra le quali è interposta un'anima che le unisce rigidamente.
Grazie a questo sistema si sfruttano le migliori caratteristiche di ciascun materiale, aumentando lo spessore del pannello e quindi la resistenza e la capacità di assorbire energia, con u naumento di peso molto limitato. Si possono utilizzare strutture sandwich per il rivestimento di carrozzerie con spessore dell'anima di 5-10 mm, mentre per gli elementi strutturali si unsano sandwich con anima di 10-20 mm.
Nella costruzione con materiali compositi a sandwich si debbono tenere presenti particolari caratteristiche degli stessi, tra le quali la più importante è l'anistropia, ciè il diverso comportamento del materiale a seconda della direzione degli sforzi a cui è sottoposto.
L'anistropia rappresenta un vantraggio (per esempio rispetto ai metalli che sono materiali isotropi) dato che consente di ottimizzare la distribuzione del materiale, e tuttaviacomporta problemi tecnologici e di progettazione. E' propri omediante la realizzazione di prototipo sperimentali e di vetture da competizione che si perfezionano le conoscenze di questi problemi ed i metodi per risolverli.

.:: CARATTERISTICHE E COSTI ::.

Il confronto tra i materiali compositi e quelli tradizionali più diffusi, cioè acciaio ed alluminio, si può fare sulla base di molti elementi di giudizio.
il primo, naturalmente quello della densità (o del peso specifico) che per l'acciaio è mediamente di 7.8 gr/cm3, mentre varia per i compositi da 1.2 fino poco più di 2 gr/cm3 a seconda del tipo di materiale di rinforzo impiegato, della sua percentuale nel composito e della resina che funge da matrice e legante delle fibre.
L'importante è notare che, a parità di sezione di un elemento di struttura, si ha un notevole aumento di resistenza qualora si utilizzino i materiali compositi; per esempio il compositi formato da fibre di vetro parallele con resina poliestere presenta una resistenza alla trazione che va da 40 a 150 kg/mm2 a seconda della densità delle fibre, contro una resistenza di 30 kg/mm2 per l'alluminio semilavorato.
Analoghe differenze si trovano esaminando la resistenza alla flessione.

.:: CONFRONTO TECNICO DEI RINFORZI COMPOSITI ::.

Caratteristica Unità di
misura
Vetro
E
Vetro
R
Kevlar
49
Carbonio
A mod.
Carbonio
A res
Boro
Densità gr/cm3 2.60 2.55 1.45 1.95 1.75 2.6
Carico rottura
a trazione
kg/mm2 340 440 350 220 250 320
Modulo elastico
longitudinale
kg/mm2 7300 8600 13500 38000 26000 40000
Allungamento
a rottura
% 4.5 5.2 2.5 0.6 1.0 0.8
Rinforzo
in volume
% 60 60 60 60 60 50
Densità composito gr/cm3 2.04 2.01 1.37 1.65 1.55 1.90

www.ecv1.com - All Rights Reserved