Le proprietà fisiche dei materiali compositi sono dominate dalle fibre. Ciò significa che quando resina e fibre vengono combinate, le loro proprietà sono molto simili a quelle delle singole fibre. I dati dei test mostrano che i materiali rinforzati con fibre sono i componenti che sopportano la maggior parte del carico. Pertanto, la selezione del tessuto è fondamentale nella progettazione di strutture composite.
Inizia il processo determinando il tipo di rinforzo necessario per il tuo progetto. I produttori tipici possono scegliere tra tre materiali di rinforzo comuni: fibra di vetro, fibra di carbonio e Kevlar® (fibra aramidica). Le fibre di vetro tendono a essere la scelta più generica, mentre le fibre di carbonio offrono un'elevata rigidità e il Kevlar® un'elevata resistenza all'abrasione. Tieni presente che i diversi tipi di tessuto possono essere combinati in laminati per formare strati ibridi con i vantaggi di più di un materiale.
Una volta scelta la collezione di tessuti, scegli il peso e lo stile di trama più adatti alle esigenze del tuo lavoro. Più leggero è il peso del tessuto, più facile sarà drappeggiarlo su superfici molto sagomate. Il tessuto leggero utilizza anche meno resina, quindi il laminato complessivo risulta comunque più leggero. Man mano che i tessuti diventano più pesanti, diventano meno flessibili. Il tessuto di peso medio mantiene una flessibilità sufficiente a coprire la maggior parte dei contorni e contribuisce in modo significativo alla resistenza del componente. Sono molto economici e producono componenti resistenti e leggeri per applicazioni automobilistiche, nautiche e industriali. I roving intrecciati sono rinforzi relativamente pesanti comunemente utilizzati nella costruzione navale e nella costruzione di stampi.
Il modo in cui un tessuto è tessuto è considerato il suo motivo o stile. Puoi scegliere tra tre stili di armatura comuni: semplice, raso e saia. Gli stili di armatura semplice sono i più economici e relativamente meno flessibili, ma mantengono bene la loro unione al taglio. I frequenti incroci dei fili verso l'alto e verso il basso riducono la resistenza dell'armatura semplice, sebbene siano comunque sufficienti per tutte le applicazioni, tranne quelle ad alte prestazioni.
L'armatura satin e la saia sono più morbide e resistenti dell'armatura a tela. Nell'armatura satin, un filo di trama scorre sopra altri tre-sette fili di ordito e viene poi cucito sotto un altro. In questo tipo di armatura, il filo è più lungo, mantenendo la resistenza teorica della fibra. L'armatura saia offre un compromesso tra gli stili satin e tela, con l'effetto decorativo a spina di pesce, spesso ricercato.
Consiglio tecnico: per aggiungere flessibilità al tessuto, tagliatelo dal rotolo con un angolo di 45 gradi. Tagliando in questo modo, anche i tessuti più ruvidi si adattano meglio alla silhouette.
Rinforzo in fibra di vetro
La fibra di vetro è il fondamento dell'industria dei compositi. Viene utilizzata in numerose applicazioni compositi fin dagli anni '50 e le sue proprietà fisiche sono ben note. La fibra di vetro è leggera, ha una moderata resistenza alla trazione e alla compressione, può sopportare danni e carichi ciclici ed è facile da maneggiare.
La fibra di vetro è il materiale composito più utilizzato. Ciò è dovuto principalmente al suo costo relativamente basso e alle sue proprietà fisiche moderate. La fibra di vetro è ideale per progetti di uso quotidiano e per componenti che non richiedono grandi quantità di tessuto in fibra, garantendo maggiore resistenza e durata.
Per massimizzare le proprietà di resistenza della fibra di vetro, può essere utilizzata con resina epossidica e polimerizzata con tecniche di laminazione standard. È ideale per applicazioni nei settori automobilistico, nautico, edile, chimico e aeronautico, ed è spesso utilizzata negli articoli sportivi.
Rinforzo in Kevlar®
Il Kevlar® è stata una delle prime fibre sintetiche ad alta resistenza ad essere accettata nel settore delle materie plastiche rinforzate con fibre (FRP). Il Kevlar® composito è leggero, ha un'eccellente resistenza alla trazione specifica ed è considerato altamente resistente agli urti e all'abrasione. Le applicazioni più comuni includono scafi leggeri come kayak e canoe, pannelli di fusoliera di aeromobili e recipienti a pressione, guanti antitaglio, giubbotti antiproiettile e altro ancora. Il Kevlar® viene utilizzato con resine epossidiche o vinilestere.
Rinforzo in fibra di carbonio
La fibra di carbonio contiene oltre il 90% di carbonio e presenta la più elevata resistenza a trazione nel settore dei materiali compositi in fibra di carbonio (FRP). Presenta inoltre la più elevata resistenza a compressione e flessione del settore. Dopo la lavorazione, queste fibre si combinano per formare rinforzi in fibra di carbonio come tessuti, tow e altro ancora. Il rinforzo in fibra di carbonio offre elevata resistenza e rigidità specifiche ed è generalmente più costoso di altri rinforzi in fibra.
Per massimizzare le proprietà di resistenza della fibra di carbonio, è consigliabile utilizzarla con resina epossidica e polimerizzarla con tecniche di laminazione standard. È ideale per applicazioni nei settori automobilistico, nautico e aerospaziale, e viene spesso utilizzata negli articoli sportivi.
Data di pubblicazione: 19-lug-2022
