Componenti in materiale composito e fibra di carbonio

Con il termine “Materiale composito” indichiamo una famiglia di “materiali” composti a loro volta da più materiali semplici e differenti tra loro.

La maggior parte dei componenti meccanici e industriali creati in materiale composito sono in fibra di carbonio.

La differenza sostanziale dai manufatti plastici è la struttura non omogenea dei componenti in materiale composito. I materiali che formano i compositi prendono il nome di costituenti, matrice e rinforzo.

La matrice di un componente in materiale composito è costituita da una fase continua omogenea con il compito di racchiudere il rinforzo garantendo la compattezza del materiale composito.

Il rinforzo di un componente in materiale composito è rappresentato da una fase dispersa all’interno della matrice con il compito di preservare rigidezza e resistenza meccanica.

Applicazione dei materiali compositi

Componenti in materiali composito sono richiesti in tutti quei settori dove è necessario mantenere un basso peso rispetto ad elevate caratteristiche meccaniche.

Corse automobilistiche e motociclistiche sono solo due dei tanti campi dove trovano lago impiego i componenti in materiale composito. Anche le industrie aeronautiche e navali fanno largo uso di materiali compositi per la creazione di componenti come fusoliere, carrelli e pannelli di ogni genere.

Le industrie aerospaziale e belliche utilizzano componenti in materiale composito per la creazione di macchine semoventi, caschi e giubbotti protettivi.

Il settore sportivo è ricco di lavorati in materiale composito come sci, bob e racchette, grazie alle sue proprietà meccaniche. Per il settore medico i materiali in fibra vengono usati per protesi e arti e in tutti i settori industriali vengono impiegati manufatti e lavorati come tubazioni, serbatoi, profili, barre avvolgifilm, guide, ingranaggi e barre.

Il materiale composito per eccellenza: la fibra di carbonio

Il materiale composito più noto per la creazione di manufatti è sicuramente la Fibra di carbonio.

Manufatti in fibra di carbonio hanno una struttura filiforme (tessuto), potenzialmente molto sottile, unita ad una matrice di carbonio.

L’unione di questi due componenti aumenta la capacità di isolamento termico e resistenza a variazioni di temperatura dei filamenti di carbonio.

Altre proprietà dei manufatti in fibra di carbonio sono:

• Elevata resistenza meccanica
• Bassa densità
• Ottima resistenza alle variazioni di temperatura e agli attacchi di agenti chimici
• Proprietà ignifughe elevate

I manufatti in fibra di carbonio sono molto utilizzati per la produzione di serbatoi di gas compressi, inclusi quelli per l’aria. Nel settore aeronautico la fibra di carbonio è molto diffusa, per esempio il Boeing 747 ne è composto per oltre il 50%. Il settore principale di manufatti in fibra di carbonio è quello sportivo automobilistico. Telai di auto sportive possono essere completamente creati in fibra di carbonio per l’ottimizzazione del peso mantenendo altissime prestazioni meccaniche.
Altri materiali compositi:

• Resine fenoliche
• Resine melaminiche
• Resine epossidiche
• Tessuti + Resine Tsd®
• Laminati stratificati

Lavorazioni in fibra di carbonio