Ci hè una larga scelta di materie prime per i cumposti, cumprese resine, fibre è materiali core, è ogni materiale hà e so proprietà uniche di resistenza, rigidità, tenacità è stabilità termica, cù costi è rese variabili. Tuttavia, a prestazione finale di un materiale cumpostu in tuttu ùn hè micca solu ligata à a matrice di resina è à e fibre (è ancu à u materiale core in una struttura di materiale sandwich), ma ancu strettamente ligata à u metudu di cuncepimentu è à u prucessu di fabricazione di i materiali in a struttura. In questu articulu, presenteremu i metudi di fabricazione cumunimenti usati per i cumposti, i principali fattori d'influenza di ogni metudu è cumu e materie prime sò selezziunate per diversi prucessi.
Stampaggio a spruzzo
1, descrizzione di u metudu: u materiale di rinforzu di fibre tagliate à cortu termine è u sistema di resina sò spruzzati à u listessu tempu in u stampu, è dopu induriti sottu pressione atmosferica in prudutti cumposti termoindurenti di un prucessu di stampaggio.
2. Selezzione di u materiale:
Resina: principalmente poliestere
Fibra: filatu di fibra di vetru grossu
Materiale principale: nimu, ci vole à cumminà cù u compensatu solu
3. Principali vantaghji:
1) Una longa storia di l'artigianatu
2) Costu bassu, stesura rapida di fibra è resina
3) Costu bassu di u stampu
4, i principali svantaghji:
1) U compensatu hè faciule da furmà una zona ricca di resina, di pesu elevatu
2) Solu e fibre tagliate corte ponu esse aduprate, ciò chì limita seriamente e proprietà meccaniche di u compensatu.
3) Per facilità a spruzzatura, a viscosità di a resina deve esse abbastanza bassa, perdendu e proprietà meccaniche è termiche di u materiale cumpostu.
4) L'altu cuntenutu di stirene di a resina spray significa chì ci hè un altu periculu potenziale per l'operatore, è a bassa viscosità significa chì a resina pò penetrà facilmente in i vestiti di travagliu di l'impiegatu è vene in cuntattu direttu cù a pelle.
5) A cuncentrazione di stirene volatile in l'aria hè difficiule da risponde à i requisiti legali.
5. Applicazioni tipiche:
Recinzioni simplici, pannelli strutturali à bassa carica cum'è carrozzerie di vitture convertibili, carenature di camion, vasche da bagno è piccule barche.
Stampaggio à manu
1, descrizzione di u metudu: infiltrate manualmente a resina in e fibre, e fibre ponu esse tessute, intrecciate, cucite o incollate è altri metudi di rinforzu, u stampaggio manuale hè generalmente fattu cù rulli o spazzole, è dopu a resina hè spremuta cù un rullu di colla per fà la penetrà in e fibre. U compensatu hè piazzatu sottu pressione nurmale per indurisce.
2. Selezzione di u materiale:
Resina: nisuna esigenza, epossidiche, poliestere, estere à basa di polietilene, resine fenoliche sò dispunibili
Fibra: nisun requisitu, ma u pesu di basa di a fibra aramidica più grande hè difficiule da infiltrà in a manu.
Materiale core: nisuna esigenza
3, i principali vantaghji:
1) Longa storia di a tecnulugia
2) Facile à amparà
3) costu di stampo bassu s'ellu si usa resina di polimerizazione à temperatura ambiente
4) Vasta scelta di materiali è fornitori
5) Altu cuntenutu di fibre, fibre più lunghe aduprate chè u prucessu di spruzzatura
4, Principali svantaghji:
1) A mistura di resina, u cuntenutu di resina laminata è a qualità sò strettamente ligati à a cumpetenza di l'operatore, hè difficiule d'ottene un bassu cuntenutu di resina è una bassa porosità di u laminatu.
2) Rischi per a salute è a sicurezza di a resina, più bassu hè u pesu moleculare di a resina applicata à manu, più grande hè a minaccia potenziale per a salute, più bassa hè a viscosità significa chì a resina hè più prubabile di penetrà in i vestiti di travagliu di l'impiegati è cusì vene in cuntattu direttu cù a pelle.
3) S'ellu ùn hè micca stallata una bona ventilazione, a cuncentrazione di stirene evaporata da esteri à basa di poliestere è polietilene in l'aria hè difficiule da risponde à i requisiti legali.
4) A viscosità di a resina incollata à manu deve esse assai bassa, dunque u cuntenutu di stirene o altri solventi deve esse altu, perdendu cusì e proprietà meccaniche/termiche di u materiale cumpostu.
5) Applicazioni tipiche: pale di turbine eoliche standard, barche prodotte in serie, mudelli architettonichi.
Prucessu di insaccamentu à vuoto
1. Descrizzione di u metudu: U prucessu di insaccamentu à u vacuum hè una estensione di u prucessu di layup manuale sopra, vale à dì chì a sigillatura di un stratu di film plasticu nantu à u stampu serà fatta à manu cù u vacuum di compensatu, applicendu una pressione atmosferica à u compensatu per ottene l'effettu di stanchezza è stringhje, per migliurà a qualità di u materiale cumpostu.
2. selezzione di u materiale:
Resina: principalmente resine epossidiche è fenoliche, poliestere è estere à basa di polietilene ùn sò micca applicabili, perchè cuntenenu stirene, volatilizazione in a pompa à vuoto
Fibra: nisuna esigenza, ancu s'è u pesu di basa di e fibre più grande pò esse infiltratu sottu pressione
Materiale core: nisuna esigenza
3. Principali vantaghji:
1) Si pò ottene un cuntenutu di fibre più altu chè u prucessu standard di stesura manuale
2) U rapportu di vuoti hè più bassu chè u prucessu standard di lay-up manuale.
3) Sottu pressione negativa, a resina scorre abbastanza per migliurà u gradu d'infiltrazione di fibre, benintesa, una parte di a resina serà assorbita da i consumabili di u vacuum.
4) Salute è sicurezza: u prucessu di insaccamentu à vuoto pò riduce a liberazione di volatili durante u prucessu di stagionatura
4, Principali svantaghji:
1) U prucessu supplementu aumenta u costu di u travagliu è di u materiale di u saccu à vuoto dispunibule
2) Requisiti di cumpetenze più elevati per l'operatori
3) A miscelazione di resina è u cuntrollu di u cuntenutu di resina dipendenu in gran parte da a cumpetenza di l'operatore
4) Ancu s'è i sacchetti à vuoto riducenu a liberazione di volatili, u risicu per a salute di l'operatore hè sempre più altu ch'è quellu di u prucessu di infusione o di prepreg.
5, Applicazioni tipiche: yacht di grande dimensione, in edizione limitata, pezzi di vitture da corsa, prucessu di custruzzione navale di l'incollaggio di u materiale core.
Stampaggio di avvolgimenti
1. Descrizzione di u metudu: U prucessu di avvolgimentu hè principalmente adupratu per fabricà pezzi strutturali cavi, tondi o ovali cum'è tubi è canali. I fasci di fibre sò impregnati di resina è poi avvolti nantu à un mandrinu in varie direzzione. U prucessu hè cuntrullatu da a macchina di avvolgimentu è da a velocità di u mandrinu.
2. Selezzione di u materiale:
Resina: nisuna esigenza, cum'è epossidica, poliestere, estere à basa di polietilene è resina fenolica, ecc.
Fibra: nisun requisitu, usu direttu di fasci di fibre di u quadru di a bobina, ùn hè micca necessariu di tesse o cuciri tissutu in u pannu di fibra
Materiale principale: nisun requisitu, ma a pelle hè generalmente un materiale cumpostu à un solu stratu
3. i principali vantaghji:
(1) velocità di pruduzzione rapida, hè un modu ecunomicu è raghjonevule di layups
(2) U cuntenutu di resina pò esse cuntrullatu misurendu a quantità di resina purtata da i fasci di fibre chì passanu per a scanalatura di resina.
(3) Costu di fibra minimizatu, nisun prucessu di tessitura intermediu
(4) eccellenti prestazioni strutturali, perchè i fasci di fibre lineari ponu esse posti longu à e diverse direzioni di carica
4. Principali svantaghji:
(1) U prucessu hè limitatu à strutture cave tonde.
(2) E fibre ùn sò micca disposte facilmente è precisamente longu a direzzione assiale di u cumpunente
(3) Costu più altu di u stampaggio pusitivu di u mandrinu per e grande parti strutturali
(4) A superficia esterna di a struttura ùn hè micca una superficia di muffa, dunque l'estetica hè peghju
(5) L'usu di resina à bassa viscosità, deve esse attentu à e proprietà meccaniche è à e prestazioni di salute è sicurezza.
Applicazioni tipiche: serbatoi è tubi per u almacenamentu di chimichi, cilindri, serbatoi di respirazione per pompieri.
Stampaggio per pultrusione
1. descrizzione di u metudu: da u supportu di a bobina tiratu un fasciu di fibre impregnatu di colla attraversu a piastra riscaldante, in a piastra riscaldante per cumpletà l'infiltrazione di fibre nantu à a resina, è cuntrullà u cuntenutu di resina, è infine u materiale serà polimerizatu in a forma necessaria; sta forma di u pruduttu polimerizatu fissu hè tagliata meccanicamente in diverse lunghezze. E fibre ponu ancu entre in a piastra calda in direzzioni diverse da 0 gradi. U stampaggio per estrusione è stiramentu hè un prucessu di pruduzzione cuntinuu è a sezione trasversale di u pruduttu hà di solitu una forma fissa, chì permette leggere variazioni. Passerà attraversu a piastra calda di u materiale pre-bagnatu fissu è si sparghjerà in u stampu polimerizendu immediatamente, ancu se un tale prucessu hè menu cuntinuu, ma pò ottene u cambiamentu di forma di sezione trasversale.
2. Selezzione di u materiale:
Resina: di solitu epossidica, poliestere, estere à basa di polietilene è resina fenolica, ecc.
Fibra: nisuna esigenza
Materiale core: micca cumunamente adupratu
3. Principali vantaghji:
(1) velocità di pruduzzione rapida, hè un modu ecunomicu è raghjonevule di pre-bagnare è indurire i materiali
(2) cuntrollu precisu di u cuntenutu di resina
(3) minimizazione di u costu di a fibra, nisun prucessu di tessitura intermediu
(4) eccellenti proprietà strutturali, perchè i fasci di fibre sò disposti in linee dritte, a frazione di volume di fibre hè alta
(5) a zona d'infiltrazione di fibre pò esse cumpletamente sigillata per riduce a liberazione di volatili
4. i principali svantaghji:
(1) u prucessu limita a forma di a sezione trasversale
(2) Costu più altu di a piastra di riscaldamentu
5. Applicazioni tipiche: travi è capriate di strutture abitative, ponti, scale è recinzioni.
Prucessu di stampaggio à trasferimentu di resina (RTM)
1. Descrizzione di u metudu: E fibre secche sò poste in u stampu inferiore, chì pò esse prepressurizatu per fà chì e fibre si adattinu u più pussibule à a forma di u stampu è sianu ligate adesivamente; dopu, u stampu superiore hè fissatu nantu à u stampu inferiore per furmà una cavità, è dopu a resina hè iniettata in a cavità. L'iniezione di resina assistita da u vacuum è l'infiltrazione di e fibre, cunnisciuta cum'è Iniezione di Resina Assistita da u Vacuum (VARI), hè cumunamente aduprata. Una volta chì l'infiltrazione di e fibre hè cumpleta, a valvula d'introduzione di a resina hè chjusa è u cumpostu hè polimerizatu. L'iniezione di resina è a polimerizazione ponu esse fatte sia à temperatura ambiente sia in cundizioni di riscaldamentu.
2. Selezzione di i materiali:
Resina: di solitu epossidica, poliestere, estere polivinilico è resina fenolica, a resina bismaleimide pò esse aduprata à alta temperatura
Fibra: nisuna esigenza. A fibra cucita hè più adatta per questu prucessu, perchè u spaziu trà u fasciu di fibre hè favurevule à u trasferimentu di resina; ci sò fibre sviluppate apposta chì ponu prumove u flussu di resina.
Materiale centrale: a schiuma cellulare ùn hè micca adatta, perchè e cellule di favu d'ape saranu piene di resina, è a pressione farà ancu crollà a schiuma.
3. i principali vantaghji:
(1) Frazione di volume di fibra più alta, bassa porosità
(2) Salute è sicurezza, ambiente operativu pulitu è ordinatu postu chì a resina hè cumpletamente sigillata.
(3) Riduce l'usu di u travagliu
(4) I lati superiori è inferiori di e parti strutturali sò superfici stampate, chì hè faciule per un trattamentu superficiale successivu.
4. Principali svantaghji:
(1) I stampi usati inseme sò cari, pesanti è relativamente ingombranti per resiste à una pressione più grande.
(2) limitatu à a fabricazione di piccule parti
(3) E zone micca bagnate ponu accade facilmente, risultendu in un gran numeru di rottami
5. Applicazioni tipiche: pezzi di navetta spaziale è automobilistici chjuchi è cumplessi, sedili di treni.
Data di publicazione: 8 d'aostu 2024
