SCIENZA E TECNOLOGIA - I materiali compositi | Print |

Può forse sembrare strano, ma una struttura rigida di carbonio o vetroresina, non è altro che un tessuto!!! In effetti, si tratta di più strati di tessuto, incollati tra di loro attraverso speciali resine collanti e lavorate con speciali processi produttivi che gli conferiscono le particolari proprietà, prime fra tutte la rigidità e solidità, ma anche grande resistenza, elasticità e leggerezza.

La vetroresina

La vetroresina, è stato il primo materiale della famiglia dei materiali compositi rigidi.

Viene prodotta utilizzando filamenti di fibra di vetro, ed i prodotti in vetroresina possono essere realizzati in due modi differenti:

  • intrecciando le singole fibre a formare un tessuto. Più tessuti vengono disposti uno sull'altro ed incollati tra di loro attraversi speciali prodotti collanti;
  • disponendo le singole fibre alla rinfusa dentro lo stampo.

Il modo in cui vengono disposte le fibre o i tessuti, la quantità di materiale e la quantità di collante utilizzato, incidono sulle qualità del prodotto, sopratutto per quanto riguarda le proprietà di resistenza alle forze esterne che il prodotto realizzato deve sopportare durante l'utilizzo specifico.

Il prodotto realizzato disponendo i tessuti di vetroresina nello stampo, è migliore per quanto riguarda le qualità di resistenza, mentre il sistema di produzione realizzato disponendo casualmente le fibre nello stampo, permette di realizzare componenti dalle forme complesse, ricchi di curvature.

Il Kevlar

Un tessuto di kevlar, ha una caratteristica fondamentale: una elevatissima resistenza alla penetrazione, allo stiramento e al taglio. Proprio per questo viene utilizzato per realizzare i tessuti degli indumenti antiproiettile. Nello sport, il kevlar non è molto utilizzato.

Fibra di carbonio

La fibra di carbonio è un materiale composito che ha veramente rivoluzionato il mondo dei materiali utilizzati nello sport. La sua caratteristica principale è la leggerezza: se paragoniamo uno strumento realizzato con una lega metallica estremamente leggera, con uno realizzato in fibra di carbonio, a parità di resistenza meccanica, quello realizzato in fibra di carbonio risulterà essere più leggero rispetto a quello realizzato in lega metallica di una percentuale compresa tra il 50 e l'80%.

Gli oggetti in fibra di carbonio vengono realizzati partendo dalla fibra, un vero e proprio filo realizzato utilizzando il carbonio. Con la fibra si realizza un vero e proprio tessuto, la "pelle". Più pelli vengono inserite nello stampo e bagnate con del collante, la "resina epossidica". Le caratteristiche meccaniche del componente dipendono dal numero di pelli sovrapposte e da come vengono disposte le pelli. Per alcuni componenti, come i telai delle biciclette, dove presentano zone in cui è richiesta una maggiore resistenza, è possibile aumentare la resistenza grazie all'applicazione di pelli aggiuntive.

Successivamente, il materiale posto negli stampi, viene posizionato in speciali autoclavi dove l'alta temperatura e l'alta pressione, porterà alla realizzazione del prodotto finale.

La fibra di carbonio, oltre che ad essere impiegata per realizzare componenti resistenti e rigidi, viene utilizzata per realizzare le vele delle imbarcazioni di ultima generazione, dove le qualità richieste sono l'elevata resistenza, leggerezza ma, in questo caso, l'elevata flessibilità.