Fibra di carbonio Svecom P.E

Che cos’è e come si ottiene la fibra di carbonio?

La fibra di carbonio, chiamata anche filamento di grafite, è un materiale sintetico rinforzato, ultraleggero ed estremamente resistente inventato agli albori degli anni ‘60.

La sua realizzazione richiede un processo lento, e le materie prime di partenza possono essere diverse. Generalmente la composizione vede un intreccio di filamenti di carbonio tenuti in posa e protetti da una resina.

Applicazione, vantaggi e svantaggi della tecnologia in fibra di carbonio

Grazie alle caratteristiche meccaniche della fibra di carbonio, quali leggerezza, resistenza, rigidità e capacità di flessione, questa si classifica come una delle più innovative all’interno della gamma dei materiali compositi. La sua struttura, inoltre, le consente una grande flessibilità e adattabilità per diversi mercati, settori e impieghi.

Tra i vantaggi dovuti alle qualità e le prestazioni dei fogli di carbonio, emergono svantaggi che riguardano principalmente il fattore economico. La produzione e lavorazione della fibra di carbonio infatti, richiede un’intensità energetica importante per un periodo prolungato nel tempo, che comporta un proporzionale aumento del costo finale del prodotto finito.

I processi realizzati da Svecom

Con l’intento di massimizzare prestazioni meccaniche e leggerezza, Svecom P.E ha creato una business unit, Svecom Carbon Fiber, che unisce l’esperienza accumulata in 50 anni di produzioni di alberi espansibili con i vantaggi derivanti l’uso della fibra di carbonio.

Il processo include un nuovo impianto di produzione che consente la realizzazione di tubi con diverse caratteristiche meccaniche per la costruzione di alberi a rullo.

I tubi, sotto indicazione del cliente, possono essere realizzati grazie a due tecnologie, il Filament winding e il Roll-Wrapping.

Il Filament Winding

Questo è un processo che prevede l’avvolgimento di fibre di carbonio impregnate di resina su di un mandrino (stampo), che definisce le dimensioni finite del pezzo.

Le desiderate caratteristiche meccaniche del tubo vengono realizzate dal tensionamento e dall’angolo di avvolgimento dato alle fibre.

Il procedimento si conclude con la polimerizzazione (indurimento) della resina in un forno a temperatura controllata e con l’estrazione del o dei mandrini di avvolgimento in fibra di carbonio.

Vantaggi e proprietà

I vantaggi derivanti l’uso di questa tecnologia sono:

ampia libertà di orientamento delle fibre,
processo altamente automatizzato e ripetibile
possibilità di realizzare tubi anche di grandi dimension

Le proprietà delle fibre di carbonio, come l’elevata durezza, l’elevata resistenza alla trazione, il peso ridotto, l’elevata resistenza chimica, la tolleranza alle alte temperature e la bassa dilatazione termica, permettono a questo materiale di tornare molto utile nella produzione degli alberi espansibili a listelli in fibra di carbonio.

Il Roll-Wrapping

Questo processo vede invece avvolti sul mandrino dei fogli in fibra di carbonio, precedentemente tagliati e stoccati a -18°, preimpregnati di resina (prepreg).

La stratificazione (o laminazione) di prepreg diversi, con un opportuno orientamento, conferisce al pezzo finale le desiderate caratteristiche meccaniche.

Prima della polimerizzazione della resina in forno, l’avvolgimento ad altissima tensione di speciali nastri in materiale plastico garantisce la massima compattazione del manufatto.

Vantaggi e proprietà

I vantaggi derivanti l’uso di questo processo tecnologico consentono di:

mantenere un rapporto fibra e resina preciso e uniforme,
ottenere la massima rigidezza assiale grazie alla possibilità di disporre le fibre a 0 gradi,
realizzare un manufatto con prepreg con tipi di fibre differenti,
migliorare la finitura superficiale grazie alla possibilità di rettifica.

Per produrre questo tipo di lavorazione, gli atomi di carbonio sono legati assieme in cristalli allineati parallelamente lungo l’asse della fibra, la quale riceve da tale allineamento un elevato rapporto forza-volume rendendola più resistente per le sue dimensioni.