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Applicazioni dei compositi

C

ome indicato più volte, i materiali compositi hanno assunto, negli ultimi anni, un’importanza crescente grazie alle loro elevate proprietà fisicomeccaniche che consentono applicazioni strutturali in diversi ambiti. L’Italia eccelle nella produzione di attrezzature, macchinari, strutture di ogni genere e strumenti ad alta tecnologia nei quali si fa largo uso di materiali compositi avanzati. La continua ricerca e l’innovazione tecnologica in questo settore hanno riconosciuto a tali materiali un ruolo di primaria importanza, non solo da un punto di vista tecnologico, poiché essi non sono più sostituibili dai materiali tradizionali, ma anche da un punto di vista commerciale, essendo oggetto di una crescente domanda. Le applicazioni, un tempo riservate ai settori ad alta tecnologia quali quelli aerospaziale, aeronautico e militare, che notoriamente hanno sempre goduto di elevate disponibilità finanziarie, si sono largamente diffuse in altri ambiti e tale diffusione è destinata a coinvolgere anche settori che producono beni di consumo. L’analisi tecnologica dei materiali compositi, in particolare di quelli cosiddetti avanzati, caratterizzati dalle migliori proprietà fisico-meccaniche, consente di evidenziare le ragioni che li rendono idonei ad applicazioni strutturali, con particolare riferimento ad alcuni settori in cui alcune proprietà peculiari dei compositi risultano estremamente interessanti. Per comprendere a pieno il ruolo e l”applicazione dei materiali compositi in una struttura, è necessaria quindi una breve panoramica sulle proprietà

più interessanti di questi materiali, limitandoci ai materiali compositi a matrice polimerica che sono i più comuni nella pratica. Questi materiali usano resina polimerica come matrice e una varietà di fibre come rinforzo (in genere vetro, carbonio, aramidiche).

Criteri di applicazione dei materiali compositi

S

ono molte le proprietà dei compositi che li rendono interessanti se confrontati con i materiali tradizionali, e nel seguito si cercherà di elencarne le principali.

Alta resistenza, rigidezza e basso peso

I

n generale le fibre, che rappresentano il componente cui sono affidati i compiti dipendenti dalle proprietà meccaniche, sono caratterizzate da alti valori di rigidità e di resistenza meccanica. Le proprietà meccaniche finali del materiale composito sono determinate da:

• le proprietà delle fibre; • il rapporto tra fibre e matrice

(frazione in volume di fibre); • la geometria e l’orientazione delle fibre nel composito. I materiali come il vetro, l’aramide e il carbonio (che sono i più utilizzati come fibre nei compositi) hanno una resistenza meccanica estremamente alta; tuttavia, le sole fibre possono presentare soltanto le proprietà di resistenza sulla lunghezza della fibra, come fibre in una corda.

a carbon fair 71

a Carbon Fair thesis - ISIA Florence  

Giovanni La Tona, Guido Marchesini, Mattia Risaliti 2011 Thesis of product design

a Carbon Fair thesis - ISIA Florence  

Giovanni La Tona, Guido Marchesini, Mattia Risaliti 2011 Thesis of product design

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