Esame Tecnologia di fabbricazione manufatti in composito

Tecnologia

Tecnologia: insieme di processi necessari a trasformare materie prime in prodotti finiti aventi valore di mercato, attraverso processi produttivi.

Tecnologie additive: ISO/ASTM 52900

Tecnologie additive: ISO/ASTM 52900. Processo di unione di materiali per realizzare parti dal modello 3D strato su strato, in contrasto con la produzione sottrattiva.

Materiali compositi

Materiali compositi: sono costituiti da due o più fasi chimicamente distinte, con caratteristiche fisico-meccaniche diverse, separate da un'interfaccia riconoscibile.

Costituiti da

• Matrice. Ha come scopo di tenere unione e rinforzo.
• Permette di distribuire i carichi esterni alla fase di rinforzo.
• Rinforzo. È la parte che consente al composito di avere resistenza elevata, rigidezza e leggerezza.

In termini meccanistici un materiale composito può essere definito attraverso tale formula: E_f/E_m > 4.

E_f: modulo di elasticità rinforzo.

E_m: modulo di elasticità matrice.

Nel caso in cui questo rapporto è minore di 4 la fase di rinforzo viene detta fase tenacizzante.

Principali proprietà

• Resistenti.
• Rigidi.
• Leggeri.
• Con proprietà specifiche per ogni tipo di applicazione.
• Offrono soluzioni innovative per superare limiti dei materiali tradizionali.

Principali applicazioni

• Sostituire materiali tradizionali in prodotti più sviluppati.
• Prodotti innovativi possibili solo con le loro caratteristiche.
• Applicazioni pressoché illimitate (aerospaziale, automotive, sport...).

Tecnologia

Tecnologia: insieme di processi necessari a trasformare materie prime in prodotti finiti aventi valore di mercato, attraverso processi produttivi.

Tecnologie additive: ISO/ASTM 52900

Tecnologie additive: ISO/ASTM 52900. Processo di unione dei materiali per realizzare parti dal modello 3D strato su strato in contrasto con la produzione sottrattiva.

Materiali compositi

Materiali compositi: sono costituiti da due o più fasi chimicamente distinte, con caratteristiche fisico-meccaniche diverse, separate da un'interfaccia riconoscibile.

Costituiti da

• Matrici. Ha come scopo di tenere unito il rinforzo.
• Permette di distribuire i carichi esterni alla fase di rinforzo.
• Rinforzo. È la parte che consente al composito di avere resistenza elevata, rigidità e leggerezza.

Un termine ingegneristico in un materiale composito può essere definito attraverso tale formula: E_f/E_m > 4.

E_f: modulo di elasticità rinforzo.

E_m: modulo di elasticità matrice.

Nel caso in cui questo rapporto è minore di 4 la fase di rinforzo viene detta fase tenacizzante.

Principali proprietà

• Resistenti.
• Rigidi.
• Leggeri.
• Con proprietà specifiche per ogni tipo di applicazione.
• Offrono soluzioni innovative per superare limiti dei materiali tradizionali.

Principali applicazioni

• Sostituire materiali tradizionali in prodotti già sviluppati.
• Prodotti innovativi possibili solo con le loro caratteristiche.
• Applicazioni pressoché illimitate (aerospace, automotive, sport...).

Classi frazioni materiali compositi

Primo livello

Basato sul tipo di matrice.

CMC, MMC, PMC.

Secondo livello

Basato sulla forma della fase di rinforzo.

Nel primo livello di classificazione abbiamo:

Compositi a matrice ceramica (CMC)

• Elevata resistenza all'usura e ossidazione.
• Buone proprietà meccaniche e resistenza a corrosione.
• Buona stabilità termica.
• Ridotto coefficiente di resistenza al creep.
• Bassi valori di tenacità e conducibilità termica.

Rinforzo costituito da fibre di carburo di silicio, per cui i valori di E_t/E_m < 4. Tra i materiali costituenti le due fasi sono presenti anche una matrice e fase termoattiva capace di ridurre le proprietà della matrice costituite da legami atomici estremamente forti.

Compositi a matrice metallica (MMC)

Combinano le buone proprietà della matrice metallica come:

• Elevata duttilità.
• Basso peso.
• Elevata conducibilità termica.

Con le buone proprietà del rinforzo:

• Elevata rigidezza.
• Elevata resistenza meccanica.
• Elevata resistenza all'usura.
• Basso coefficiente di dilatazione termica.

Composito a matrice polimerica (PMC)

La più utilizzati nelle applicazioni industriali:

• Elevata resistenza e rigidezza specifica.
• Molto leggeri.
• Possibilità di ottenere compositi non ottenibili con materiali tradizio.