Paniere verificato di Materiali plastici e innovativi- Risposte aperte

㕈R*A

; P = = 31.95*3690.7 = 117918.82 N

= 117918.82*2/30,2 = 7809.2 mm

Descrivere le differenze fondamentali tra il processo di stampaggio a

compressione e a iniezione di un materiale composito.

Le principali differenze si basano sulle modalità di lavoro:

• nel caso dello stampaggio a compressione si utilizzano fogli di fibre

discontinue orientati casualmente dispersi in una resina termoindurente

altamente viscosa, inoltre è sempre necessario l9utilizzo di energia

termica;

• nel caso dell9iniezione le fibre tendono ad allinearsi durante

l9iniezione nella cavità dello stampo mentre passano l9ugello; nel

reaction injection molding, non è richiesta energia termica e anche il

costo dello stampo è basso

Spiegare il metodo di produzione per materiali compositi 8taglio e spruzzo9

(Spray up) specificando vantaggi e svantaggi

Il metodo di produzione Spray-up consiste nella deposizione sullo stampo del

rinforzo in fibre corte, realizzata attraverso un sistema a lama rotante

azionato da aria compressa. Questo sistema taglia le fibre, inizialmente in

forma di bobine e le proietta contro lo stampo assieme alla giusta quantità di

resina mescolata con l9indurente. Operazione seguita da rollatura manuale dello

strato ottenuto.

I vantaggi di questo metodo sono la facilità di automatizzazione, i costi bassi

e una buona affidabilità del processo. Lo svantaggio è l9impossibilità di

realizzare laminati con rinforzo orientato.

0

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-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Test

Specificare, possibilmente con l9ausilio di un disegno, la sequenza di

laminazione per la realizzazione di un sacco per formatura. Discutere le

funzioni dei vari materiali utilizzati

Sacco costituito da differenti strati di materiali di consumo ciascuno con un

proprio compito

Strati che si susseguono in ordine di

deposizione dalla superficie

superiore del laminato al sacco:

peel-ply • distaccante • bleeder •

breather • sacco

Peel-ply

Tessuto di vetro che aderisce leggermente alla superficie della parte

Rimuevando il peel-ply si asporta uno strato di resina lasciando una superficie

fresca, opaca e pulita

Viene utilizzato quando è necessario conferire alla superficie superiore del

laminato la rugosità ottimale per successive operazioni di incollaggio

⇒

Incollaggio su entrambe le superfici del laminato peel-ply inserito anche tra

stampo e laminato

Distaccante microforato

Film microforato in politetrafluoroetilene (PTFE) che separa il laminato delle

altre pellicole costituenti il sacco

Microfori necessari per il passaggio della resina in eccesso, dell9aria e delle

sostanze volatili che fuoriescono dal laminato durante il processo di cura

Quantità di resina che fluisce dalla superficie del laminato determinata anche

⇒

dalle dimensioni e dalla spaziatura dei microfori influenza sul contenuto di

fibre nel laminato finale

Bleeder

Strato in poliestere, fibra di vetro o cotone necessario per assorbire la

resina in eccesso che fuoriesce dal laminato

Conformazione del materiale tale da avere elevate capacità di assorbimento e da

evitare la completa chiusura dei pori per effetto della pressione applicata

Differenti livelli di assorbimento legati al suo spessore, tipologia e della

quantità dipendente dal contenuto di resina richiesto nel manufatto finale

Breather

Simile al bleeder ma con maggiore porosità al fine di distribuire il vuoto

uniformemente entro il sacco

Funziona come una membrana permettendo la fuoriuscita di aria e sostanze

volatili, inoltre protegge il sacco dagli spigoli dello stampo

Possibilità, per laminati sottili o a basso contenuto di resina, di usare solo

il bleeder che agisce anche da breather

Sacco

Film espandibile per potersi conformare al suo contenuto

Costituito da materiale polimerico (poliestere, cloruro di polivinile, silicone

gomma, neoprene gomma, nylon, &), utilizzo di poliammide per cicli di cura a

T>200°C ⇒

Fissato a tenuta allo stampo tramite sigillante evita di lasciare vie di fuga

dell9aria che provocherebbero perdite nel sacco

Al suo interno creato vuoto spinto (fino a -800 mmHg)

Strati posizionati entro il sacco evitando la formazione di pieghe a contatto

con il laminato perché rimarrebbero impresse sulla sua superficie dopo

consolidamento

Possibilità di usare un controstampo per rendere più uniforme l9applicazione di

pressione

Sacco forato per sistemare la valvola per il vuoto e permettere la fuoriuscita

dell9aria e delle sostanze volatili

Valvola posizionata all9esterno del profilo del laminato per evitare che

rimangano difetti superficiali dovuti alla pressione della valvola sul laminato

Spiegare le principali differenze tra il metodo di produzione manuale e quello

in sacco, sottolineando vantaggi e svantaggi dell9uno e dell9altro

Le tecniche manuali sono state le prime ad essere state sviluppate per la

fabbricazione di manufatti in composito, per questo sono anche quelle meno

precise, meno efficienti e con manufatti meno prestanti.

Le tecniche manuali, come si può intuire vengono svolte a mano da un operatore,

che per quanto capace ed esperto, sarà impossibilitato nel replicare fedelmente

più volte operazioni senza alcun errore. Inoltre la produzione dei manufatti

non è ripetibile da parte di operatori diversi.

Al contrario il metodo di produzione in sacco elimina questi svantaggi, rende

la produzione più efficiente e di meno complessa esecuzione, a discapito di

costi più elevati.

Nel Filament Winding, l9avvolgimento può avvenire secondo diversi angoli.

Discutere le differenze, in termini di proprietà meccaniche del componente

prodotto, tra l9avvolgimento polare e quello circonferenziale.

L9avvolgimento polare (0º<α<20º) consistente in una macchina composta da un

mandrino rotante e da un braccio di alimentazione delle fibre rotante.

L9avvolgimento viene realizzato combinando i moti di rotazione del mandrino

attorno al proprio asse e di rotazione del braccio di alimentazione delle fibre

intorno al proprio asse.

L9avvolgimento circonferenziale (α≅90º) è una variante dell9avvolgimento

elicoidale utilizzata nella deposizione di un solo o di pochissimi roving.

Avviene un avanzamento della base mobile, ad ogni giro del mandrino, pari alla

larghezza della banda avvolta che, essendo costituita da pochi roving, è molto

stretta. Con questa tecnica è impossibile avvolgere le fibre sulle calotte alle

estremità del mandrino o su parti con superficie non cilindrica a causa dello

scivolamento delle fibre stesse

Quali sono le fasi principali del processo RTM?

Le principali fasi del ciclo RTM sono:

• pulitura stampo

• applicazione agente distaccante

• posizionamento rinforzo

• chiusura e bloccaggio stampo

• trasferimento resina

• polimerizzazione resina

• apertura stampo ed estrazione manufatto

• finitura manufatto

Che differenze ci sono tra i processi HP-RTM e L-RTM?

Il processo L-RTM, quindi a bassa pressione è utilizzato per parti complesse

che non richiedono prestazioni eccelse.

L9HPRTM, al contrario è ad alta pressione e permette di produrre parti con

elevato contenuto di fibra, a discapito di attrezzature molto costose

Come cambia la permeabilità della preforma al variare della frazione di volume

delle fibre?

La relazione che lega la permeabilità della preforma al variare della frazione

delle fibre di volume è inversamente proporzionale, quindi all9aumentare delle

fibre la permeabilità si ridurrà e viceversa.

Illustrare le principali differenze tra il processo produttivo RTM e quello in

autoclave. Soffermarsi particolarmente sulle performance di prodotto e processo

Il processo produttivo della RTM ha costi minori rispetto a quello in autoclave

ed avendo tempi di produzione inferiori può essere sfruttato anche per

produzioni molto numerose. Inoltre utilizzando la preforma secca si ha la

possibilità di includere nervature, inserti e rinforzi localizzati con una

elevata finitura superficiale e tolleranze strette.

Il processo produttivo in autoclave è adatto alla fabbricazione di parti con

dimensioni non eccessive ed in piccole quantità. I componenti da produrre che

possono richiedere stampi con geometri complesse avranno elevate proprietà

meccaniche. Infatti è una delle tecnologie più efficaci nella fabbricazione di

parti di forma complessa in settori avanzati come quello aereospaziale,

aeronautico, car racing&

Illustrare le caratteristiche del processo di pultrusione con particolare

riferimento alle tipologie di componenti realizzabili.

Tecnologia che permette di ottenere, in modo continuo, profilati rinforzati con

fibre continue (barre, tubi, travi&), anche con elevate percentuali di

rinforzo. Le caratteristiche morfologiche dei prodotti pultrusi sono una

sezione trasversale costante (semplice o complessa) e un asse rettilineo.

Il principio di funzionamento è basato sull9applicazione alle fibre di una

forza di tiro (pull) impartita da un sistema di trascinamento

Discutere l9andamento della viscosità e la cura del materiale nelle trafile per

pultrusione.

La viscosità del materiale all9interno della trafila nella prima parte si

abbassa rispetto a quella che aveva prima dell9ingresso e subito dopo sale

vertiginosamente con l9aumento sempre più consistente della temperatura.

La cura del materiale si avrà nella zona centrale della trafila, prima nelle

estremità a contatto con le pareti della trafila e poi verso il centro.

Discutere le principali differenze tra i metodi produttivi AFP e ATL e

paragonarli con il processo di pultrusione, indicando vantaggi e svantaggi

degli uni e dell9altro

Il metodo ATL è una delle tecniche automatizzate più consolidate, nastri

unidirezionali preimpregnati e depositati su uno stampo usando una testa con un

numero di gdl dipendente dalla complessità della parte. Replica essenzialmente

la deposizione manuale (lay-up manuale) del nastro unidirezionale con

caratteristiche superiori in ogni aspetto.

Il metodo AFP è stato sviluppato per superare il principale limite dalla

tecnologia ATL rappresentato dalla impossibilità di realizzare parti con

curvature elevate senza formazione di grinze. Con questo metodo si è in grado

di deporre simultaneamente un numero elevato di tape con larghezza anche di

gran lunga inferiore rispetto a quella dei sistemi ATL.

In generale la tecnologia ATL è più indicata per superfici piane o con piccola

curvatura, mentre la tecnologia AFP è preferita nella realizzazione di parti

con geometrie compless