Materiali compositi. Esso presenta caratteristiche non offerte separatamente dalle due fasi costituenti.

Documenti analoghi
Materiali compositi. Esso presenta caratteristiche non offerte separatamente dalle due fasi costituenti.

ing. Guido Tognan

Stampaggio con sacco da vuoto in autoclave - Autoclave vacuum bag molding

MATERIALI COMPOSITI: comportamento meccanico

Materiali compositi a matrice polimerica

Classificazione dei compositi Compositi particellari

I differenti materiali differiscono per le caratteristiche meccaniche e fisiche.

CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI

A. Licciulli, F. Lionetto, A. Maffezzoli Scienza e ingegneria dei materiali ceramici. Le Fibre polimeriche

La frattura nei materiali ceramici

Tecnopolo di Ravenna: Ramo Faentino Materiali innovativi e tecnologie per applicazioni industriali (MITAI)

I Materiali Compositi

Se leggi questo testo significa che sei alla distanza giusta

Fasi generali tecnologie

Le TECNOLOGIE. di PRODUZIONE. dei MATERIALI COMPOSITI

STAMPAGGIO PER COMPRESSIONE o COMPRESSION MOLDING

Corso di Laurea in Ingegneria Edile

Tecnologie di fabbricazione

SCHEDA TECNICA FORGED COMPOSITES

STAMPAGGIO IN SACCO o BAG MOLDING

Università del Salento Facoltà di Ingegneria Costruzione di Macchine

DEFINIZIONE DI POLIMERI

Tecnologie Materie Plastiche Modulo1 Materiali Lezione 01. Marzo 08 - Pag 1/12

Generalità sui materiali compositi

Materiali compositi. Le fasi costituenti sono chimicamente diverse e separate da un interfaccia ben distinta

Tecnologie di Produzione di Parti in Materiale Composito. Corso di Tecnologie dei Materiali non Convenzionali - Prof.

FORMATURA PER CONTATTO E SPRUZZO o SPRAY-UP

RESISTENZA E RIGIDEZZA SPECIFICA

INTRODUZIONE 1 1. BREVE STORIA DELLE MATERIE PLASTICHE LE TAPPE FONDAMENTALI 3 2. LE MATERIE PLASTICHE I POLIMERI 9

Tecnologie a Stampo Aperto. Bag Molding. (Stampaggio in sacco) Corso di Tecnologie Speciali 1 - Prof. Luigi Carrino 1

Materiali compositi FRP SRG nel settore civile, dalla conoscenza dei materiali al collaudo delle opere

Tessile Avanzato per impieghi Aerospaziali

Materiali compositi nelle realizzazioni custom dei dispositivi medici funzionali

TECNOLOGIE DI LIQUID MOULDING

STIRA e. AMMIRA Giancarlo Locati

SistemI per manutenere e riparare gli impianti con I Materiali CompositI. Euronova International srl

LE SCHIUME METALLICHE

Corso di Laurea in Ingegneria Edile

Tecnologie di fabbricazione di materiali compositi

RAKU-TOOL Sistemi liquidi epossidici

Laboratori di Ricerca Faenza ATTIVITÀ DI SERVIZIO CONTO TERZI

Materiali Compositi. Ing. A. Baldini e Ing. E.Dolcini

RAKU-TOOL Sistemi liquidi epossidici

STUDIO DI FATTIBILITA DI UN ULTRALEGGERO IN COMPOSITO REALIZZATO MEDIANTE LA TECNICA RTM

Proprietà meccaniche dei compositi. Calcolo moduli elastici Caso inclusioni random Fibre unidirezionali Resistenze a rottura Effetto orientazione

Marco Di Ludovico

L efficienza energetica nella trasformazione delle materie plastiche. Giorgio Ramella 8 settembre 2014

TECNOLOGIE DEI MATERIALI NON CONVENZIONALI (1 annualita ) Docente: Claudio Fantozzi

Fibre da Pitch DIALEAD: peculiarità e nuove prospettive nell utilizzo industriale del carbonio ad alto modulo

Presentazione del MATMEC

Capitolo primo. I Materiali Compositi

GRIGLIATI EUROGRATE GRIGLIATI POLTRUSI IN FIBRA DI VETRO

Tubi flessibili per l aspirazione

FRP PROFILES PROFILI STRUTTURALI IN MATERIALE COMPOSITO

STAMPA 3D di compositi a fibra corta e continua: la ricerca al Politecnico di Milano

RESISTENZA E RIGIDEZZA SPECIFICA

Compositi. Portfolio Prodotti. Italia. Contenuti

Giorgio Monti CONCETTI BASILARI DEL PROGETTO DI RINFORZO E PROBLEMATICHE SPECIALI. Capitolo 3: Università di Roma La Sapienza CNR-DT 200/2004

Indice XIII. Prefazione

Materiali polimerici. Plastiche ed Elastomeri (o gomme) Termoplastici e Termoindurenti

Aerospaziali PARTE 1. Prof. Claudio Scarponi Ing. Carlo Andreotti

CATALOGO PRODOTTI & SERVIZI 2016

_ 14 marzo Alberto Cimadoro STUDIO D INGEGNERIA PER MATERIALI COMPOSITI E VETRORESINA

Principi di Estensimetria. parte 1

Guaine per protezione termica

DI RINFORZO STRUTTURALE DI CLS ARMATI E MURATURE CON MATERIALI COMPOSITI

LEZIONI DI INTRODUZIONE ALLE SCHIUME METALLICHE

REALIZZAZIONE DI UNO STAMPO PER TURBINA EOLICA

Materiali ceramici, polimerici e loro compositi NUOVI MATERIALI DAL RICICLO

La manifattura additiva incontra la robotica Materiali compositi e nuove applicazioni

dissimili come legno, carta, plastica, e

CAPITOLO 12 Materiali compositi ESERCIZI CON SOLUZIONE SVOLTA. Problemi di conoscenza comprensione

Per questo sono stati proposti numerosi metodi di rinforzo.

Materiali Compositi a matrice polimerica

Luca Bertolini Materiali da costruzione. Volume I - Struttura, proprietà e tecnologie di produzione. Cilté)Studi EDIZIONI

Rinforzi strutturali di opere esistenti

SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI

Biomateriali. Proprietà meccaniche ING. DENNY COFFETTI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BERGAMO DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E SCIENZE APPLICATE

COLLEGAMENTI FORATI IN PULTRUSO COLLEGAMENTI FORATI IN PULTRUSO!! NUOVA ERA PER IL MONDO EDILE Giovedì 18 Ottobre 2012 Made Expo - Fiera Milano - Rho

CONTEST. nuove applicazioni e usi innovativi per il product design. c a cura di Olympus-FRP

VÊTEMENT TISSU NON TISSÉ

Materiali polimerici. Plastiche ed Elastomeri (o gomme) Termoplastici e Termoindurenti

Tecnologie dei vetri e dei

MATERIALI COMPOSITI La tecnologia è oggi fortemente condizionata dalla possibilità di disporre di nuovi materiali in grado di soddisfare le richieste

ESPERIENZE DI INNOVAZIONE: TECNICHE DI INFUSIONE

HOSE LINING Riabilitazione idraulica condotte in pressione con hose lining caratteristiche e vantaggi. Ing.

Stampa 3D di compositi a fibra corta e continua. La manifattura additiva incontra la robotica

Matrici metalliche innovative per utensili da taglio diamantati ed in metallo duro

KLINGER Graphite-laminate, in fogli

Tecnologie Materie Plastiche. Bibliografia De Filippi A.M., Fabbricazione di componenti in materiali polimerici

Composites. Tooling & Sika Tooling & Composites. Benvenuti alla presentazione

Le applicazioni dei materiali compositi

OLY TEX CARBO 400 UNI-AX HR

DALLA POLVERE AL PROTOTIPO

Studio di massima di un velivolo storico realizzato mediante tecniche innovative

SCHEDA TECNICA ECOISO/1

TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA I

o I I I I I I UTET LIBRERIA

web: Progettazione e verifica Macromeccanica Ing. Angelo Panunzi Pannello monolitico

SIGNIFICATO IBRIDAZIONE

Transcript:

Materiali compositi Un materiale composito consiste di due (o piu ) fasi fisicamente e/o chimicamente distinte, con un interfaccia di separazione tra di esse. Esso presenta caratteristiche non offerte separatamente dalle due fasi costituenti. Generalmente sono costituiti da una matrice (bassa rigidezza e resistenza) che ha il compito di assumere il carico e di trasferirlo al rinforzo che garantisce la rigidezza e resistenza.

Materiali compositi VANTAGGI PRINCIPALI Alta resistenza specifica (resistenza/massa) Alta rigidezza specifica (rigidezza/massa) Elevata resistenza alla corrosione Il materiale (e non solo la struttura) può essere progettato

1990 (BOEING 777) 50% Alluminio - 12% Compositi

2009 (BOEING 787) 50% Compositi - 20% Alluminio (Compositi 80% in volume)

Percentuale materiali (in peso) in velivoli civili (Boeing) 2009 1969 1982 1994

Tipi di composito MATRICE Metallica Ceramica Polimerica RINFORZO Metallico Metallurgia delle polveri (Metalli immiscibili) Cermets (compositi ceramica - metallo) Ceramico Fibre di vetro/matrice metallica SiC /Al2O3 Fibre in Carburo di Silicio/Allumina) (Utensili) Fibre di vetro/resina poliestere Polimerico Fibre di kevlar/resina epossidica Singolo elemento (Boro, Carbonio) Metalli fibrorinforzati (campo aerospaziale) Fibre di carbonio/resina epossidica MMC Metal Matrix Composite CMC Ceramic Matrix Composite PMC Polymer Matrix Composite

Fattori di forma del rinforzo Fibre sezione circolare, quadrata, esagonale, etc. diametro 1 µm 150 µm Rapporti L/D (Lunghezza/Diametro) 100 per fibre corte > 10 5 per fibre continue Particelle piccole particelle ( 1 mm) che impediscono movimenti di dislocazione (nei metalli) o di propagazione di fratture e aumentano la resistenza della matrice Lamine (flakes) lamelle piatte ( 1 mm)

Relazione tra resistenza e diametro delle fibre

Relazione tra resistenza e architetture del rinforzo

Fibre di Vetro Usi: tubi, serbatoi, imbarcazioni, articoli sportivi Vantaggi basso costo resistenza alla corrosione trasparente alle radiofrequenze Svantaggi Resistenza medio-bassa Bassa rigidezza Densità relativamente alta (2500 kg/m 3 ) Tipi: E-Glass economico/bassa resistenza S-Glass migliore resistenza/rigidezza meccanica C-Glass resistenza alla corrosione da ambienti acidi

Fibre aramidiche (aromatic polyamide) - Kevlar, Twaron - Usi: Indumenti protettivi, resistenza balistica, articoli sportivi, pneumatici. Vantaggi: Elevata resistenza specifica rispetto alle fibre di vetro Più duttili e flessibili delle fibre di carbonio. Svantaggi: Scadenti proprietà a compressione Sensibilità a radiazioni UV

Fibre di carbonio (graphite) Usi aeronautica ed aerospazio, trasporti, articoli sportivi. Vantaggi elevata resistenza e rigidezza bassa densità Vari tipi di fibre di carbonio con diversi rapporti rigidezza/resistenza Svantaggi Comportamento relativamente fragile Costo

Boro (boro depositato su filo in tungsteno) Alta rigidezza, altissimo costo Diametro 200 µm Buona resistenza alla compressione Polietilene (Spectra/Dyneema) Industria tessile Alta resistenza Bassa densità (<1000 kg/m 3 ) Si degrada a temperature superiori a 150 C Ceramiche Altri tipi di fibre Alte temperature (utilizzo con matrici ceramiche) Fragili

FIBRE Resistenza specifica vs. Rigidezza specifica

Matrice Funzioni della matrice Distribuire il carico alle fibre Trasmettere le forze tra le fibre Mantenere le fibre nell orientazione desiderata Proteggere le fibre dall ambiente Requisiti della matrice Resistenza a taglio Tenacità (resistenza alla frattura) Resistenza umidità e ad ambienti corrosivi Resistenza a temperature di esercizio

Matrici Polimeriche Termoindurenti (Thermoset) induriscono per reazione chimica Indurimento irreversibile Poliestere, vinilestere Comuni, basso costo, resistenza ambiente aggressivo Epoxy (resina epossidica) Proprietà meccaniche elevate; costosa

Matrici Polimeriche Termoplastiche (Thermoplastic) Messe in forma riscaldando il materiale Reazione reversibile Può essere riscaldata e rimessa in forma (Patch) Temperature di esercizio fino a 150 C circa o Polipropilene accoppiata con fibre di nylon o di vetro può essere iniettata (economica) Il composito può essere stampato combinando strati di fibre e films di resina

Altre matrici Matrici metalliche Alta temperatura p.e.: Alluminio con fibre di boro o carbonio Matrici ceramiche Altissima temperatura Le fibre aumentano la tenacità (crack resistance), non necessariamente la resistenza

PROPRIETA BASE DI MATERIALI INGEGNERISTICI PER USO STRUTTURALE

MATERIALI INGEGNERISTICI

Proprietà assolute

Proprietà assolute

Proprietà specifiche

COMPOSITI Rigidezza specifica Rigidezza specifica

COMPOSITI Resistenza specifica

COMPOSITI Curve a trazione

Tecniche a stampo aperto (Open mould)

Tecnologie di produzione Fasi principali Assemblaggio delle fibre. Impregnazione della resina. Messa in forma del componente. Trattamento della resina (curing)

Spray Lay-up

Spray Lay-up

Hand lay-up

Hand lay-up

Rinforzo Mat (CSM: chopped strand mat) Uniweave Tessuto ibrido Tessuto

Vacuum bagging (sacco a vuoto)

Vacuum bagging

Resin Infusion

Prepregs e consolidamento in autoclave

Pre-pregs

Pre-pregs

Prepregging (hot melt) La viscosità della resina è ridotta con il riscaldamento

Prepregging (solution dip) La viscosità della resina è ridotta con l uso di solventi

Lamine prepreg Unidirezionale Tessuto

Laminati

Tecnologie di produzione con Prepreg

Consolidamento in autoclave

Consolidamento in autoclave (vacuum bag)

Consolidamento in autoclave

Consolidamento in autoclave di prepregs Lay-up Vacuum bagging Autoclave Componente finale

Tipico ciclo di autoclave Consolidamento laminato curing resina

Realizzazione sandwich

Core crushing (honeycomb) pressure

Costi realizzazione componenti in laminato da prepreg (1999) Costo di fabbricazione Costo del materiale

Liquid Moulding

Schema del processo RTM (Resin Transfer Moulding)

RTM (Resin Transfer Moulding)

Schema del processo VARTM (Vacuum assisted RTM - Light RTM) Mold

SMC/BMC (Sheet Moulding Compound) (Bulk Moulding Compound)

Produzione dell SMC

Stampaggio dell SMC

Continuous Moulding

Pultrusione

Pultrusione

Filament winding

Filament winding

Filament winding

Confronto tra tecnologie di manifattura

Proprieta vs. Volumi di produzione

MACCHINE DI PROVA E TRASDUTTORI

Macchina di prova servoidraulica

Macchina di prova servoelettrica

Misura di deformazioni Estensimetri (Strain Gauges)

Misura di deformazioni Estensimetri (Strain Gauges)

Misura di deformazioni Estensimetri (Strain Gauges)

Misura di deformazioni Estensometro (Clip Gauge)

Misura di deformazioni Estensometri (Clip Gauges)

Misura della forza Celle di carico (Load cells)

Misura della forza Celle di carico (Load cells)