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I materiali compositi [lavorazione carbonio e kevlar]
7498560
7498560 Inviato: 2 Mag 2009 21:30
Oggetto: I materiali compositi [lavorazione carbonio e kevlar]
 



salve motociclisti...
ormai da anni i materiali compositi (carbonio e kevlar appunto) sono diventati parte indispensabile per tutte le moto sportive di oggi...
ma come vengono creati e lavorati questi materiali?
il carbonio lo conosco già.
ma ancora il kevlar è un mistero per me 0510_sad.gif
 
7498653
7498653 Inviato: 2 Mag 2009 21:50
 

Ciao, domanda interessante 0509_up.gif :

Per produrre la fibra di carbonio occorre l' autoclave e viene rifinito con l' azoto liquido se non sbaglio dato che non è modellabile con il calore.

Il kevlar viene prodotto con un processo chimico, ottenendo così un polimero (non conosco i componenti utilizzati nel miscuglio)
Resiste fino a 500° ed è 5 volte più resistente dell' acciaio a parità di peso, infatti i giubbotti antiproiettile sono fatti in kevlar. icon_wink.gif

Purtroppo in meccanica non è molto utile, non è possibile produrre ingranaggi ecc. a causa della scarsa resistenza all' attrito ed al calore.
 
7498669
7498669 Inviato: 2 Mag 2009 21:55
 

si ma alcune case automobilistiche (di lusso ovviamente) hanno iniziato ad usare il kevlar per le carrozzerie..
allora perchè non usarl anche per le carene delle moto?
 
7498721
7498721 Inviato: 2 Mag 2009 22:06
 

sergio_mbk ha scritto:
si ma alcune case automobilistiche (di lusso ovviamente) hanno iniziato ad usare il kevlar per le carrozzerie..
allora perchè non usarl anche per le carene delle moto?


Le MotoGP ad esempio sono carenate totalmente in materiali compositi carbonio/kevlar...anche l' MV augusta e la ducati propongono moto carenate in composito, il problema è che quasti materiali costano ancora troppo per essere lrgamente utilizzati.

I costi di produzione sono ancora molto elevati, anche se, parlando di automobili, la sicurezza non dovrebbe avere prezzo!!!, una carrozzeria totalmente realizzata in composito è molto più leggera e resistente di una in lamiera icon_wink.gif

Ma il prezzo è quello che è. Per esempio un parafango per moto in composito costa circa 300 €
 
7499021
7499021 Inviato: 2 Mag 2009 23:18
 

I materiali compositi non sono ancora una parte indispensabile delle nostre moto. L'utilizzo si riduce unicamente ad alcuni dettagli puramente estetici, che uniscono sì alcuni vantaggi di questo tipo di materiali, ma che risultano utilità di puro contorno in proporzione alle reali potenzialità che i compositi offrono. Giusto in ambito racing si sono viste e si vedono alcune applicazioni interessanti (cerchi, forcelloni, telai...) che attingono a piene mani nelle tecnologie dei materiali compositi, applicazioni che però non sono immaginabili su un prodotto di serie dai costi sufficientemente umani. Il problema principale è infatti il costo produttivo, dato che per ottenere strutture dalle elevate prestazioni è indispensabile il ricorso a manodopera specializzata per la realizzazione del manufatto.

Nello specifico, il kevlar è un tipo di fibra poli-aramidica, di cui è stata elencata qualcuna delle proprietà da VandelGa. Una delle caratteristiche principali è l'elevata tenacità unita ad una buona resistenza e leggerezza; se ne parla anche in questa discussione, che tratta di abbigliamento tecnico, ma il succo del discorso è quello:
Motto bike wear - Pantaloni kevlar

Non conosco nello specifico le applicazioni realative alle autovetture, ma suppongo che si tratti di strutture di assorbimento urti, che è una delle funzioni in cui le strutture in composito a fibra di kevlar sono vincenti, poichè offrono un ottimo assorbimento dell'impatto con elevata dissipazione dell'urto, tanto che in kevlar vengono realizzate anche blindature balistiche.

Infine, nei materiali compositi l'azoto liquido che io sappia non viene usato per alcun trattamento. Anzi lo vedrei un po' controproducente, dato che uno degli aspetti più critici ed importanti è il ciclo termico del processo produttivo e l'uso di azoto liquido in qualche frangente potrebbe portare a raffreddamenti localizzati e quindi distorsioni e rotture del manufatto.

In ogni caso, se vi sono domande specifiche, forse si riesce ad indirizzare meglio la discussione, altrimenti a parlare a caso si potrebbe star qui giorni...
 
7499762
7499762 Inviato: 3 Mag 2009 9:30
 

io vorrei sapere di precso se questi materiali si potessero usare per la costruzione di telai e carene ..
comunque grazie per le risposte davvero complete
 
7499936
7499936 Inviato: 3 Mag 2009 10:02
 

sergio_mbk ha scritto:
io vorrei sapere di precso se questi materiali si potessero usare per la costruzione di telai e carene ..
comunque grazie per le risposte davvero complete


il carbonio senza dubbio, come dimostra la ducati moto gp che ha il telaio in carbonio...
 
7501860
7501860 Inviato: 3 Mag 2009 15:43
 

In linea generale per un'applicazione com un telaio motociclistico, l'utilizzo dei materiali compositi è possibile con tutte le fibre (le tre principalmente più diffuse), ovvero carbonio, kevlar e vetro, visto che la tecnologia è la stessa. Nello specifico, però, una struttura di questo tipo è conveniente farla con fibre di carbonio, per via della maggiore rigidezza e resistenza che è ingrado di offrire, in proporzione al peso finale del manufatto. Va da sè che l'obbiettivo del progettista dev'essere quello di realizzare un telaio molto rigido, finalità generalmente perseguita in campo agonistico (dove più e rigido meglio è). E' ovvio che per altri tipi di utilizzo, anche solo per una sportiva stradale, un telaio del genere sarebeb penso eccessivamente rigido e per nulla confortevole, tanto da preferire l'uso di altre fibre; ma a quel punto le stesse caratteristiche possono essere ottenute con le tradizionali tecnologie metalliche a costi inifinitamente minori.

Per inciso la Desmosedeci GP9 non ha il telaio in carbonio, ma solo una parte di esso, ovvero il collegamento tra il cannotto ed il motore; il resto è il "solito" traliccio in tubi d'acciaio. Un telaio interamente in carbonio fu realizzato dalla Cagiva all'epoca delle ultime 500 (la C594 se non erro), con discreti risultati. Vi sono poi sparuti esempi di costruttori preparatori più o meno tradizionali, come la Britten tra le, diciamo, sportive e la Confederate tra le custom. Ma in quegli ambiti i costi sono un dettaglio spesso secondario...
 
7505002
7505002 Inviato: 3 Mag 2009 23:12
 

giusto per dare un ordine di grandezza e far capire cosa possa costare produrre un oggetto in fibra di carbonio STRUTTURALE ad alta efficienza:

Questo è quello che mi è stato riferito da un azienda che lavora appunto la fibra di carbonio per componentistica "racing" in vari settori (Ferrari formula 1, regate, stazione spaziale,ecc).

domanda: "come mai non avete nulla in produzione per il settore motociclistico, tipo motogp ecc?"

risposta: "perchè quelli non hanno i soldi icon_asd.gif "...

direi che rende bene l'idea no? icon_wink.gif
 
7505088
7505088 Inviato: 3 Mag 2009 23:44
 

AndreaNSR125 ha scritto:
giusto per dare un ordine di grandezza e far capire cosa possa costare produrre un oggetto in fibra di carbonio STRUTTURALE ad alta efficienza:

Questo è quello che mi è stato riferito da un azienda che lavora appunto la fibra di carbonio per componentistica "racing" in vari settori (Ferrari formula 1, regate, stazione spaziale,ecc).

domanda: "come mai non avete nulla in produzione per il settore motociclistico, tipo motogp ecc?"

risposta: "perchè quelli non hanno i soldi icon_asd.gif "...

direi che rende bene l'idea no? icon_wink.gif


OT: Per caso ti sei rivolto ad un' azienda con sede a Legnano (MI)...il titolare si chiama Refraschini, ma non ricordo il nome della ditta eusa_think.gif
 
7505206
7505206 Inviato: 4 Mag 2009 0:28
 

[OT]
Re Fraschini è proprio il nome della ditta... icon_asd.gif

comunque si sono proprio loro!
curiosità mia, come hai azzeccato al primo colpo? icon_wink.gif
 
7505244
7505244 Inviato: 4 Mag 2009 1:05
 

AndreaNSR125 ha scritto:
[OT]
Re Fraschini è proprio il nome della ditta... icon_asd.gif

comunque si sono proprio loro!
curiosità mia, come hai azzeccato al primo colpo? icon_wink.gif


OT: abito a Canegrate, ed il padre di un mio amico la vora lì icon_xd_2.gif, poi appena hai parlato di Ferrari e regate ho capito al volo.
 
7507726
7507726 Inviato: 4 Mag 2009 13:26
 

AndreaNSR125 ha scritto:
giusto per dare un ordine di grandezza e far capire cosa possa costare produrre un oggetto in fibra di carbonio STRUTTURALE ad alta efficienza:

Questo è quello che mi è stato riferito da un azienda che lavora appunto la fibra di carbonio per componentistica "racing" in vari settori (Ferrari formula 1, regate, stazione spaziale,ecc).

domanda: "come mai non avete nulla in produzione per il settore motociclistico, tipo motogp ecc?"

risposta: "perchè quelli non hanno i soldi icon_asd.gif "...

direi che rende bene l'idea no? icon_wink.gif


in effetti la moto gp è in crisi...
ma non credo che non abbiano i soldi per creare componenti in carbonio per le moto..
alla fine le moto da corsa sono prodotte in meno di 10 esemplari.
quindi non anno motivo di preoccuarsi di ste cose icon_asd.gif
 
7507926
7507926 Inviato: 4 Mag 2009 13:43
 

sergio_mbk ha scritto:
in effetti la moto gp è in crisi...


E' in crisi da quest'anno, ma poi sono i motori a 4 tempi che han fatto lievitare i costi ed in ogni caso, in base alle loro esisgenze se un talaio si può fare bene con le teconologie tradizionali, continueranno così. Come dicevo, tolte le vaccatelle in composito (come staffe staffettine, carene), per fare strutture efficienti e redditizie in composito occorre esperienza e strutture di un certo tipo: in campo moto nessuno ha questo back-ground e per ora non interessa a nessuno svilupparlo... Credo che anche nel telaio Cagiva alla fine ci fosse lo zampino di Ferrari (che poi non sono necessariamente il top come realizzazioni in composito, ma questo è un altro discorso).
 
7507994
7507994 Inviato: 4 Mag 2009 13:48
 

Paolo558 ha scritto:
sergio_mbk ha scritto:
in effetti la moto gp è in crisi...


E' in crisi da quest'anno, ma poi sono i motori a 4 tempi che han fatto lievitare i costi ed in ogni caso, in base alle loro esisgenze se un talaio si può fare bene con le teconologie tradizionali, continueranno così. Come dicevo, tolte le vaccatelle in composito (come staffe staffettine, carene), per fare strutture efficienti e redditizie in composito occorre esperienza e strutture di un certo tipo: in campo moto nessuno ha questo back-ground e per ora non interessa a nessuno svilupparlo... Credo che anche nel telaio Cagiva alla fine ci fosse lo zampino di Ferrari (che poi non sono necessariamente il top come realizzazioni in composito, ma questo è un altro discorso).


quello che dici è vero....
ma allora perchè le case non iniziano a fare ricerche pe sviluppare telai e altre parti in composito?
sono davvero così inutili nelle corse?
e se la cagiva l'ha fatto ormai da tempo perchè le case di oggi non prendono esempio?
 
7508558
7508558 Inviato: 4 Mag 2009 14:41
 

in realtà avevano gia provato varie parti in carbonio: oltre al telaio della cagiva, la yamaha ai tempi di Biaggi aveva provato i cerchi in carbonio per poi abbandonarli quasi subito.

il carbonio unito al kevlar possiede un'elevata rigidità; rigidità che però è direzionale cioè dipende da come sono disposte le fibre.

probabilmente l'utilizzo di parti in carbonio per telaio e cerchi metterebbe in crisi la ciclista e la guida...
penso che anche questo stia facendo prevalere metalli piu elastici e meno costosi.
 
7513447
7513447 Inviato: 4 Mag 2009 22:41
 

ma veramente i cerchi in carbonio esistono e sono disponibili per tutti.... le fibre composite sono state utilizzate anche da john britten sulla sua v1000 per la costruzione dell'intera moto e interamente da solo!

Link a pagina di Youtube.com

senza contare che ad oggi il calcolo a elementi finiti è talmente diffuso che studiare una struttura di fibre composite è semplicissimo.

concettualmente le fibre composite sono semplicissime, sono dei fogli di fibre impregnati con degli adesivi strutturali (che possono essere parte integrante di una struttura resistente) e questa resistenza dell'adesivo, unita alla resistenza a trazione e compressione delle fibre dà vita a materiali molto resistenti.

la grande variabile nella produzione delle fibre composite è l'impregnatura delle fibre con le resine e per questo è necessario un grande know how e ,soprattutto, le operazioni vengono ancora necessariamente effettuate a mano.

infatti sono ampiamente utilizzate per veicoli di piccola produzione (ducati moto gp, formula1) e nella produzione di serie solo alcune ferrari hanno strutture di fibra (f40, f50, enzo).

questo è anche il motivo per cui i caschi in fibre composite costano molto di più di quelli in policarbonato.
 
7513611
7513611 Inviato: 4 Mag 2009 23:16
 

Produrre un telaio in carbonio per una vettura da gran premio, che sia formula 1 che sia motogp ha costi esorbitanti.

Questo perchè non ci sono tolleranze, c'è solo il "togli più peso possibile".
questo implica che per arrivare ad un prodotto finito, si devono fare un po di prototipi, e sebbene i sistemi informatici siano indispensabili e diano un grande aiuto, la prova pratica è quella che definisce tutto.
e si arriva al modello finale solo dopo molteplici prove.
Questo significa che per arrivare al pezzo finale (che va bene per una stagione sola magari) dovrai fare una decina di prototipi.
una decina di prototipi significano dieci stampi.
il costo è molto elevato, anche per via della forma decisamente non semplice e molto articolata, considerando che un telaio da moto ha molti attacchi, buchi e quant'altro in uno spazio molto ristretto, rendono il tutto più complesso, ovvero il costo lievita parecchio.

Per alexss:
in soluzioni strutturali si usano SOLO fibre preimpregnate a meno di non poter fare altrimenti (vedi componenti cilindrici senza giunzioni).
Sono quelle che garantiscono le massime prestazioni meccaniche, ma hanno bisogno di un passaggio in autoclave molto accurato, e non è certo una cosa che si ha in casa...

Per la moto di Britten, dalle immagini sembra che la faccia lui a mano, ma sicuramente userà fibre preimpregnate, come d'altra parte userà una fresa cnc per il motore, ecc.

Un esempio immediato di cosa significa fare un pezzo in fibra di carbonio lo si vede nel video: la forcella si è rotta, ed è stato necessario ridisegnare il pezzo.

Un azienda non può produrre un pezzo che "forse va, forse si rompe"... questo significa che in realtà vengono prodotti molti più pezzi e poi vanno sottoposti a test distruttivi per accertarsi che rientri nelle specifiche del cliente.

e di nuovo il costo sale.
 
7513620
7513620 Inviato: 4 Mag 2009 23:18
 

alexss ha scritto:
ma veramente i cerchi in carbonio esistono e sono disponibili per tutti.... le fibre composite sono state utilizzate anche da john britten sulla sua v1000 per la costruzione dell'intera moto e interamente da solo!

Link a pagina di Youtube.com

senza contare che ad oggi il calcolo a elementi finiti è talmente diffuso che studiare una struttura di fibre composite è semplicissimo.

concettualmente le fibre composite sono semplicissime, sono dei fogli di fibre impregnati con degli adesivi strutturali (che possono essere parte integrante di una struttura resistente) e questa resistenza dell'adesivo, unita alla resistenza a trazione e compressione delle fibre dà vita a materiali molto resistenti.

la grande variabile nella produzione delle fibre composite è l'impregnatura delle fibre con le resine e per questo è necessario un grande know how e ,soprattutto, le operazioni vengono ancora necessariamente effettuate a mano.

infatti sono ampiamente utilizzate per veicoli di piccola produzione (ducati moto gp, formula1) e nella produzione di serie solo alcune ferrari hanno strutture di fibra (f40, f50, enzo).

questo è anche il motivo per cui i caschi in fibre composite costano molto di più di quelli in policarbonato.


Quoto, inoltre i telai in carbonio hanno ormai spopolato nel cilismo, con 3000 € è facilmente reperibile una MTB con telaio in carbonio.
Il fatto è che questi telai non sono come tutti pensano più leggeri (pesano come un comune telaio in lega di alluminio), ma sono più rigidi ed allo stesso tempo più flessibili.

Sono fatti a strati e non a stampo, uno sopra all' altro vengono avvolti i fogli in fibra, questo consente un perfetto assemblaggio e la possibilità di irrigidire alcune parti in particolare applicando più strati ed in maniera diversa a seconda dell' andamento della trama del foglio.
 
7513809
7513809 Inviato: 5 Mag 2009 0:33
 

VandelGa ha scritto:


Quoto, inoltre i telai in carbonio hanno ormai spopolato nel cilismo, con 3000 € è facilmente reperibile una MTB con telaio in carbonio.
Il fatto è che questi telai non sono come tutti pensano più leggeri (pesano come un comune telaio in lega di alluminio), ma sono più rigidi ed allo stesso tempo più flessibili.

Sono fatti a strati e non a stampo, uno sopra all' altro vengono avvolti i fogli in fibra, questo consente un perfetto assemblaggio e la possibilità di irrigidire alcune parti in particolare applicando più strati ed in maniera diversa a seconda dell' andamento della trama del foglio.


beh il discorso è molto più complesso, in campo ciclistico non tutti i telai in fibra son monoblocco, ma esistono anche più economici tubi in fibra raccordati con alluminio o altri metodi

In ogni caso mi permetto di dissentire per esperienza diretta, passato da alluminio a carbonio monoblocco, stessa guarnitura, il peso scende notevolmente.

Soprattutto nel ciclismo su strada, il discorso peso è fondamentale, se il carbonio non garantisse una notevole riduzione di peso non sarebbe usato, vista la amggior difficoltà dei processi produttivi. Considera che sulle ici ormai si usano particolari come portaborracce, selle e fascette in carbonio, in un'ottica di riduzione pesi per cui 50g sono una misura rilevante

concordo sul fatto che la fibra assicura una reattività (->rigidità alla torsione) decisamente superiore ai metalli (tant'è che sta sparendo geometrie sloping e affini, ormai poco utili) e al contempo sia più performante anche dal punto di vista confrt per la maggior rigidità trasversale (v. le forcelle delle bici da strada, prima applicazione del carbonio sulle bici in ordine temporale).
 
7514793
7514793 Inviato: 5 Mag 2009 9:44
 

alexss ha scritto:

senza contare che ad oggi il calcolo a elementi finiti è talmente diffuso che studiare una struttura di fibre composite è semplicissimo.

concettualmente le fibre composite sono semplicissime, sono dei fogli di fibre impregnati con degli adesivi strutturali (che possono essere parte integrante di una struttura resistente) e questa resistenza dell'adesivo, unita alla resistenza a trazione e compressione delle fibre dà vita a materiali molto resistenti


Mah, allora, dire che progettare una struttura in composito efficiente sia semplicissimo mi sembra un'affermazione un poco... semplicistica, non foss'altro perchè fare un modello ad elementi finiti di un materiale anisotropo come un composito è ben più complicato di uno isotropo come un metallo(*). La sequenza di laminazione delle fibre è determinante, così come lo è la percentuale di resina ed alla base vi sono delle teorie (in questo caso proprio "Teoria della laminazione") da cui non si può prescindere se si vogliono fare le cose fatte bene.
Poi, per carità, se è vero che si dovrebbe far così, non è scontato che si faccia, per cui nonostante prestazioni strutturali magari di un certo rilievo, è possibile che sotto sotto si siano fatte delle gran "porcate". Questo è vero nel ciclismo, ma anche nella F1... Questo sostanzalmente perchè il comportamento di questi materiali può essere progettato nel vero senso della parola, scegliendo appunto dove e come mettere le fibre di rinforzo in dipendenza dalle condizioni di carico in cui deve operare il manufatto in questione. Ma il problema grosso è che le "lamine" (intese come "strati" di fibre unidirezionali), interagiscono fra di loro offrendo deformazioni orientate in direzione differente rispetto alla direzione di applicazione del carico, fenomeni che tornano utili se sono considerati, ma che creano solo fastidi se non se ne tiene conto. Un esempio lampante sono gli alettoni anteriori di F1 che cambiano incidenza al variare del carico aerodinamico, effetto ottenuto proprio sfruttando gli accoppiamenti flesso-torsionali possibili con un laminato in composito. Peraltro mi pare che le ultime stesure regolamentari della FIA abbiano vietato tale pratica...

Riguardo lo sviluppo di tecnologie di questo tipo in ambito motociclistico, alcune motivazioni sono già state scritte, in particolare dal buon Andrea. Come già detto, l'industria motociclistica non possiede tradizionalmente il know-how tecnologico diffuso per realizzare strutture efficienti, che con le loro prestazioni giustifichi l'abbandono delle tecnologie metalliche tradizionali, considerando che queste aziende qui hanno ormai raggiunto l'eccellenza.
Coem già detto, qcosa di un po' serio c'è: i cerchi in carbonio sono assodati per le Aprilia ed in seguito anche altri, dai tempi dei mondiali di Biaggi, così come i forcelloni sempre di Aprilia. Ma di sicuro sono prodotti realizzati da fornitori, specializzati in tali tecnologie, a Noale non si sono sognati di mettere in piedi un reparto compositi apposta per fare 2 cerchi ed un forcellone...

0509_up.gif


PS: @alexss: i materiali compositi, meno lavorano a compressione e meglio è!!



__________________
(*):
icon_arrow.gif isotropo: materiale che offre caratteristiche identiche a prescindere dalla direzione di "osservazione", in questo caso dalla direzione di applicazione dei carichi
icon_arrow.gif anisotropo: materiale che al contrario offre resistente e rigidezze diverse dipendentemente dalla direzioend i applicazione dei carichi.
 
7515953
7515953 Inviato: 5 Mag 2009 12:31
 

Paolo558 ha scritto:


Mah, allora, dire che progettare una struttura in composito efficiente sia semplicissimo mi sembra un'affermazione un poco... semplicistica, non foss'altro perchè fare un modello ad elementi finiti di un materiale anisotropo come un composito è ben più complicato di uno isotropo come un metallo(*). La sequenza di laminazione delle fibre è determinante, così come lo è la percentuale di resina ed alla base vi sono delle teorie (in questo caso proprio "Teoria della laminazione") da cui non si può prescindere se si vogliono fare le cose fatte bene.
Poi, per carità, se è vero che si dovrebbe far così, non è scontato che si faccia, per cui nonostante prestazioni strutturali magari di un certo rilievo, è possibile che sotto sotto si siano fatte delle gran "porcate". Questo è vero nel ciclismo, ma anche nella F1... Questo sostanzalmente perchè il comportamento di questi materiali può essere progettato nel vero senso della parola, scegliendo appunto dove e come mettere le fibre di rinforzo in dipendenza dalle condizioni di carico in cui deve operare il manufatto in questione. Ma il problema grosso è che le "lamine" (intese come "strati" di fibre unidirezionali), interagiscono fra di loro offrendo deformazioni orientate in direzione differente rispetto alla direzione di applicazione del carico, fenomeni che tornano utili se sono considerati, ma che creano solo fastidi se non se ne tiene conto. Un esempio lampante sono gli alettoni anteriori di F1 che cambiano incidenza al variare del carico aerodinamico, effetto ottenuto proprio sfruttando gli accoppiamenti flesso-torsionali possibili con un laminato in composito. Peraltro mi pare che le ultime stesure regolamentari della FIA abbiano vietato tale pratica...

Riguardo lo sviluppo di tecnologie di questo tipo in ambito motociclistico, alcune motivazioni sono già state scritte, in particolare dal buon Andrea. Come già detto, l'industria motociclistica non possiede tradizionalmente il know-how tecnologico diffuso per realizzare strutture efficienti, che con le loro prestazioni giustifichi l'abbandono delle tecnologie metalliche tradizionali, considerando che queste aziende qui hanno ormai raggiunto l'eccellenza.
Coem già detto, qcosa di un po' serio c'è: i cerchi in carbonio sono assodati per le Aprilia ed in seguito anche altri, dai tempi dei mondiali di Biaggi, così come i forcelloni sempre di Aprilia. Ma di sicuro sono prodotti realizzati da fornitori, specializzati in tali tecnologie, a Noale non si sono sognati di mettere in piedi un reparto compositi apposta per fare 2 cerchi ed un forcellone...

0509_up.gif


PS: @alexss: i materiali compositi, meno lavorano a compressione e meglio è!!


__________________
(*):
icon_arrow.gif isotropo: materiale che offre caratteristiche identiche a prescindere dalla direzione di "osservazione", in questo caso dalla direzione di applicazione dei carichi
icon_arrow.gif anisotropo: materiale che al contrario offre resistente e rigidezze diverse dipendentemente dalla direzioend i applicazione dei carichi.



bè, su un corpo flesso o un telaio o ovunque avvenga una flessione si hanno della fibre tese e delle fibre compresse, è inevitabile!

per di più, la progettazione prevede anche la disposizione delle fibre , non è che non si possa ragionare sull'andamento delle fibre, e proprio per questo esistono fogli con fibre unidirezionali, intrecci grandi, intrecci fini, intrecci finissimi e multiassiali (tipo lane).
 
7516512
7516512 Inviato: 5 Mag 2009 13:27
 

alexss ha scritto:

bè, su un corpo flesso o un telaio o ovunque avvenga una flessione si hanno della fibre tese e delle fibre compresse, è inevitabile!

per di più, la progettazione prevede anche la disposizione delle fibre , non è che non si possa ragionare sull'andamento delle fibre, e proprio per questo esistono fogli con fibre unidirezionali, intrecci grandi, intrecci fini, intrecci finissimi e multiassiali (tipo lane).


Non ho deto che in una struttura in composito non vi siano zone che lavorano in compressione. Dico solo che un materiale composito a compressione è in una situazione critica, con la reale possibilità che localmente le fibre si instabilizzino, innescando cricche e quindi pericolose delaminazioni. Per dirne una, in un pala di elicottero le fibre lavorano solamente a trazione, che è la condizione di carico in cui le fibre danno ovviamente il meglio.

Riguardo la progettazione, ciò che dici si riassume nella "Teoria della laminazione" che ho citato prima. Le prestazioni migliori e più vicine a quanto si può prevedere coi modelli si ottengono con laminati realizzati con lamine di fibre unidirezionali. Tutte le altre "forme" più o meno intessute sono soluzioni dettate dalla necessità di praticità (l'unidirezionale può essere parecchio "rognoso" da maneggiare). Ovviamente parlo di pre-impregnati...
 
7523430
7523430 Inviato: 6 Mag 2009 8:06
 

Argomento interessante...in effetti con i materiali compositi si potrebbero fare cose che con i tradizionali metalli per ora sono impensabili.

Senza dilungarmi troppo vorrei solo aggiungere una cosa che non ho letto finora e che ha una bella importanza, ovvero che i materiali compositi semplicemente non si conoscono!

mi spiego

i metalli sono centinaia di anni che si conoscono, sappiamo tutto di loro.
Relativamente alla fibra di carbonio (che è la più conosciuta) come avete notato viene usata in componenti aftermarket per elementi non vitali (parafanghi, paratacchi ecc) anche per questo motivo qua.
Appena si acquisirà una certa esperienza si comincerà ad usarli molto di più.

L'argomento è vastissimo e la mia spiegazione è proprio terra-terra.
Sicuramente se uniamo tutti i motivi che avete citato e quello che ho appena scritto si riesce a capire meglio perchè hanno un uso ancora limitato.
 
7532828
7532828 Inviato: 7 Mag 2009 9:05
 

hanamici_89 ha scritto:
Argomento interessante...in effetti con i materiali compositi si potrebbero fare cose che con i tradizionali metalli per ora sono impensabili.

Senza dilungarmi troppo vorrei solo aggiungere una cosa che non ho letto finora e che ha una bella importanza, ovvero che i materiali compositi semplicemente non si conoscono!

mi spiego

i metalli sono centinaia di anni che si conoscono, sappiamo tutto di loro.
Relativamente alla fibra di carbonio (che è la più conosciuta) come avete notato viene usata in componenti aftermarket per elementi non vitali (parafanghi, paratacchi ecc) anche per questo motivo qua.
Appena si acquisirà una certa esperienza si comincerà ad usarli molto di più.

L'argomento è vastissimo e la mia spiegazione è proprio terra-terra.
Sicuramente se uniamo tutti i motivi che avete citato e quello che ho appena scritto si riesce a capire meglio perchè hanno un uso ancora limitato.


beh che non le conosciamo, non è proprio vero dal momento che le abbiamo inventate noi...!!!!

semplicemente sono pochi quelli che le conoscono e le sanno usare a modo, è diversa come cosa...
 
7559434
7559434 Inviato: 11 Mag 2009 8:01
 

AndreaNSR125 ha scritto:


beh che non le conosciamo, non è proprio vero dal momento che le abbiamo inventate noi...!!!!

semplicemente sono pochi quelli che le conoscono e le sanno usare a modo, è diversa come cosa...


aspetta sono stato frainteso...quello che intendo è che non le conosciamo quanto i vari acciai e metalli in genere.

Tieni presente che in UK stanno iniziando a usare le fibre composite per alcuni componenti aeronautici (non elementi strutturali però) proprio con lo scopo di studiare il comportamento di questi materiali.
Le potenzialità di questi materiali sono enormi ma come ti ripeto ancora li si sta studiando.
 
7559724
7559724 Inviato: 11 Mag 2009 9:02
 

hanamici_89 ha scritto:
AndreaNSR125 ha scritto:


beh che non le conosciamo, non è proprio vero dal momento che le abbiamo inventate noi...!!!!

semplicemente sono pochi quelli che le conoscono e le sanno usare a modo, è diversa come cosa...


aspetta sono stato frainteso...quello che intendo è che non le conosciamo quanto i vari acciai e metalli in genere.

Tieni presente che in UK stanno iniziando a usare le fibre composite per alcuni componenti aeronautici (non elementi strutturali però) proprio con lo scopo di studiare il comportamento di questi materiali.
Le potenzialità di questi materiali sono enormi ma come ti ripeto ancora li si sta studiando.


Mah, allora, parlare genericamente della famiglia dei materiali compositi implica il fatto di considerare tutta la famiglia, in tutte le sue forme ed in quel senso la ricerca è effettivamente ancora molto ampia. Nel senso che per ora si stanno utilizzando quelli che hanno offerto le migliori prestazioni in base all'utilizzo specifico, ma nulla esclude che se ne possano inventare altri dalle prestazioni diverse e/o superiori. Per esempio, attendo con fervore il momento in cui riusciranno a produrre industrialmente la cosiddetta fibra di "bio-steel" (che altri non è che la fibra delle ragnatele...), che ha doti di resistenza mostruose in rapporto al peso...
Vi sono poi ad esempio anche i compositi a matrice metallica, che offrono ottime prestazioni, ma che, anche qui, causa costi elevati hanno avuto finora poche applicazioni.

Diciamo insomma che per quello che si usa (in modo serio intendo, quindi di fatto solo nell'industria aeronautica, poco in quella nautica ed in F1...), le conoscenze ci sono eccome, anche se non è ancora impossibile prendere gran belle cantonate. Rimane che il progettista può ancora spaziare molto e si può quasi dire che potrebbe "progettarsi" il materiale più consono per la propria struttura, al netto della disponibilità di materiali, cioè fibre e matrici, opportuni.
 
8701899
8701899 Inviato: 18 Ott 2009 22:33
Oggetto: manufatti in carbonio e titantex
 
 
8701976
8701976 Inviato: 18 Ott 2009 22:50
 

innanzi tutto suggerisco Link a pagina di It.wikipedia.org

Da un punto di vista chimico la fibra risulta uguale al nomex (cambiano solo i legami con l'anello benzenico che portano il nomex ad avere una struttura elicoidale)

Potrei parlarvi anche del carbonio, ma le info sulle fibre le trovi anche su internet

Il campo che tu domandi è infinito, dai compositi alle lavorazioni c'è un MONDO!!!

Sostanzialmente si tratta di utilizzare le ottime proprietà delle fibre per la resistenza strutturale.
Per motivi legati alle performance meccaniche le fibre devono essere sottili, ma ciò implica che spesso soffrono carichi di compressione (un filo non regge compressione, lo sappiamo tutti). Come tale per tenere le fibre al loro posto le si infilano dentro la plastica (in termini molto bruti!!!) I materiali di questo tipo si dicono compositi e ne esistono di tantissimi tipi.

Esistono anche compositi alluminio/fibra di vetro (noto come GLARE in aeronautica) alluminio/fibra ceramica cemento/fibra d'acciaio...il legno stesso è un composito fatto di fibre di cellulosa in una matrice di emicellulosa e lignina....

Vantaggio di tali materiali è che possono essere progettati ad hoc, a seconda di cosa mi serve (se voglio zone o direzioni più resistenti di altre) che sono leggeri, posso farli della forma che voglio, esteticamente gradevoli, ottimo rapporto peso/performance bla bla.....

Però hanno i loro problemi: difficoltà di produzione in serie, impossibilità di creare filettature direttamente sul materiale, problemi di scarsa durezza superficiale (la plastica non è certo un elemento come l'acciaio...), ridotta resistenza al calore, costo, probalmi in seguito a righe o impatti (può entrare acqua, possono delaminare...)

ora c'è un mondo di cose riguardo questi materiali, ma in particolare uno dei problemi attuali è che mentre per la progettazione con materiali tradizionali, si hanno molte conoscenze (si sa quando si rompe) con un materiale composito non si hanno ancora queste certezze, a causa anche dei diversi processi produttivi e di tanti altri fattori. Ciò implica la necessità di utilizzare spessori maggiorati in misura tanto maggiore quanto grande è l'ignoranza sul comportamento e ciò tende a ridurre il vantaggio dei compositi sugli altri metalli.

Esempi:
-la fusoliera del nuovo Boing 787 viene costruita in fibra di carbonio mediante filament winding (si avvolge il filo intorno ad un cilindro)
-tubi dell'acqua in composito con filament winding
-interni delle autovetture in compositi con fibra naturale o comunque fillers di vario tipo (leggeri e riciclabili...)
-sedili degli autobus (vetroresina)
-la nuova auto della KTM è in gran parte di compositi...
 
8908476
8908476 Inviato: 25 Nov 2009 18:02
 

Ciao a tutti
ho dato un'occhiata alla discussione sui compositi; a proposito di questo sapete dove sia possibile comprare i materiali per fabbricare diciamo qualche piccolo componente? La maggior parte delle società che offrono questo tipo di prodotti non vendono direttamente al pubblico ma solo ad altre aziende e per giunta con lotti minimi troppo grandi....
 
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