Ritorno su questa discussione dopo una pausa. Purtroppo il lavoro lascia poco tempo e solo negli ultimi giorni ho trovato modo di fare alcune prove con la dovuta calma.
Intanto posto uno schizzo di quello che devo costruire. Il disegno risale ad un precedente progetto, che intendevo realizzare in alluminio, ma da un'idea di come deve venire. Ovviamente il progetto è modificabile e migliorabile, e si accettano consigli.
Devo realizzare dei cerchioni per un bob-car per gare di speed down (che nome complicato, si tratta di gare in discesa con carretti).
Le dimensioni del cerchione sono di 10 pollici, per intenderci il cerchione della vespa (che è proprio quello che sto utilizzando adesso). La leggerezza delle masse in rotazione è fondamentale, la resistenza è ovviamente necessaria, pena il non finire la gara!
Il disegno si riferisce alla sezione esplosa del cerchione, composto di due metà unite con bulloncini per permettere un agevole smontaggio dello pneumatico. Si può anche valutare la costruzione del cerchione in un unico pezzo, ma ho alcuni dubbo sulla praticità dello smontaggio della gomma...
Premesso questo, passo alle prove che ho fatto con i materiali che avevo.
I materiali in mio possesso sono i seguenti:
Fibra di carbonio bidirezionale 0-90° 200 g/mq RC200P marca SP codice R113-007/1
Resina epossidica SP106
Ho provato a realizzare alcuni pezzi piani, composti di 2-3 strati, in aria, in sacco sottovuoto, in sacco sottovuoto e in autoclave a 3 bar e 60°.
A vista le uniche differenze che si notano è la maggiore compattezza dei pezzi realizzati sottovuoto, che hanno anche richiesto minore quantità di resina (circa 50 e 50 rispetto alla fibra).
Altre differenze non si notano.
Considerando che l'unica specifica veramente importante per me è il rapporto peso-resistenza ho deciso di effettuare delel misure di carico di rottura dei provini che avevo realizzato. E qui le sorprese.
Cercando un po' in giro su schede tecniche relative a questi materiali ho trovato che la fibra di carbonio pura dovrebbe avere un carico di rottura variabile tra 2000 e 4000 N/mmq, carichi che si dimezzano quando il carbonio è in combinazione con la resina (ovviamente, visto che metà volume lo occupa la resina che non resiste a trazione).
Verificato che l'accrocchio che ho messo insieme per misurare il carico di rottura funziona correttamente (ho strappato un provino di lamiera di acciaio rilevando un carico di rottura di 640 N/mmq) ho testato i provini in carbonio.
Risultato: circa 1000 N/mmq rapportato alla sezione effettiva della fibra presente nei provini. Abbastanza deludente. Inoltre la rottura non è pulita, ma il provino si strappa come un foglio di carta.
Prove ripetute con il solo tessuto hanno dato più o meno lo stesso risultato (non essendoci un punto di rottura preciso è difficile stabilire il carico di rottura).
Non vi sono sostanziali differenze tra i provini lavorati in diverse maniere.
Sembra che il problema sia nei materiali inadatti, e a questo punto vorrei capire che materiali scegliere e dove acquistarli, avendo magari in mano le caratteristiche meccaniche dei prodotti.
Io per ora mi fermo qua, aspetto consigli.
PS: ho trovato questo interessantissino sito di una persona che ha costruito artigianalmente diversi telai in carbonio per biciclette, sembra con risultati notevoli. Ho provato a contattarlo, spero che mi risponda e mi possa dare buoni consigli.
http://www.doctorvictor.it/index.php?id=46
Ciao!
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