Lavorazione carbonio

Sezione dedicata a lavorazioni su materiali diversi. Problematiche, accorgimenti, consigli, trucchi ed astuzie.
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danny
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Messaggio da danny » giovedì 4 ottobre 2007, 16:28

mi unisco alla discussione perchè anche io appassionato di compositi e attualmente esperiementatore.
quello che vorrei realizzare io sono carenature per moto e parti per biciclette tipo sella e come progetto ambizioso avrei in mente cerchi e telaio, ma sarà  maglio andare per gradi.

adesso sto costruendo lo stampo per fare la forma di una sella, volevo sapere se costruisco un "forno" casalingo per il controllo della temperatura e faccio una pompa per il sottovuoto con il motore del frigo riesco ad ottenere una struttura sufficentemente resistente?

leggendo la discussione ho capito che non cè meglio che provare e riprovare ma prima di investire denaro inutilmente vorrei sapere se è possibile produrre in casa con costi relativamente contenuti (eccetto i materiali naturalmente) pezzi in carbonio utilizzabili.

danny
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Messaggio da danny » giovedì 4 ottobre 2007, 16:35

una cosa che non ho ben chiara è come si calcola la quantità  di resina intesa come resina+catalizzatore da utilizzare in funzione del tessuto, se cè qualcuno che può spiegarmi il modo, nel frattempo mi compro una bilancia digitale.

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Bit79
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Messaggio da Bit79 » giovedì 4 ottobre 2007, 21:12

volevo sapere se costruisco un "forno" casalingo per il controllo della temperatura e faccio una pompa per il sottovuoto con il motore del frigo riesco ad ottenere una struttura sufficentemente resistente?
Dipende cose intendi per resistente. Il carbonio che ho utilizzato per i cerchioni, lavorato con il giusto metodo, ha un carico di rottura superiore a 600 N/mmq, pari a quello di un buon acciaio (pesa però solo 1/6).
Con tessuto tradizionale e impregnazione a mano si ottiene un prodotto con caratteristiche inferiori (dipende molto dalla lavorazione) e un pochino più fragile.
Dipende da quanto è "spinta" la tua applicazione...
leggendo la discussione ho capito che non cè meglio che provare e riprovare ma prima di investire denaro inutilmente vorrei sapere se è possibile produrre in casa con costi relativamente contenuti (eccetto i materiali naturalmente) pezzi in carbonio utilizzabili.
Per provare e riprovare ovviamente butterai del denaro... forse non inutilmente però. I materiali sono sicuramente costosi, per quanto riguarda le attrezzature dipende da come affronti il lavoro. Se ti ingegni e ti costruisci il necessario te la cavi con poco, se le devi acquiatare son dolori.
una cosa che non ho ben chiara è come si calcola la quantità  di resina intesa come resina+catalizzatore da utilizzare in funzione del tessuto, se cè qualcuno che può spiegarmi il modo, nel frattempo mi compro una bilancia digitale.
Il rapporto resina-catalizzatore, indicato sulle istruzioni d'uso della resina stessa (ovviamente ogni resina ha il suo preciso modo di utilizzo), va rispettato scrupolosamente, pena la non perfetta catalisi della resina. Vanno bene delle siringhe graduate, o meglio ancora una bilancia precisa. Porre attenzioen che il rapporto in peso solitamente è diverso dal rapporto in volume. Anche questo è indicato sulle istruzioni della resina.

Per il rapporto resina-tessuto la faccenda è apparentemente più semplice. La regola è quella di mettere meno resina possibile, compatibilmente con una prefetta impregnazione e l'assenza di bolle d'aria.
Quello che da resistenza meccanica è il tessuto. Se si eccede con la resina si ottiene un pezzo pesante e fragile.

Ovviamente è molto difficoltoso lavorare con poca resina, si rischia di creare zono poco impregnate e bolle d'aria. I metodi sottovuoto, in autoclave, i prepreg, sono tutti mirati per ridurre al monimo il rapporto resina-tessuto, mantenendo una perfetta impregnazione.

Come indicazione con impregnazione a mano puoi considerare un buon lavoro se riesci a stare con al resina sotto il 50 % del peso del pezzo. Per far ciò almeno il sottovuoto è d'obbligo, meglio se abbinato alla'autoclave.

Con impregnazione in aria libera avrai anche il 55-60 % del peso in resina e il pezzo sarà  fragile.

I prepreg migliori riescono a limitare il peso della resina anche al di sotto del 40 % del peso del pezzo.

Ciao e buon lavoro!
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matteoslv
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Messaggio da matteoslv » sabato 6 ottobre 2007, 8:40

Non ho letto tutta la discussione, ma essendo io un artigiano che fabbrica tavole per uso sportivo di compositi qualcosina posso dirti. La solzione migliore adottata a livello industriale sono presse idrauliche termoriscaldate che consentono di ottenere un rapporto fibra/resina elevato. Infatti la fortissima pressione idraulica spinge fuori dalle fibre impregnate la resina in eccesso garantendo una struttura più compatta. Il fatto di riscaldarla però non deve ingannarti..mi spiego: a livello industriale vengono impiegate presse riscaldate più che altro per un fattore economico. Infatti se la resina catalizza a temperatura elevata anzichè a temp ambiente, il tempo necessario alla sua completa catalizzazione si riduce di molto e così il manufatto occupa la pressa meno tempo e si riesce a produrre di più. Per le mie tavole io uso uno stampo formato da tante sezioni profilate uguali affiancate, il tutto chiuso da una lamiera di recupero da u frigo e rivestito da una lastra di plexiglass per garantire una buona tenuta. Il sacco in realtà  non racchiude lo stampo, almeno nel mio caso, bensì si applica sulla superficie superiore dello stampo e schiaccia il manufatto facendogli prendere la forma dello stamp stesso. Nella foto si vede una tavola in lavorazione. Ricorda di mettere un feltrino aeratore tra il manufatto e il film del sacco altrimenti rischi che nella zona dove aspiri l'aria si faccia un effetto ventosa e che l'aspirazione dell'aria non coinvolga tutta la superficie. Il motore del frigo è ottimo, io stesso lo uso, ma è meglio se prevedi un dispositivo tipo vacuostato per farlo attaccare e staccare una volta raggiunta la giusta depressione, altrimenti te lo bruci in pochissimo tempo!!
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Messaggio da Bit79 » sabato 6 ottobre 2007, 12:59

Con certi tipi di resina il riscaldamento e d'obbligo. Quella che ho usato io catalizza in 30' a 120°, in 4 ore a 80°, ma a temperatura ambiente dura 20 giorni....

Con quelle tradizionali può appunto servire per accelerare la catalisi, o anche con post cottura, dopo aver rimosso il pezzo dallo stampo.

Ciao!
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Messaggio da matteoslv » sabato 6 ottobre 2007, 13:09

appunto, se devi fare in fretta vai meglio con resine che catalizzano a t elevate, se non hai fretta va bene anche una a t ambiente.

Giulian
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Messaggio da Giulian » lunedì 8 ottobre 2007, 10:25

Ho letto il topic e sono ionteressatissimo all'argomento, ma non ho afferrato bene i vari passaggi.

Se ho ben capito in sintesi si crea lo stampo, si sceglie il tipo di trama e di resina e si utilizza il compressore di un frigorifero. Fino a creare lo stampo , cerarlo , applicare la trama e renderla imbevuta di resina ci arrivo(per l'autoclave pensavo di provare con uno di quelli per alimenti), quello che mi mancherebbe di capire è cosa sia il peel-ply, il microforato ed il feltrino e come li applico.

In realtà  vorrei costruire delle pale in carbonio che si usaso per l'apnea(lunghe circa 90cm e larghe sui 20cm), tipo quelle che allego, dove non è la rigidità  strutturale che si ricerca ma la massima restituzione energetica in fase di pinneggiata, so di chiedervi molto, ma sapreste indicarmi passo passo come procedere?

Ciao!
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Leviathan
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Messaggio da Leviathan » lunedì 8 ottobre 2007, 20:28

Ciao, come resa estetica e meccanica l'ottimo sarebbe utilizzare due superfici lisce e specchiate (tipo vetro di un certo spessore); potresti resinare tranquillamente il tessuto e chiuderlo fra due strati di sacco in pvc (su cui la resina non aderisce), oppure lucidare le superfici specchiate con cera distaccante. In ordine quindi dovresti posizionare il vetro poi il sacco, resina, tessuto, resina, sacco e infine il secondo vetro e poi mettere il tutto sotto pressione con dei pesi. La resina epossidica però col tempo tende ad ingiallire, quindi dovresti procurarti una poliuretanica trasparente resistente ai raggi UV; volendo utilizzare il sottovuoto l'ordine di sovrapposizione è: sacco, feltro aeratore, microforato, peel-ply, tessuto imbevuto di resina, peel-ply, microforato, feltro e infine sacco. La funzione del peel-ply è quella di distaccante, infatti non aderisce al laminato e consente di far "trasudare" la resina in eccesso attraverso il microforato, che ne regola la quantità , per poi essere assorbita dal feltro che consente oltretutto una distribuzione uniforme del vuoto. Come puoi facilmente intuire però con tutta questa stratificazione non otterrai una superficie regolare e sopratutto una volta tolto il peel-ply la superficie sarà  leggermente ruvida (si trasferisce la trama del peel-ply).
Quindi ti consiglierei per questo lavoro in particolare di adottare il primo sistema descritto a mio avviso più semplice, economico e il cui risultato è, salvo errori grossolani, praticamente garantito.
Ultima modifica di Leviathan il lunedì 8 ottobre 2007, 23:56, modificato 1 volta in totale.
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Messaggio da Oby Wan Kenoby » lunedì 8 ottobre 2007, 23:55

azz questo post sta diventanto sempre piu professionale.

vi faccio i miei complimenti siete super bravi. :shock:

danny
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Messaggio da danny » martedì 9 ottobre 2007, 9:13

nella tecnica di costruzione per i telai in carbonio delle bici cè una cosa che non ho capito, in pratica le tecniche sono due o per incollaggio dei tubi già  pronti o per stampaggio, nel secondo caso vengono fatti i due semigusci del telaio da uno stampo (vedi foto sotto) ma poi non ho capito come li riaccoppiano insieme, voi sapete come? non crede che saranno solo incollati perchè lo spessore sarebbe troppo sottile.

*
Ultima modifica di girasole il venerdì 3 giugno 2011, 13:27, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: rimozione immagine linkata

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Messaggio da Bit79 » martedì 9 ottobre 2007, 13:07

I telai delle biciclette, e tutti i manufatti tubolari in genere, vengono realizzati mediante due semistampi, in cui vengono messi separatamente le due metà  del tessuto. Il tessuto è tagliato a scalare, in una metà  avanza e nell'altra metà  resta più stretto.

I due stampi vengono poi accoppiati quando la resina è ancora liquida. I labbri di tessuto si sovrappongono e fanno si che a resina catalizzata il pezzo sia di fatto continuo, senza giunzioni.
Il tutto è tenuto ovviamente in posizione dal solito sacco a vuoto. Nel caso dei tubi, essendo lo stampo esterno, il sacco deve essere messo internamente.

Molto interessante la fabbricazione delle tavole di Matteoslv. Posso chiederti come stabilisci dimensioni e spessore? Non sono esperto di questo sport, ma mi pare di capire che la giusta flessibilità  della tavola sia fondamentale per lo sport che si fa.

Ciao!
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Messaggio da danny » martedì 9 ottobre 2007, 14:47

si ma dalle foto che ho postato si vede nella seconda che il semiguscio è finito e già  catalizzato e tolto dallo stampo, forse è solo dimostrativo?

riguardando la foto mi sono accorto che è un telaio completo e non un semiguscio, sono stato tratto in inganno dai riflessi di luce sul telaio stesso.

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Messaggio da danny » martedì 9 ottobre 2007, 14:52

si nota bene gli stampi uniti insieme sopra ai banchi da lavoro sullo sfondo.

a questo punto però mi domando nella zona movimento centrale se il tubo in alluminio viene messo durante la laminazione o dopo per incollaggio.

nemoz
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Messaggio da nemoz » martedì 9 ottobre 2007, 15:47

per le bici so che spesso si usano anche le calze non sono niente altro che delle fibre tramate bi tri quadri assiali e chiuse a forma tubolare, in questo modo non si hanno le giunture a vista delle fibre, per di più dentro a questi tubolari vengono inseriti dei tubolari di plastica tappati a un'estremità  mentre dall'altra rimangono aperti, se noti all'interno dello stampo a ogni estremità  del tubo ci sono dei restringimenti delle sedi, dentro ai tubolari in plastica si inserisce una boccola con attaccato il tubo dell'aria compressa, questa boccola ha la sede nello stampo, una volta chiuso lo stampo si immette aria compressa nei tubolari di plastica questi si allargano, spingono la boccola nella sua sede dello stampo e la pressione dell'aria spinge la calza ad aderire perfettamente allo stampo espellendo la resina in effesso.

i poveri aritigiani casalinghi invece per fare i telai delle bici fanno il telaio in polistirolo, lo ricoprono di fibre, resinano, mettono sottovuoto e poi a catalisi avvenuta colano del diluente nitro dentro i tubi del telaio, il diluente scioglie il polistirolo e rimane il telaio vuoto.

la boccola per la sede dei pedali, di solito in entrambi i casi la si inserisce al momento della resinatura, o almeno così ho visto fare.

so che alcuni ora utilizzano anche l'infusione, ma non ho mai visto nulla di prima persona nel campo ciclistico.

per gli snowboard avendo collaborato con una fabbrica anni fa posso dirti che una tavola stava in pressa per 8 minuti a 105 gradi e usciva già  bella che indurita (nota bene che la catalisi finale ci metteva 3 giorni a temperatura ambiente, ma nel frattempo la tavola poteva essere sformata, forate le boccole, fatta soletta e lamine, numerata e imballata pronta per la spedizione), lo sviluppo delle presse industriali ha poi portato a un miglioramento della fase di riscaldamento e raffreddamento con un ciclo ad aria o ad acqua per avere una miglior catalisi e una miglior dilatazione termica dei materiali, evitanto lo svirgolamento di alcune tavole dopo un breve utilizzo, e ottenedo una perfetta planarità  del fondo.

Giulian
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Messaggio da Giulian » mercoledì 10 ottobre 2007, 13:03

Leviathan ha scritto:Ciao, come resa estetica e meccanica l'ottimo sarebbe utilizzare due superfici lisce e specchiate (tipo vetro di un certo spessore); potresti resinare tranquillamente il tessuto e chiuderlo fra due strati di sacco in pvc (su cui la resina non aderisce), oppure lucidare le superfici specchiate con cera distaccante. In ordine quindi dovresti posizionare il vetro poi il sacco, resina, tessuto, resina, sacco e infine il secondo vetro e poi mettere il tutto sotto pressione con dei pesi. La resina epossidica però col tempo tende ad ingiallire, quindi dovresti procurarti una poliuretanica trasparente resistente ai raggi UV; volendo utilizzare il sottovuoto l'ordine di sovrapposizione è: sacco, feltro aeratore, microforato, peel-ply, tessuto imbevuto di resina, peel-ply, microforato, feltro e infine sacco. La funzione del peel-ply è quella di distaccante, infatti non aderisce al laminato e consente di far "trasudare" la resina in eccesso attraverso il microforato, che ne regola la quantità , per poi essere assorbita dal feltro che consente oltretutto una distribuzione uniforme del vuoto. Come puoi facilmente intuire però con tutta questa stratificazione non otterrai una superficie regolare e sopratutto una volta tolto il peel-ply la superficie sarà  leggermente ruvida (si trasferisce la trama del peel-ply).
Quindi ti consiglierei per questo lavoro in particolare di adottare il primo sistema descritto a mio avviso più semplice, economico e il cui risultato è, salvo errori grossolani, praticamente garantito.

Grazie mille, pensavo di lavorare sottovuoto perchè le sollecitazioni sono comunque molte ed il risultato deve essere molto resistente, se si spacca una pala a -25mt in apnea...non è piacevole.
Mi hai dato gli spunti giusti per cominciare, proverò entrambe le soluzioni.
Avete suggerimenti sul tipo di trama di carbonio o sulla fibra di vetro da usare?

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