Tag: autoclave per materiali compositi

Rubrica: Che cos’è un’autoclave?

Titolo o argomento: Il vuoto

L’impianto del vuoto è necessario in un Autoclave perchè permette l’estrazione dei residui d’aria che rimangono imprigionati nella fase di assemblaggio del manufatto. Inutile stare a sottolineare cosa accadrebbe ad un telaio in carbonio se avesse delle imperfezioni strutturali nelle quali vi sono bolle d’aria…

Tale impianto è costituito da una stazione di vuoto, da un serbatoio dove si controlla il ciclo, dai collettori di collegamento con le relative valvole e dalle prese del vuoto all’interno dell’autoclave. Ed è proprio a tali prese che vengono collegate le sacche contenenti i manufatti. Nel remoto caso che una di queste sacche si rompa, il sistema riesce a porre rimedio creando il vuoto comunque. Ovviamente i gas che vengono estratti in fase di vuoto, non vengono rilasciati nell’aria ma intrappolati in un apposito impianto.

Nell’immagine in basso lo schema tecnico di un’autoclave per legnami. Forse siamo troppo abituati a pensare che l’autoclave occorra solo per realizzare i telai in carbonio delle formula 1. In un’autoclave per legnami, quando entra in funzione l’impianto del vuoto, si riesce a far entrare nel legno sostanze protettive (per effetto della depressione che si viene a creare).

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A. Un’autoclave è in grado di resistere ad un vuoto di 700 mmHg e ad una pressione di 12 atmosfere.  B. Vasca di contenimento soluzione impregnante. C. Vasca più piccola per la preparazione della soluzione impregnante. D. Pompa del vuoto. E. Pompa alta pressione. F. Quadro elettrico interfacciato al computer. G. Seconda autoclave posta superiormente negli impianti che lo permettono.

Rubrica: Che cos’è un’autoclave?

Titolo o argomento: Raffreddamento

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Arrivati a questo punto il composito contenuto all’interno dell’autoclave viene raffreddato mediante un sistema particolare suddiviso in due fasi. Cò permette di rispettare i gradienti impostati ed evitare brusche diminuzioni di temperatura.

1° FASE

Si apre la valvola modulante che controlla la circolazione dell’acqua di raffreddamento all’interno dello scambiatore. L’aria a bassa temperatura che si ottiene viene utilizzata per raffreddare il manufatto. In questo frangente la pressione è mantenuta costante.

2° FASE

Raggiunta la temperatura finale di raffreddamento viene scaricato il fluido in precedenza adottato per “pressurizzare” l’autoclave (aria e azoto). Questa operazione viene condotta in tempi sufficientemente lunghi da non stressare il composito appena polimerizzato.

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Titolo o argomento: Fase di mantenimento

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Per mantenimento si intende l’arco di tempo durante il quale temperatura e pressione all’interno dell’autoclave ed il vuoto all’interno delle sacche contenenti il manufatto, vengono mantenuti costanti.

La temperatura raggiunta e mantenuta costante all’interno dell’Autoclave, viene regolata in base ai parametri indicati nelle specifiche tecniche di ogni tipo di resina utilizzata.

Un sofisticato sistema di raffreddamento provvede a correggere la tendenza della temperatura a salire durante la reazione chimica esotermica della resina.

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Rubrica: Che cos’è un’autoclave?

Titolo o argomento: Riscaldamento

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Quando il componente che abbiamo realizzato con la fibra di carbonio è stato modellato ed opportunamente impregnato di resina*, procederemo ad inserirlo nell’autoclave per la fase di riscaldamento. Prima di essere inserito verrà imballato in apposite sacche sigillate.

La temperatura verrà alzata con un gradiente proporzionale allo spessore del pezzo ed al numero di pezzi che abbiamo inserito nell’autoclave.

Si prosegue con la pressurizzazione. Il pezzo da realizzare viene protetto e sigillato in apposite sacche, dopodiché verrà mantenuto sotto vuoto spinto per favorire l’uscita dell’aria rimasta imprigionata tra gli strati di tessuto e resina in fase di assemblaggio.

La trasmissione di calore non avviene in modo diretto, bensì tramite lo scambio dell’aria fatta circolare all’interno dell’autoclave.

Il tempo che occorre per raggiungere la massima temperatura del ciclo è stabilito dallo spessore e dalla quantità di resine adottate. Per controllare l’efficacia di questo ciclo produttivo si è soliti utilizzare dei “pezzi campione” che hanno le stesse caratteristiche del pezzo che andiamo a realizzare ma sono muniti di sonde per il rilevamento dati.

Qualora lo spessore del pezzo superi i 10mm è consigliabile effettuare delle soste durante il riscaldamento per uniformare la temperatura su tutto il corpo del pezzo da realizzare.

*I fornitori di materiale professionale vendono la fibra già imbevuta che va solo modellata sullo stampo.

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