Fibra di carbonio e materiali compositi sono diventati una risorsa preziosa per la realizzazione di numerosi prodotti poiché integrano leggerezza, resistenza meccanica e resa estetica: elementi indispensabili in molteplici settori industriali.

L’impiego dei materiali compositi ha assunto negli ultimi decenni un’importanza rilevante, arrivando, in alcuni settori, a sostituire quasi totalmente i materiali metallici, plastici e lignei, grazie alle loro elevatissime proprietà fisico-meccaniche.

Tra i materiali compositi un ruolo di primo piano è occupato dalla fibra di carbonio, materiale fortemente innovativo che consente di realizzare prodotti con caratteristiche meccaniche prima impossibili e dal forte appeal racing: ideale ad esempio per dare nuova vita ad un prodotto ormai maturo oppure fornire una nuova leva alla funzione marketing.

Sono definiti “compositi” i materiali costituiti da due o più elementi. Dall’unione di questi elemeti si ottiene un nuovo materiale che coniuga le caratteristiche migliori dei singoli elemeti che lo compongono. Generalmente i materiali compositi sono realizzati per mezzo di una matrice e di una fibra.

Ad esempio il cemento armato è un materiale composito in quanto costituito dal tondino in ferro, che ha il compito resistere alla trazione, e dalla matrice cementizia cha ha il compito di resistere a compressione. Allo stesso modo un manufatto realizzato in fibra di carbonio e composto dai filamenti tessuti di fibra di carbonio e da una resina, la matrice, generalmente di natura epossidica.
La matrice è il “collante” che tiene insieme la fibra e lo protegge dagli effetti dell’ambiente esterno, consentendo anche di distribuire i carichi cui il prodotto e sottoposto.

Fibra di carbonio e materiali compositi consentono la costruzione di strutture leggere, resistenti ed efficienti dal punto di vista energetico che possono essere utilizzate in una grande varietà di applicazioni.
Il settore aeronautico e quello aerospaziale sono stati i settori di riferimento precursori nella manifattura fibra di carbonio e l’impiego dei materiali compositi: le tecnologie sviluppate in questi ambiti possono essere oggi utilizzate anche per applicazioni di uso quotidiano.

L’utilizzo di materiali compositi richiede diverse valutazioni tecniche ed economiche, infatti a differenza dei metalli o altri materiali tradizionali, essi richiedono l’utilizzo di processi e metodologie, che anche se applicati su scala industriale e produttiva, risultano avere tempi e costi di realizzazione importanti. Esistono diversi metodi per la produzione di manufatti in materiali compositi.

Uno dei principali, nonché quello usato in campo aeronautico, è il processo in autoclave, poiché garantisce le migliori caratteristiche meccaniche sul prodotto finito.

Epi produce con processo di cura in autoclave.

I tessuti prepreg (ovvero tessuti già impregnati con al resina/matrice) di fibra di carbonio o kevlar o altro materiale composito vengono prima tagliati in sagome. La sagome vengono laminate in uno stampo; lo stampo e poi inserito in autoclave e sottoposto ad un ciclo di cura a pressioni e temperatura controllate elettronicamente. Al termine del proceso si ottiene il pezzo finito.

Esistono numerose tipologie di materiali composti. La prima distinzione divide in due macro aree le fibre e le matrici, a seconda che queste siano naturali o sintetiche.

Tra le tipologie più note di fibre sintetiche vanno sicuramente annoverate la Fibra di carbonio, la Fibra aramidica (kevlar) e la Fibra di vetro.

Anche i compositi naturali, costituiti da almeno un elemento di derivazione naturale, rivestono attualmente particolare importanza. Oggi infatti sono disponibili fonti alternative rispetto alle fibre tradizionali; è il caso ad esempio dei cosiddetti rinforzi “green”, come le fibre di canapa, di lino o di bambù.

In definitiva la caratteristica principale dei compositi è alleggerire il prodotto finito migliorando contemporaneamente le caratteristiche meccaniche dello stesso.

Questa leggerezza si traduce in un generalizzato risparmio che a seconda dei casi può essere valutato in termini di fatica o energia. Oltre all’efficienza strutturale, i materiali compositi possono anche essere più intelligenti, più funzionali e versatili di quelli tradizionali. La combinazione di nuove funzionalità nei compositi è notevolmente più facile che con i metalli e l’unico ostacolo sono i confini dell’immaginazione.I materiali compositi renderanno il mondo di domani un luogo sempre più funzionale in cui vivere!