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Fibra di carbonio - Epi

MATERIALI COMPOSITI. BENEFICI ED INNOVAZIONI.

L’impiego dei MATERIALI COMPOSITI in campo industriale e non, 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 che consentono applicazioni strutturali in svariati ambiti.
I compositi di ultima generazione prevedono l’applicazione di fibre naturali e matrici bio, per essere sempre più eco-compatibili.

 

MATERIALI COMPOSITI: COSA SONO E COME VENGONO UTILIZZATI.

Vengono definiti MATERIALI COMPOSITI i materiali costituiti da una matrice legante e da un rinforzo.  Essi sono infatti ottenuti mediante la stretta coesione di almeno due componenti, le cui caratteristiche fisiche e chimiche, sono tali da renderli diversi e reciprocamente insolubili e quindi separati tra loro. Tali elementi i vengono chiamati, uno fibra o tessuto di rinforzo, l’altro matrice.

materiali compositi

 

La matrice è il “collante” che tiene insieme il rinforzo e lo protegge dagli effetti dell’ambiente, consentendo anche di distribuire i carichi esterni all’interno del materiale e nel rinforzo.  Rinforzo è un termine generico per fibre, fiocchi o particelle disperse all’interno della matrice.

I 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.  In generale vengono utilizzati quando è richiesto il contenimento delle masse di una struttura o di più particolari, pur mantenendo un elevata integrità strutturale, nonché la possibilità di realizzare particolari molto integrati e di dimensioni ridotte. La leggerezza dei compositi e la possibilità di realizzare forme aerodinamiche complesse consente un risparmio di peso e dimensioni, non ottenibili con altre tecnologie esistenti.

Per questo motivo l’utilizzo dei materiali compositi continua a crescere in molte applicazioni.
Il settore aeronautico e quello aerospaziale, rappresentano settori di riferimento, ed all’avanguardia per quanto riguarda l’impiego dei materiali compositi. Nell’industria automobilistica sono utilizzati principalmente per aumentare l’efficienza energetica.

In alcuni campi i compositi hanno già quasi interamente sostituito i materiali tradizionali, come nelle attrezzature sportive per agonismo e nelle pale eoliche. Anche l’industria nautica utilizza sempre maggiori quantità di materiali compositi.

Sempre più frequenti sono anche applicazioni meno “convenzionali” relative a settori come il design, la valigeria e persino accessori ed oggetti da tavola!

PROCESSI PRODUTTIVI

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

Materiali compositi - Autoclave

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

 

Questa lavorazione viene solitamente usata per trattare le fibre di carbonio o il kevlar. Vengono prima tagliati degli strati di fibre della lunghezza desiderata; successivamente questi vengono impilati e incollati. Questi blocchi sono poi successivamente inseriti in un’autoclave, dove vengono sottoposti a dei programmi di temperatura e pressione, al termine dei quali si ottiene il laminato indurito. In questa lavorazione è molto comune l’uso dei prepreg (fibre preimpregnate di resina), che garantiscono omogeneità strutturale al composito.

 

TIPOLOGIE DI MATERIALI COMPOSITI

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.

materiali compositi

 

A queste si affiancano le matrici sintetiche : POLIMERI TERMOINDURENTI , EPOSSIDICHE/POLIESTERE , POLIMERI TERMOPLASTICHE , POLIETILENE

Da quando sono apparsi per la prima volta sul mercato civile i primi prodotti in carbonio e resina termoindurente, la scienza ha compiuto passi in avanti nel mondo dei compositi; oggi sono infatti  disponibili altre tipologie di materiali con caratteristiche tecniche e funzionali alternative rispetto ai compositi tradizionali.

Particolarmente interessante risulta l’impregnazione di fibre naturali con resine termoplastiche di derivazione bio che consente di ottenere prodotti naturali ecofriendly molto richiesti dal mercato attuale

I compositi naturali,  costituiti cioè  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.

BENEFICI 

L’utilizzo di materiali compositi consente di realizzare prodotti con caratteristiche prima impossibili oppure semplicemente dare nuova vita ad un prodotto ormai maturo.
I benefici derivanti dallo loro applicazione sono numerosi, tra cui:

  • RESISTENZA MECCANICA
  • RESISTENZA CHIMICA
  • STABILITA’ DIMENSIONALE
  • LEGGEREZZA
  • VERSATILITA’ NELLA REALIZZAZIONE DI GEOMETRIE
  • ELASTICITA’
  • DURATA NEL TEMPO

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!

 

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LE IMPRESE GUIDATE DALLE IDEE

LE IMPRESE GUIDATE DALLE IDEE – 17 MAGGIO 2018 – POLITECNICO DI BARI

Per il ciclo di incontri “ Le imprese guidate dalle idee ”, si è svolto lo scorso 17 maggio il convegno “ NUOVI MATERIALI E PROCESSI PRODUTTIVI PER IL DESIGN INDUSTRIALE”, promosso da ADI e Politecnico di Bari , e tenuto da alcuni membri del team EPI, specialisti della produzione e del marketing.

La lecture, che rientra in un ciclo di incontri ( “ Le imprese guidate dalle idee”) promossi da ADI Puglia e Basilicata nel territorio di competenza,  si è tenuta presso il Politecnico di Bari, dipartimento DICAR, coordinato dalla professoressa Rosanna Carullo ed ha visto una grande partecipazione da parte di studenti dei corsi di design, architettura ed ingegneria.

Oltre alla professoressa Carullo, coordinatrice del Corso di laurea in Disegno industriale al Politecnico di Bari, che ha introdotto l’incontro, sono intervenuti Antonio Labalestra, professore di Storia del design nella stessa università, il quale ha descritto il contesto storico dell’innovazione, Giacomo Ventolone, Marketing Specialist di EPI , descrivendo il tema del  Design e marketing come leva economica nelle imprese, e Tonino Rossetti, Area Produzione di EPI , al quale è stata affidato il tema specifico dell’incontro: Nuovi materiali e processi produttivi per il design industriale.

La serata “ Le imprese guidate dalle idee” , condotta da Roberto Marcatti, presidente di ADI Puglia e Basilicata, parte dalla consapevolezza che l’innovazione del design si fonda sulla disponibilità di nuovi materiali e nuovi processi produttivi, e occorre che il marketing sia integrato in questo processo per comprendere la direzione in cui orientare la comunicazione e la distribuzione dei nuovi prodotti.

Nell’ambito del settore Arredo-Design, l’utilizzo dei materiali compositi, si pone l’obiettivo di alleggerire il prodotto finito, migliorandone contemporaneamente le caratteristiche meccaniche ed estetiche, oltre naturalmente a conferire un design distintivo. Una leggerezza che si traduce in maggiore semplicità di utilizzo e di movimentazione sia in magazzino che a casa.

EPI, azienda specializzata nella lavorazione della fibra di carbonio, progetta e realizza componenti in materiali compositi per diversi settori industriali . Di recente EPI ha collaborato con diverse aziende del settore arredo, per la progettazione e realizzazione di componenti e parti strutturali, costruite in fibra di carbonio. La tecnologia di derivazione aerospaziale si fonde con l’artigianalità ed il design dando vita ad oggetti unici, che portano un materiale ancora poco noto, come la fibra di carbonio, nella vita quotidiana!

Il pubblico di studenti e non solo, si è mostrato fortemente interessato e partecipe.

L’incontro “Le imprese guidate dalle idee” ha messo in luce numerose possibilità di collaborazione che proprio sullo studio dei materiali e dei processi di lavorazione trova una convergenza tra i settori delle scienze delle ingegnerie e il design, settori che già collaborano all’interno del Corso di studi in disegno industriale.

Lo evidenzia anche la Professoressa Carullo in un suo commento all’evento: “L‘incontro organizzato dall’ADI con la collaborazione del  Corso di Studi in Disegno industriale del Politecnico di Bari è stata l’occasione per un confronto tra università ed eccellenze produttive del territorio. Numerosi sono i temi di approfondimento emersi, primo tra tutti l’uso di materiali innovativi da un lato sperimentati su tipologie di prodotto tradizionali, dall’altro da mettere continuamente alla prova nelle loro molteplici possibilità di applicazione, alla ricerca di una loro linguaggio estetico possibile. Da questo punto di vista è emersa l’importanza del dialogo tra le discipline del design e  della storia del design e le discipline ingegneristiche, un dialogo che il Corso di Studi favorisce costantemente anche a livello didattico e che può trovare nel rapporto con le aziende del territorio il suo miglior campo di sperimentazione, in circolo virtuoso tra ricerca, didattica e imprese innovative che l’Adi in questi anni promuove con costanza”.

Emerge da tali parole il prezioso lavoro dell’ ADI che si prefigge lo scopo di mettere in sinergia più attori e più competenze proprio attraverso questo tipo di manifestazioni e “mappare il territorio di competenza di ognuna delle 13 Delegazioni Nazionali alla ricerca di imprese e professionisti con cui parlare lo stesso linguaggio: progetto, ricerca, innovazione, tecnologia, sostenibilità, sistemi produttivi alternativi, ecc.” , come sostiene Roberto Marcatti.

Il presidente prosegue poi affermando “E’ una soddisfazione personale e di tutti i componenti del Direttivo della Delegazione vedere che si può e si deve fare di tutto affinchè mondi diversi si parlino ed inizino a collaborare insieme su nuovi progetti e nuove strategie, è primario il dialogo tra le diverse competenze e discipline del design, compresa quella del design sociale. Sono certo che anche altre Imprese ed Istituzioni accademiche potranno collaborare con noi, che come Associazione abbiamo maturato in 60 anni dalla nostra costituzione una esperienza ed un ruolo di grande importanza rappresentando tutta la filiera del Made in Italy.”