Lastre in composito: leggere, rigide e resistenti

Grazie al rinforzo con fibre continue, generalmente fibra di vetro o di carbonio, i nuovi semilavorati che Ensinger sta lanciando sul mercato si distinguono soprattutto per un livello di proprietà meccaniche pari a quello di metalli o leghe molto pesanti, combinato però a un’estrema leggerezza. La matrice termoplastica offre inoltre svariati vantaggi rispetto ai compositi tradizionali: elevata resistenza agli urti, proprietà costanti in un ampio range di temperature, resistenza chimica ed elevato allungamento a rottura. Queste lastre possono quindi essere utilizzate per realizzare particolari a disegno di qualità eccezionale con tolleranze strettissime e, selezionando il materiale più adatto come matrice, è possibile soddisfare un’ampia gamma di esigenze.

Le nuove lastre in composito sono altresì facili da lavorare in quanto, oltre al taglio ad acqua, è possibile utilizzare i metodi di lavorazione convenzionali, impostando parametri di lavorazione adeguati. Grazie a tali caratteristiche le possibilità applicative sono molto ampie e vanno dall’industria aerospaziale, all’ingegneria meccanica, all’industria automobilistica fino al settore degli articoli sportivi.

Le caratteristiche tecniche

• Leggerezza e resistenza – le nuove lastre Ensinger presentano un peso specifico compreso tra 1.5 e 1.8 g/cm³, simile a quello delle lastre in materiale plastico non rinforzato o rinforzato con fibre corte. Grazie al tessuto di rinforzo con fibre lunghe le proprietà meccaniche aumentano in misura notevole tanto da risultare simili a metalli e leghe. Rispetto ai polimeri non rinforzati, le lastre in composito termoplastico raggiungono valori 5 volte superiori sia per resistenza a trazione che per modulo di Young.
• Bassa dilatazione termica – i termoplastici rinforzati con fibre continue mostrano un coefficiente di dilatazione termica lineare estremamente basso, nell’ordine di 5×10-6 K-1. Questa proprietà è di grande importanza per applicazioni soggette ad ampie fluttuazioni termiche e dove sia richiesto un livello di precisione elevato.
• Proprietà meccaniche – la matrice termoplastica conferisce alle lastre un’elevata resistenza agli urti, con valori significativamente più elevati rispetto ai compositi a matrice termoindurente, ad esempio con resina epossidica o fenolica. Inoltre, l’elevato allungamento a rottura dei termoplastici assicura un comportamento alla rottura duttile e non fragile. Per alcune applicazioni, anche lo smorzamento intrinseco delle vibrazioni della matrice può costituire un vantaggio di rilievo.
• Personalizzazione e flessibilità – Ensinger è in grado di produrre lastre termoplastiche composite secondo le misure specifiche del cliente, con dimensioni massime di 525 x 625 mm. La produzione è flessibile anche per quanto riguarda lo spessore, realizzabile in qualsiasi misura, nell’intervallo tra 0,5 e 95 mm.

I prodotti standard sono lastre con matrice in PEI rinforzate con fibre di vetro oppure PC e PPS con fibre di carbonio. Questi rappresentano l’opzione economicamente più interessante, in particolare per la produzione di prototipi e piccole serie. D’altro canto, su richiesta, è anche possibile produrre semilavorati customizzati studiati appositamente per il cliente creando diverse combinazioni matrice/fibra, fibre strutturate o sovrapposizioni personalizzate di fibre.

Tre nuovi materiali per qualsiasi esigenza applicativa

L’ampliamento del portafoglio Ensinger ha comportato l’aggiunta di tre materiali nuovi, che grazie alla combinazione di matrici polimeriche e rinforzi in fibra di vetro o fibra di carbonio sono caratterizzati da rigidità e resistenza meccanica aumentate.

• Il primo, il Tecatec PPS CW50 black (PPS CFRP – Polifenilene solfuro rinforzato con fibre di carbonio) si distingue per l’eccellente resistenza alle alte temperature a fronte di una resistenza chimica molto buona e una elevata stabilità dimensionale in un ampio intervallo di temperature e di umidità.
• Il secondo, il Tecatec PEI GW50 natural (PEI GFRP – Polieterimmide rinforzato con fibre di vetro), presenta caratteristiche notevoli dal punto di vista termico, con una temperatura di esercizio in continuo di 170°C, buon isolamento elettrico e, grazie al ritardante di fiamma, questo materiale assicura bassa emissione di fumo e tossicità (FST). Rispetto agli altri due materiali, rinforzati con fibre di carbonio, il rinforzo in fibra di vetro della matrice in PEI permette di ottenere ottime proprietà meccaniche mantenendo costi contenuti.
• Il terzo, il Tecatec PC CW50 black (PC CFRP – Policarbonato rinforzato con fibre di carbonio) grazie alla matrice trasparente garantisce un aspetto estetico di alta qualità, mantenendo un’elevata resistenza agli urti.