Alberi in carbonio

Maxspar ha saputo vincere la grande sfida tecnologica di realizzare alberi in carbonio di grandi dimensioni in pezzo unico, tramite una tecnica di costruzione derivata dall'industria aeronautica che garantisce un prodotto finito di massima leggerezza e caratteristiche meccaniche elevate, capaci di esaltare le proprietà del carbonio.

Tutto questo è possibile grazie al nostro autoclave lungo ben 67 metri con diametro interno di ø1300/2000 mm e in grado di lavorare fino a 6 bar di pressione e 120° di temperatura. La costruzione di manufatti in carbonio tramite autoclave è infatti considerata superiore a tutti gli altri tipi di lavorazione, dal momento che i laminati così ottenuti rimangono più compatti e si riduce notevolmente il rischio di formazione di bolle d'aria nel manufatto.

La scelta dei materiali contribuisce a migliorare sensibilmente il prodotto finito. Per questo abbiamo scelto di utilizzare carbonio pre-impregnato da Gurit-Deltapreg-Cit, leader mondiali nella produzione di laminati in resina epossidica con prodotti versatili e qualità eccellente.

Maxspar è qundi in grado di estrarre il mandrino in alluminio dal profilo in carbonio di grandi alberi, producendo manufatti in un unico pezzo con una sezione di 1200x600mm e 67 metri di lunghezza.

Il fatto di poter realizzare un albero senza giunzioni laterali garantisce una maggiore longevità e stabilità nel tempo perché, in questo modo, si elimina qualsiasi possibilità di delaminazione delle parti unite in condizioni di alto carico . L’unidirezionale a 0° è posizionata sul mandrino per l'intera lunghezza del montante, permettendo alla fibra di lavorare in modo omogeneo e continuo.

La flessione del profilo sotto carico utilizza al massimo la disposizione della fibra lungo la sua lunghezza, ottenendo una flessibilità uniforme senza interruzioni o variazioni di curva.

Grazie a questa tecnica di produzione, inoltre, siamo in grado di monitorare costantemente il peso dei laminati in ogni fase della lavorazione, verificando che il calcolo teorico rispetti il progetto iniziale in modo da ottenere effettivamente il peso desiderato.

Lavorazione in autoclave: il perché di una scelta vincente

Esistono vari metodi per costruire un oggetto in carbonio, diversi a seconda dell’utilizzo cui è destinato il prodotto finito, del carico, del tipo di materiale impiegato e delle tecnologie disponibili. Sulla base di queste variabili si possono pertanto ottenere prodotti finali apparentemente simili ma, in realtà, profondamente diversi.

Un prodotto come l'albero di un'imbarcazione a vela può essere visto come un tubo sollecitato ad alto carico, pertanto il fattore di rigidità del tubo stesso ed il suo peso sono dati molto importanti. Una prova empirica, ma sicuramente efficace, consiste nell'osservare gli alberi quando vengono sollevati in orizzontale dalla gru prima di alberare: in questa situazione è infatti possibile verificare la differenza di rigidità del manufatto e comparare il tipo di lavorazione.

Naturalmente è difficile, per il cliente, capire quali siano i vantaggi e gli svantaggi delle varie possibilità offerte dal mercato: un albero in carbonio si presenta in pezzo unico ed è spesso difficile risalire alla tecnica attraverso la quale è stato realizzato. Solo un'analisi più approfondita può fare luce sulle metodologie e le fasi di costruzione, dalle quali si ottengono prodotti diversi con caratteristiche meccaniche differenti.

Le caratteristiche tecniche del materiale, ad esempio, sono diverse a seconda del modulo elastico del carbonio dichiarato dal produttore e del composito ottenuto dopo la lavorazione; della percentuale d'aria del composito stesso; della coesione intralamellare tra gli strati; del valore del trasferimento vetroso ottenuto nel ciclo di cura e delle dimensioni del profilo, che vanno comparate con il peso del tubo proposto.

Vanno poi tenuti in considerazione diversi tipi di giunzione:

giunzione laterale in senso trasversale, ovvero due metà unite insieme;
profilo in due parti unito ad una certa quota, con o senza laminazione sulla giuntura.

Diversi sono anche i sistemi di costruzione utilizzati:

utilzzo di stampo maschio con laminazione esterna;
utilizzo di stampo femmina superiore ed inferiore con giunzione per incollaggio e laminazione interna;
sistema di avvolgimento per filamento su stampo maschio.

I materiali da noi utilizzati, salvo specifiche richieste del cliente, sono:

tessuto unidirezionale da 300 gr in standard modulo... 240 Gpa;
tessuto diagonale da 400 gr in standard modulo... 240 Gpa;
su richiesta del cliente possiamo usare preimpregnati ad alto modulo... Gpa 380.

In tutti i processi tecnologici esistono dei vantaggi e degli svantaggi ma, sicuramente, la costruzione di un manufatto in carbonio tramite autoclave e preimpregnato è da considerarsi una tecnologia di prima qualità.

L'utilizzo di materiale preimpregnato, inoltre, garantisce maggiore stabilità del prodotto e semplicità di utilizzo, grazie al giusto rapporto tra resina e fibra presente all’interno.

La catalizzazione del preimpregnato si ottiene portando il materiale lavorato a temperatura in autoclave senza resine premiscelate manualmente – come previsto invece dal sistema tradizionale -, rispettando così la salute dell'operatore e dell'ambiente.

In conclusione, la lavorazione di un manufatto in carbonio in autoclave su stampo maschio è da considerare superiore rispetto a tutti gli altri processi tecnologici, poiché esalta la compattezza del laminato riducendo la possibilità di vuoti e bolle d'aria al suo interno, esercitando una pressione omogenea in tutti i punti.

Mast Profiles

Mast

115x98mm
145x94mm
156x99mm
165x99mm
178x113mm
200x100mm
210x112mm
232x125mm
270x150mm
320x165mm
365x165mm
410x200mm
440x183mm
550x250mm
640x335mm
775x375mm