Come sono realizzati i tubi in fibra di carbonio

I tubi in fibra di carbonio sono ideali sia per l'hobbista che per il professionista del settore. Sfruttando la rigidità delle fibre di carbonio, una struttura tubolare estremamente rigida ma leggera può essere utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni.

I tubi in fibra di carbonio possono sostituire l’acciaio, ma il più delle volte sostituiscono l’alluminio. In molti casi, un tubo in fibra di carbonio può pesare 1/3 di un tubo in alluminio e avere comunque caratteristiche di resistenza uguali o migliori. Per questo motivo, i tubi rinforzati con fibra di carbonio si trovano spesso in applicazioni in cui la leggerezza è fondamentale, come nel settore aerospaziale, nelle auto da corsa e negli sport ricreativi.

Le forme più comuni dei profili tubolari in fibra di carbonio sono quadrati, rettangolari e circolari. I profili rettangolari e quadrati vengono comunemente definiti "trave scatolare". Le travi scatolari in fibra di carbonio forniscono un'eccellente rigidità a una struttura e simulano due travi a I parallele.

Applicazioni per tubi in fibra di carbonio

Qualsiasi applicazione in cui il peso è fondamentale, il passaggio alla fibra di carbonio sarà vantaggioso. Di seguito sono riportati alcuni degli usi più comuni dei tubi in fibra di carbonio:

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Produzione Tubi in Fibra di Carbonio

Le strutture composite cave possono essere difficili da produrre. Questo perché è necessario applicare pressione sia sul lato interno che su quello esterno del laminato. Nella maggior parte dei casi, i tubi in fibra di carbonio con profilo continuo sono prodotti mediante pultrusione o avvolgimento di filamenti.

I tubi pultrusi sono di gran lunga il metodo più conveniente per produrre profili compositi continui. Quando si pultrude un tubo cavo, è necessario un "mandrino flottante". Un'asta di acciaio cromato è saldamente fissata sul lato della trafila dove entra la materia prima. L'hardware di montaggio è sufficientemente lontano da non interferire con la fibra impregnata quando entra nella matrice.

Lo spazio tra il mandrino e la matrice determinerà lo spessore della parete del tubo in fibra di carbonio.

I tubi pultrusi in fibra di carbonio consentono la produzione di tubi praticamente di qualsiasi lunghezza. Il trasporto del tubo è generalmente la limitazione della lunghezza. Nella pultrusione, la maggior parte della fibra seguirà la direzione del tubo. Questo crea un tubo con un'enorme rigidità, ma non molta resistenza del cerchio o resistenza trasversale.

Tubi in fibra di carbonio a filamento avvolto

Per una maggiore resistenza e proprietà in tutte le direzioni, l'avvolgimento del filamento è un metodo efficace nella produzione di tubi in fibra di carbonio. I tubi a filamento avvolto sono economici e hanno proprietà eccellenti, tuttavia, la limitazione maggiore è basata sulla lunghezza della macchina avvolgitrice.

Altri processi produttivi

La pultrusione e l'avvolgimento del filamento, sebbene siano i più comuni, non sono l'unico modo per produrre tubi in fibra di carbonio. Lo stampaggio della vescica, lo stampaggio per compressione, l'infusione sotto vuoto e la lavorazione in autoclave sono tutti metodi per produrre tubi in fibra di carbonio. Ognuno ha anche il suo vantaggio e svantaggio.