tecnologia Reglass

Il composito in carbonio è un materiale costruito dal 60% in volume di fibra di carbonio e dal 40% di resina. Il carbonio è una filamento di circa 7 micron di diametro con proprietà di resistenza e rigidità elevate.

Esistono numerosi tipi di fibre di carbonio che possono essere divisi in 3 classi principali: ad alta resistenza (HR), ad alto modulo e alta resistenza (HM) e ad altissimo modulo (HHM), che si differenziano per prezzo e prestazioni. Il primo, di solito più economico, esalta le caratteristiche di resistenza, il secondo e ancor di più il terzo fanno prevalere le caratteristiche di rigidezza.
Con quest’ultimo materiale, a parità di rigidezza, si possono ottenere pesi fino a 5 volte inferiori a quelli dei metalli.

La costruzione di rulli in fibra di carbonio può essere effettuata con tecnologie anche molto diverse tra loro.

Tutte comunque utilizzano matrici resinose che mirano alla migliore compattazione del materiale. Bolle d’aria e resina in eccesso sono elementi che abbassano fortemente la qualità complessiva del manufatto e vanno di conseguenza monitorate con la massima attenzione.

Due sono le tecniche maggiormente utilizzate: Filament Winding e Wrapping.

La prima prevede l’applicazione contemporanea di resina e fibre direttamente sullo stampo con un sistema automatizzato; di conseguenza la distribuzione della resina sul pezzo può risultare poco omogenea.

La Reglass utilizza la tecnologia del Wrapping (impiegata anche in campo aerospaziale e in Formula 1) che garantisce una migliore qualità del materiale, perché il processo indiretto è più controllabile.

Prima viene impregnata la fibra con la matrice resinosa più idonea e prodotto un materiale in forma di lamina, chiamato preimpregnato.

Nel processo la percentuale di resina e l’omogeneità fibra-resina a livello microscopico vengono monitorate con strumenti di controllo per mantenere gli standard richiesti. In una fase successiva, il preimpregnato viene applicato sullo stampo.

Reglass si avvale di un proprio, brevettato processo di stampaggio che garantisce migliori caratteristiche meccaniche (+20% rispetto ai concorrenti).

Per la costruzione dei rulli Reglass utilizza lamine preimpregnate di fibre unidirezionali in carbonio. Le lamine vengono montate manualmente a strati da personale specializzato sullo stampo ed orientate secondo angoli controllati e definiti dal progetto strutturale del rullo.

La struttura di un cilindro tipico risulta composta da almeno tre ordini di strati: gli strati interno ed esterno hanno fibre prevalentemente trasversali rispetto all’asse del rullo e racchiudono come un guscio gli strati centrali, a fibre prevalentemente longitudinali.

Su alcuni tipi di rulli il numero complessivo di strati può essere vicino al centinaio.

L’utilizzo del preimpregnato unidirezionale garantisce una migliore resa (fino al 20%) rispetto all’impiego del tessuto, perché la disposizione dei filamenti in carbonio è perfettamente rettilinea e non ondulata, come nella struttura trama/ordito della tessitura.

Il tessuto viene utilizzato da Reglass soprattutto all’esterno del rullo per la protezione degli strati sottostanti.

Dopo la polimerizzazione il tubo in carbonio viene lavorato meccanicamente, gli vengono applicate le teste in acciaio o alluminio e viene infine rettificato con le tolleranze richieste.

Reglass può inoltre eseguire rivestimenti superficiali in metallo, ceramica o elastomero per ogni esigenza di durezza superficiale, resistenza all’usura, riduzione dell’attrito o altro che possa essere richiesto dal processo in cui il rullo deve essere inserito.

I vantaggi tecnologici nell’utilizzo dei rulli in carbonio Reglass sono molteplici:

Pesi inferiori
Il peso di un rullo in carbonio, rispetto ad un rullo in acciaio di pari prestazioni, può essere da 4 a 20 volte inferiore a seconda del tipo di prestazioni richieste.

Bassa inerzia
Date le minori masse in gioco, i momenti d’inerzia hanno valori estremamente bassi, che permettono di lavorare con film molto sottili (con spessori anche inferiori al millesimo di mm), di ottenere una grande precisione sulle celle di carico, di avere accelerazioni e decelerazioni rapide e di ridurre fortemente le potenze necessarie alla motorizzazione delle linee.

Elevata rigidezza
Le rigidezze del rullo nelle diverse direzioni, utilizzando vari tipi di fibre, possono essere scelti e predefiniti tra valori simili a quelli dell’alluminio fino a valori più che doppi rispetto a quelli dell’acciaio, con pesi estremamente inferiori.

Elevate velocità critiche
La grande rigidezza e la bassa inerzia rendono questi rulli ideali quando le velocità di lavoro sono molto elevate. Essi possono, infatti, lavorare a velocità di rotazione irraggiungibili per qualsiasi altro tipo di materiale, oppure possono avere diametri molto inferiori a quelli dei rulli metallici.

Efficienza meccanica
Le caratteristiche anisotrope del composito permettono di definire il progetto in base al tipo di prestazioni richieste dal cliente, ottimizzando peso, diametro e caratteristiche fisico-meccaniche. La riduzione della potenza installata che ne consegue permette di abbassare i costi delle apparecchiature elettriche per il costruttore e di ridurre il consumo di energia per l’utilizzatore.
In molti casi si può addirittura eliminare la motorizzazione dei rulli con consistenti risparmi e semplificazioni nella costruzione della macchina.

Grazie a queste caratteristiche, il rullo in carbonio viene scelto perché in molti casi è l’unica soluzione per incrementare la performance di una macchina e renderla economicamente più valida.
Il maggior costo dei rulli in carbonio, come Reglass è in grado di dimostrare, viene recuperato in un tempo brevissimo.

Altrettanto importante è la resina, matrice epossidica che lega le fibre; la qualità della formulazione resinosa e dei legami fibra-resina a livello microscopico garantisce la compattezza della struttura e un ottimale trasferimento delle sollecitazioni alla fibra.