Che cos’è un composito?

Un materiale composito è composto da almeno due materiali, che si combinano per dare proprietà superiori a quelle dei singoli costituenti.

Per il nostro sito web ci riferiamo ai compositi in polimeri rinforzati con fibre (FRP), solitamente con fibre di carbonio, vetro, aramide, polimero o naturali incorporate in una matrice polimerica. Possono essere utilizzati altri materiali di matrice e i compositi possono anche contenere riempitivi o nano-materiali come il grafene.

I molti materiali componenti e i diversi processi che possono essere utilizzati rendono i compositi estremamente versatili ed efficienti. In genere danno come risultato soluzioni più leggere, più forti e più durevoli rispetto ai materiali tradizionali.

Perché usare i compositi?

La ragione principale per cui i materiali compositi vengono scelti per i componenti è il risparmio di peso per la loro relativa rigidità e forza. Per esempio, un composito rinforzato con fibra di carbonio può essere cinque volte più forte dell’acciaio 1020 pur avendo solo un quinto del peso. L’alluminio (grado 6061) è molto più vicino come peso al composito di fibra di carbonio, anche se è ancora un po’ più pesante, ma il composito può avere il doppio del modulo e fino a sette volte la forza.

Crescita nell’industria dei compositi

L’industria dei compositi è un settore eccitante in cui lavorare perché nuovi materiali, processi e applicazioni vengono sviluppati continuamente – come l’uso di fibre ibride vergini e riciclate, una produzione più veloce e automatizzata. Il mercato globale dei materiali compositi sta crescendo di circa il 5% all’anno, con la domanda di fibra di carbonio che cresce del 12% all’anno.

Con circa 1500 aziende britanniche coinvolte, il mercato dei prodotti compositi del Regno Unito è stato stimato a 2.3 miliardi di sterline nel 2015, e potrebbe crescere di 2 miliardi di euro.3 miliardi di sterline nel 2015, e potrebbe crescere fino a 12 miliardi di sterline entro il 2030 (Riferimento: The 2016 UK Composites Strategy)

Quando si dovrebbero usare i compositi?

Come tutti i materiali di ingegneria, i compositi hanno particolari punti di forza e di debolezza, che dovrebbero essere considerati nella fase di specifica. I compositi non sono assolutamente il materiale giusto per ogni lavoro.

Tuttavia, una delle principali forze trainanti dello sviluppo dei compositi è stata la possibilità di cambiare la combinazione del rinforzo e della matrice per soddisfare le proprietà finali richieste di un componente. Per esempio, se il componente finale deve essere resistente al fuoco, una matrice ignifuga può essere usata nella fase di sviluppo in modo che abbia questa proprietà.

Riduzione del peso

• La ragione principale per cui i compositi vengono scelti è una migliore forza/rigidità specifica (forza/rigidità specifica per unità di peso).
• Questo aiuta a ridurre il consumo di carburante, o ad aumentare l’accelerazione o la portata nel trasporto.
• Consente un’installazione più facile e veloce o un movimento più rapido dei bracci dei robot e riduce le strutture di supporto o le fondazioni.
• Migliora la stabilità in alto nelle navi e nelle strutture offshore e la galleggiabilità per le applicazioni in alto mare.

Durevolezza e manutenzione

• I compositi non arrugginiscono, il che è fondamentale, soprattutto in ambienti marini e chimici. La necessità di manutenzione e verniciatura è ridotta o eliminata.
• I cuscinetti in composito per motori marini e ponti non hanno bisogno di lubrificazione e non si corrodono.
• Combinate l’eccellente resistenza alla fatica, e i compositi possono aumentare la durata del prodotto di diverse volte in molte applicazioni.

Funzionalità aggiunte

• I compositi sono isolanti termici che sono buoni per la protezione dal fuoco e dalle esplosioni o per le applicazioni criogeniche.
• L’isolamento elettrico è utile per le strutture ferroviarie e la trasparenza radar. Una rete conduttiva o un rivestimento possono essere integrati se necessario, ad esempio per riflettere il radar o deviare i fulmini.
• Sensori, elettronica e cablaggio possono essere incorporati.

Libertà di design

• Il design dei compositi permette libertà di forma architettonica.
• Molte parti possono essere consolidate in una, e irrigidimenti, inserti, ecc. possono essere integrati nello stampo.
• I compositi possono essere adattati all’applicazione scegliendo i materiali costituenti e incorporando funzionalità extra.