Materiali super-strutturali:
un passo avanti nella sostituzione dei metalli
La sempre più pressante
esigenza di soluzioni tecnicamente vincenti e
la crescita del prezzo dei metalli stanno catalizzando
un notevole interesse verso l'impiego di tecnopolimeri
ad elevate prestazioni meccaniche per impieghi
strutturali.
L'introduzione di compound rinforzati per stampaggio
ad iniezione comporta infatti sensibili benefici
tanto alle tempistiche di produzione, quanto
ai costi complessivi di trasformazione e trasporto,
quanto alla tutela dell'ambiente e della salute
dei lavoratori.
Per essere sempre propositiva nei confronti
del mercato, LATI ha introdotto nella propria
gamma di materiali speciali una serie di gradi
destinati a costituire un nuovo punto di riferimento
nel campo delle applicazioni strutturali più
spinte.
In base alle esigenze di progettazione, LATI
può oggi proporre compound formulati
per rendere massimo il carico a rottura
o il modulo elastico, ottimizzando la
robustezza o la rigidezza del manufatto ma senza
perdere di vista la tenacità, la resistenza
a fatica e al creep.
Seguendo queste proposte risulta evidente la
possibilità di indirizzare correttamente
- e fin da subito - ogni operazione di metal
replacement, senza far ricorso a compromessi
svantaggiosi come l'adozione di inserti metallici
o di supporti in composito.
Inoltre la vasta scelta di termoplastici LATI
permette di selezionare anche la resina di base
che più garantisce la resistenza ai fattori
ambientali più avversi, dalla temperatura
all'attacco chimico, dalla presenza di umidità
all'esposizione ai fattori climatici ecc.
PRODOTTI AD ALTO MODULO:
sono compound che offrono un modulo elastico
più che doppio rispetto ai gradi realizzati
impiegando fibre di vetro o di carbonio ordinarie.
Vengono formulati rinforzando la matrice termoplastica
con percentuali variabili di fibre di carbonio
dedicate ad impieghi speciali, es. nel settore
aerospaziale. Il materiale che si ottiene consente
di realizzare manufatti in cui le deformazioni
sotto carico risultano estremamente ridotte
e per questa ragione i materiali ultrarigidi
si candidano idealmente alla sostituzione di
compositi e leghe metalliche il cui impiego
avvenga in virtù più della loro
indeformabilità più che del carico
a rottura o della resilienza.
Settori
ideali per un compound a bassissima deformabilità
sono quelli in cui è tassativo il rispetto
delle tolleranze e delle dimensioni geometriche:
aerospaziale, meccanica di precisione, elettronica,
macchine tessili, militare, pneumatica, valvole
speciali ecc.
La differente lunghezza media delle fibre ha
inoltre evidenziato un notevole incremento
della resistenza alla fatica grazie, probabilmente,
alla maggior capacità di ripartire lo
sforzo applicato.
I
prodotti ultrarigidi vengono offerti esclusivamente
su basi ad elevate prestazioni: PPA, PPS,
PA e PEEK.
PRODOTTI AD ELEVATO CARICO DI ROTTURA:
la maggior parte delle situazioni in cui sono
impiegati materiali metallici prevede l'azione
di pesanti sollecitazioni meccaniche sottoforma,
es., di sforzi di taglio, flessioni o torsioni.
La capacità di reggere carichi particolarmente
intensi viene offerta da LATI attraverso i suoi
prodotti rinforzati con alto contenuto di fibra
vetro.Le offerte più consolidate sono
quelle ricavate partendo da PA6, PA66 e PPS
rinforzati con il 40, 50 o 60% di fibra di vetro
ad ottenere compound caratterizzati da un rapporto
prezzo/prestazioni molto interessante.
Le
poliammidi tuttavia mostrano limiti legati all'assorbimento
di umidità e alle temperature di impiego
mentre il PPS è notoriamente un prodotto
con allungamenti a rottura e tenacità
limitati.
Per ovviare a questi svantaggi LATI ha reso
disponibile il LARAMID G/60, un compound
su base PPA caricato al 60% con fibra di vetro
speciale le cui prestazioni meccaniche sono
eccezionalmente elevate.
Forte
infatti di un carico a rottura superiore
a 280 MPa, il LARAMID G/60 stacca del 25%
gli ordinari compound realizzati su PA66 analogamente
caricati e del 40% simili gradi su base PPS.
Il considerevole allungamento a rottura indica
fra l'altro la capacità di sopportare
deformazioni imposte senza cedimenti, come per
esempio avviene nelle applicazioni nel campo
della raccorderia, dell'idraulica, delle strutture
portanti ecc.
La
resina impiegata offre inoltre altri vantaggi:
bassissima igroscopicità e quindi
nessuno scadimento delle proprietà meccaniche
a causa dell'umidità ambientale, elevata
inerzia chimica ai prodotti organici così
come alla maggior parte di acidi e basi, prestazioni
termiche di massimo rilievo che permettono al
compound di non mostrare variazioni comportamentali
apprezzabili fino ad oltre 150°C di temperatura
in continuo.
Per questa ragione il LARAMID G/60 si candida
come grado vincente nell'eliminazione dell'alluminio
e delle sue leghe, dell'acciaio o come sostituto
ideale dell'ottone per la produzione di valvole
e raccordi, nell'ambiente sottocofano per il
settore automotive, nell'elettrotecnica ecc.
PRODOTTI STRUTTURALI AD ALTA ESTETICA:
sempre più frequentemente esigenze meccaniche
estreme non possono prescindere da un'ottima
finitura superficiale.
Per questa ragione LATI ha introdotto sul mercato
la gamma di prodotti dedicati all'impiego strutturale
LATIGLOSS la cui formulazione è tale
da offrire anche un'elevata estetica.
I LATIGLOSS sono compound su base PA6
e PA66 caricati 30-60% con fibra di vetro o
di carbonio capaci di offrire prestazioni meccaniche
di assoluto rilievo ma privi dei tipici problemi
di affioramento della fibra che invece affliggono
i rinforzati standard.
Con i prodotti LATIGLOSS risulta migliorata
non solo l'estetica ma anche la stabilità
dimensionale è decisamente migliore
grazie ad un ritiro più omogeneo e contenuto.
Inoltre sono possibili anche versioni con un
comportamento migliorato alla fiamma e sono
in fase di messa a punto gradi impiegabili anche
in caso di contatto con acqua potabile ed alimenti.
La
finitura superficiale ottenibile con i gradi
ad alta estetica LATI rende davvero difficile
paragonare il LATIGLOSS ad un alto rinforzato
standard:
l'aspetto è infatti perfettamente uniforme
anche nelle versioni colorate, la bassa rugosità
rende più scorrevoli elementi in movimento
ma soprattutto può evitare lavorazioni
di ottimizzazione estetica come verniciature,
metallizzazioni o il sovrastampaggio con elastomeri.
Nonostante questo i gradi LATIGLOSS risultano
comunque idonei a processi di post-lavorazione
estetica, come evidenziato dalle recenti prove
di cromatura (rif., foto).
La combinazioni di prestazioni meccaniche, termiche
ed estetiche, la stabilità dimensionale
e la facilità di trasformazione identificano
nei LATIGLOSS una serie di perfetti sostituti
di compound più costosi, su tutti le
poliammidi semiaromatiche o miscele simili,
soprattutto qualora l'impiego specifico non
richieda espressamente prestazioni meccaniche
in temperatura.
I vantaggi in termini di costo non sono da
vedersi solo nel prezzo della materia prima
ma anche nella facilità di stampaggio
e nelle condizioni di trasformazione decisamente
meno onerose perchè vicine a quelle di
un normale PA6 o 66 e non a quelle di una PPA.

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