Quando si parla di processo di pultrusione entrando nel dettaglio tecnico è necessario considerare le resine termoindurenti con le quali vengono impregnate le fibre di rinforzo posizionate nei prestampi.

Una delle più performanti è senza dubbio la resina epossidica. Quali sono le caratteristiche principali di queste resine termoindurenti? Tra le più importanti è possibile ricordare la reazione a freddo. Per capire in maniera specifica il funzionamento della resina epossidica è bene ricordare anche che il formulato è caratterizzato dalla presenza di due componenti. Di preciso si parla di una resina base, conosciuta con il nome tecnico di componente A, e di una resina indurente, conosciuta con il nome tecnico di componente B.

Le suddette resine, miscelate assieme, danno vita a uno strato vetrificato dall’aspetto lucido. Il suddetto può essere gestito scegliendo una colorazione personalizzata, vantaggio non da poco per quanto riguarda la realizzazione di barriere estetiche, che devono adattarsi anche a livello visivo all’ambiente in cui vengono inserite.

Da non trascurare è anche il vantaggio legato all’utilizzo della resina epossidica piuttosto che di quella in poliestere. Perché si preferisce la prima? Per il semplice fatto che sono superiori le caratteristiche fisiche che la distinguono e sono più brevi i tempi di reazione.

L’iniezione delle resine epossidiche che contraddistingue il processo d’impregnazione delle fibre di rinforzo avviene a vasca aperta. Un’altra soluzione possibile è quella del processo a iniezione diretta. Per entrare ulteriormente nel dettaglio, possiamo ricordare che le suddette fibre di rinforzo vengono posizionate nel prestampo, tenendo conto delle indicazioni relative al profilo finale.

Dopo l’impregnazione a vasca aperta, le fibre di rinforzo vengono convogliate con un processo di traino un uno stampo in acciaio.

In tutto questo, per migliorare il risultato finale, interviene un sistema computerizzato che tiene sotto controllo il processo di polimerizzazione in ogni sua singola fase, compreso tutto quello che riguarda la fase di avanzamento del profilo.

 

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I profili pultrusi stanno cambiando progressivamente la vita professionale di progettisti, ingegneri e architetti. Di conseguenza hanno anche un impatto sull’utente finale, sia esso business o consumer. La loro applicazione non riguarda un solo ambito, ma si sta progressivamente estendendo a diversi settori, tra i quali è possibile comprendere anche quello aeronautico. In questi casi è necessario concentrarsi sull’efficienza e sulla lunga durata dei materiali.

Basta pensare a un esempio come le passerelle delle grandi navi per rendersi conto di quanto, quando si seleziona il materiale, sia necessario puntare sul massimo della qualità, tenendo d’occhio anche la leggerezza e la resa estetica.

Con i profili pultrusi in materiale composito è possibile soddisfare queste esigenze a un costo decisamente più contenuto rispetto a quello dell’acciaio. Per quali motivi? Prima di tutto perché si parla di soluzioni più leggere che, nella gran parte dei casi, non necessitano né della doppia né della tripla camera.

Resistenti agli agenti corrosivi – peculiarità di assoluta importanza quando si parla di applicazione dei profili pultrusi in un ambito come quello aeronautico, dove la corrosione è un rischio molto alto – i profili pultrusi necessitano di una manutenzione decisamente più ridotta rispetto a uno dei materiali che, erroneamente, viene accostato alle loro performance.

Di cosa stiamo parlando? Dell’acciaio. Questo metallo ha ormai fatto il suo tempo per quanto riguarda dettagli come le soglie dei serramenti, ma anche i grigliati delle passerelle navali e delle infrastrutture ferroviarie.

Non potrebbe andare diversamente visto che sono sempre più diffusi i profili pultrusi, cinque volte più leggeri, personalizzabili per quanto riguarda la colorazione e associabili a matrici diverse. In questo caso è possibile chiamare in causa soluzioni come le resine poliestere, le resine epossidiche e le resine vinilestere.

Da ricordare oltre a questi aspetti è il fatto che, nel settore aeronautico e spaziale, si tende a prediligere le fibre di carbonio e il kevlar.

 

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L’impiego dei profili pultrusi è sempre più diffuso sia per quanto riguarda le soluzioni di edilizia privata, sia per quel che concerne le realizzazioni di ambito aeronautico e petrolifero. In tutto questo è utile fare mente locale sui vantaggi che possono derivare dalla scelta dei profili pultrusi, ormai utilizzati molto spesso come soluzioni per sostituire l’acciaio, per la realizzazione di pensiline.

Sia che si parli di realizzazioni di piccole dimensioni, sia che si inquadri la scelta di pensiline decisamente ampie, come per esempio quelle che si possono vedere nelle stazioni, il contesto non cambia. Di certo c’è che con i profili pultrusi si ha modo di apprezzare un miglioramento sostanziale per quanto riguarda la resistenza agli agenti atmosferici, essenziale per perseguire l’efficienza totale quando si progetta una pensilina, per sua stessa natura molto esposta alle intemperie.

Da sottolineare quando si elencano i vantaggi dei profili pultrusi per la realizzazione di pensiline è anche la leggerezza, che si apprezza soprattutto se si opta per i profili in vetroresina, circa cinque volte più leggeri rispetto all’acciaio.

Da non trascurare è anche la possibilità di gestire il tutto tenendo conto di una minor manutenzione, che si traduce in un costo più contenuto. Ricorrendo ai profili pultrusi in vetroresina, inoltre, si ha modo di scegliere con facilità la colorazione finale, il che è un vantaggio importante per una pensilina, struttura che deve armonizzarsi con l’ambiente a prescindere dalla loro dimensione.

L’acciaio ha ormai fatto il suo tempo per quanto riguarda molte soluzioni e anche per quanto concerne la realizzazione di pensiline che, grazie ai profili pultrusi, possono essere messe a punto tenendo conto di un’efficienza che parte dalla più facile movimentazione in cantiere e termina con la possibilità di gestire la struttura in maniera più rapida e semplice, senza bisogno di tutte quelle manovre di manutenzione che invece necessita l’acciaio.

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Le fibre solitamente usate per elementi strutturali in profili strutturali FRP sono in fibre di vetro di tipo lungo e continuo. Le fibre presentano in trazione medesimo comportamento elasto-fragile, senza riscontro di tratti di incrudimento e softening; mentre in compressione la risposta è deficitaria rispetto alla precedente, a differenza dell’acciaio che presenta un comportamento omogeneo e simmetrico (isotropo).

 

Fibra di rinforzoResistenza a trazione  [MPa]Modulo elastico   [GPa]Deformazione a rottura [‰]Coefficiente di dilatazione termica long. [10-6 °C-1]Coefficiente di dilatazione termica rad. [10-6 °C-1]
Fibre di Carbonio2400 – 5700290 – 4003 – 18-1,6 – 0,17 – 12
Fibre di Aramide2400 – 315062 – 14215 – 44 – 360/
Fibre di Vetro3300 – 450072 – 8748 – 503 – 5/
PVA870 – 13508 – 2890 – 170//

Tabella 1 – Prestazioni meccaniche delle principali tipologie di fibre di rinforzo

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[Continua “Tecniche di produzione”]

SMC (Sheet Molding Compound)

composizione per stampaggio, si avvicina di più ai processi automatizzati e continui; è caratterizzato da un tasso di produzione medio-alto, con tolleranze precise e codificate. Ha origine dall’unione di un “tappeto” preimpregnato (prepeg) in resina con fibre corte a caduta aerea; il composito viene posizionato all’interno di uno stampo in alluminio, sotto una pressa formante. In questo modo viene sottoposto ad un processo di polimerizzazione (“curing”) che modifica la fisicità del materiale. Si instaura dunque un processo controllato e ripetitivo dal quale è possibile ottenere sempre lo stesso risultato. Lo stampo, infatti, viene chiuso e sigillato in pressione e l’aria viene aspirata durante il curing. È riservato alla produzione di elementi di medie dimensioni.

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Ad oggi, l’impiego degli FRP (Fiber Reinforced Polymers) per il rinforzo strutturale e post-sismico del patrimonio edilizio è ampiamente diffuso sia a livello nazionale che internazionale.

Al contrario, la considerazione delle fibre nei profili strutturali non è ancora penetrata a fondo nel campo della progettazione, anche se appare fortemente promettente. Le possibili applicazioni sono molteplici e spaziano in ogni campo dell’ingegneria:

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Ogni anno Saimex, in un’ottica attenta di responsabilità sociale d’impresa, sceglie un progetto da finanziare, un’associazione o Ente benefico al quale destinare il proprio contributo economico.

Un impegno volontario fortemente voluto e centrale per definire il ruolo di Saimex nella comunità territoriale nella quale lavora e si sviluppa; una funzione che non vuole essere solo economica ma anche di promozione e supporto sociale.

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Dopo la costruzione del più importante ponte pedonale interamente realizzato in fibra di vetro maggiori informazioni sulla fibra di vetro  a Prato in Toscana, Saimex, azienda leader nei materiali compositi, acquisisce la pavimentazione della passerella di Cesano Maderno Ferrovie Nord e di Belluno.

Le passerelle sono lunghe 25 mt per 3 mt e montano il Decksystem di Saimex come impalcato (GFRP).

Il Decksystem consiste in doghe strutturali pultruse rinforzate in fibra di vetro (Vetroresina), con una larghezza di 50 cm e una lunghezza di 6 mt. Queste doghe vengono applicate ad incastro e garantiscono una capacità di carico pari a 600 kg al metro quadro per luce libera di 1,5 mt.

Decksystem di Saimex viene fornito già provvisto di antisdrucciolo resistente al gelo e all’usura, particolarmente adatto a zone di frequente passaggio. Decksystem è composto per il 70- 75% in fibra di vetro roving e tessuto e viene realizzato tramite il processo di pultrusione – un sistema di traino con fibra in continuo per la realizzazione di profili a sezione costante anche complessa – e risponde alla EN13706.

I vantaggi di pavimentazioni realizzate con il Decksystem sono la leggerezza, la facilità di lavorazione e la durata nel tempo del materiale con la totale assenza di costi di manutenzione. Decksystem non è soggetto a corrosione ed è 100% resistente all’acqua.

Abbinando questa pavimentazione ad una struttura portante reticolare in profili pultrusi fibrorinforzati (FRP), l’abbattimento dei costi di manutenzione risulta davvero significativo.

Cos’è la fibra di vetro o vetroresina?

Si distinguono vari tipi di fibre a seconda delle loro caratteristiche, che ne condizionano l’impiego. La fibra di vetro è largamente utilizzata nella produzione di compositi strutturali in campo nautico e automobilistico, associate a matrici diverse, ad esempio resine poliestere, vinilestere ed epossidiche.

Nel campo dell’ingegneria civile le fibre di vetro sono impiegate anche nella realizzazione di manufatti in fibrocemento.

L’utilizzo dei compositi è ormai all’avanguardia nel settore aereonautico e aereospazionale dove si utilizzano principalmente fibre di carbonio e kevlar.

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