La laminazione del carbonio con processo vacuum, anche conosciuta come laminazione del carbonio sottovuoto, è una tipologia di laminazione differente da quelle realizzate tramite resina epossidica; in quest’ultima, infatti, il processo di laminazione della fibra di carbonio, avviene per mezzo di resina poliestere, così da effettuare delle semplici riparazioni, in modo veloce tramite applicazione del prodotto, ideale per la stratificazione.
Il processo di laminazione sottovuoto è il primo passo da compiere per avere a disposizione elevate prestazioni meccaniche: attraverso questo processo di laminazione, le fibre di carbonio mantengono il loro alto carico di rottura, ma anche il particolare effetto estetico che le contraddistingue, difficilmente raggiungibile tramite laminazione manuale hand lay-up.
In quest’articolo tratteremo l’argomento della laminazione del carbonio, tramite metodo vacuum, analizzando nel dettaglio la perdita di depressione che si può verificare durante le fasi di questo processo, compromettendo la riuscita della lavorazione. Per realizzare un laminato in fibra di carbonio a curvatura complessa, bisogna obbligatoriamente utilizzare il metodo di laminazione per infusione sottovuoto VARTM (Vacuum Assisted Resin Tranfer Moulding).
Come funziona la laminazione del carbonio tramite VARTM?
Durante il processo vacuum bagging, anche detto di laminazione delle fibre di carbonio sottovuoto, la matrice in resina, viene aspirata tramite applicazione del vuoto, attraverso delle apposite linee che sono presenti all’interno dello stampo.
Quando si procede con il processo di laminazione del carbonio sottovuoto, bisogna posizionare i tessuti di rinforzo a secco e gli ausiliari di processo, per poi applicare il sottovuoto: così facendo si riescono ad eliminare le possibili perdite riscontrate (causanti anche la depressione). Successivamente si può procedere con il processo di abilitazione del flusso della matrice in resina pre-miscelata.
Questo processo è un passo avanti rispetto alla laminazione manuale, poiché tramite i sacchi o le membrane da vuoto, che vengono collegate attraverso una pompa di aspirazione, si crea una depressione, in grado di compattare il laminato sottostante e riuscire a garantire un risultato più efficace e duraturo dell’applicazione manuale della resina.
Infatti, la laminazione effettuata attraverso questo processo, raggiunge dei gradi di livello migliori rispetto all'”hand lay”, garantendo il massimo delle prestazioni meccaniche. La depressione che si crea all’interno dei sacchetti, è infatti in grado di rimuovere l’umidità contenuta in eccesso nel materiale, e portare con se anche la resina in più. Il problema che si può riscontrare, durante questa lavorazione, deriva dalla perdita di depressione nel processo di laminazione.
Cosa succede quando avviene una perdita di depressione nel processo di laminazione del carbonio?
Se dovesse accadere una perdita di depressione durante il processo di laminazione delle fibre di carbonio, attraverso lavorazione Vacuum Assisted Resin Tranfer Moulding, la resina si potrebbe distribuire in modo sbagliato, compromettendo la superficie e la struttura dell’elemento. Se la resina non si distribuisce in modo omogeneo e si verifica un eccesso del materiale in alcuni punti, le caratteristiche meccaniche del carbonio potrebbero essere compromesse, con formazioni di selle, bolle d’aria, maniglie ed altri difetti estetici, ma anche strutturali, tipici delle fibre di carbonio.
Come evitare le perdite di depressione nel processo di laminazione del carbonio?
Per evitare che si formino bolle d’aria ed effetti anti-estetici o modifiche sulla struttura meccanica delle fibre di carbonio, bisogna evitare le perdite di depressione nel processo di laminazione Vacuum.
Per prima cosa bisogna controllare se non ci siano eccessivi spostamenti tra i diversi strati di laminazione delle fibre. Una volta verificata la corretta posizione di tutti gli ausiliari di processo, si può procedere con il collegamento del tubo da vuoto della pompa, attaccandolo all’aspiratore ed accendendo la pompa.
Bisogna aspettare circa 10 minuti; si inizieranno a formare sull’aratore delle zone circolari impregnate di resina, ciò determina solitamente una corretta impregnazione dei tessuti.
I pallini, durante il vuoto, però, non devono superare il cm di diametro, se ciò accade vuol dire che il tessuto è stato impregnato nel modo migliore. In caso contrario, se l’aeratore si bagna completamente di resina, allora il problema è nella quantità di resina utilizzata: sarà sicuramente eccessiva, e questo caso il pezzo perderà in resistenza meccanica. Quando l’aeratore non funziona correttamente, a causa dell’impregnazione abbondante, essendo troppo bagnato, perde la sua capacità di aspirare, e quindi a questa corrisponde una perdita di depressione e dello spessore. Quando ciò accade il sacchetto non riesce a pressare al meglio i tessuti sottostanti, assorbendo così la resina in eccesso: ciò causa alterazioni meccaniche, fisiche ed estetiche nel risultato finale.
Se la pompa da vuoto emette fumo bianco, provocato dall’olio bruciato, e produce un rumore non continuo, vuol dire che il vuoto all’interno del sacco non è stabile, ma si muove, quindi ci potrebbero essere delle perdite di depressione. Quando sulla superficie del carbonio si formano micropori a vista, ciò avviene molto probabilmente per questo problema, poiché il vuoto è scarso e le perdite sono diffuse.
Per avere un vuoto corretto, ed evitare le perdite di depressione nel processo di laminazione del carbonio, bisogna fare particolare attenzione agli angoli del sacco e alla zona sigillata. Nel caso in cui si dovessero presentare delle perdite di vuoto, si formeranno delle piccole grinze sulla superficie di sacco sigillata; per rimuovere il problema bisogna schiacciare il sacchetto da vuoto in prossimità delle grinze formate, oppure inserire delle clips per bloccare la perdita. Per sigillare la zona critica, si può pure procedere tagliando il sigillante in misura più larga, rispetto a quella del sacco, così che, una volta piegato su se stesso, risulti più grande assicurando una chiusura migliore.
La formazione di grinze è la maggiore causa di perdite di depressioni nel sacco, quindi è consigliato procedere sempre con un controllo accurato del sacco e del funzionamento della pompa: la messa a vuoto è solitamente la parte più difficile da effettuare nel processo di laminazione del carbonio, poiché non è semplice sigillare correttamente il sacco così da annullare in modo efficace le perdite.
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