“Resin Impregnated Sponge Infusion” RISI “Resin Impregnated Sponge Infusion” “NUOVA TECNOLOGIA PER LA PRODUZIONE DI COMPONENTI IN MATERIALE COMPOSITO”

Problematiche di processo Non tutta la resina assorbita viene rilasciata La quantità di resina che possiamo utilizzare dipende da: grado di porosità della spugna assorbimento della spugna rilascio della spugna Schema base delle attrezzature usate per misurare la quantità di resina che una spugna ci permette di fornire.

Analisi della tipologia di spugna

Analisi della tipologia di spugna Ra/S e Rr/S dipendono dal materiale e … dallo spessore La spugna in poliuretano presenta i massimi valori di Ra/V and Rr/V. Le restanti spugne presentano un valore di Rr/V simile .

Analisi della tipologia di spugna Criteri di selezione: QUANTITÀ DI RESINA RILASCIATA EFFICIENZA DELLA SPUGNA Efficienza del trasferimento = Resina assorbita Resina “rilasciata”

Analisi della tipologia di spugna Un’alta efficienza della spugna (es. poliuretano, G) vuol dire minori sprechi di resina. Svantaggi del poliuretano sono: elevato assorbimento di gas durante l’impregnazione elevata deformazione durante l’applicazione del vuoto che non permette una completa impregnazione del rinforzo. Un materiale ottimale per la spugna è la cellulosa

Prove sperimentali: materiali Mat 450 gr/m2 ; Piastre da 200 x 200 mm2, da 4 a 16 strati. Unidirezionale 450 gr/m2 ; Plates of 200 x 200 mm2, da 4 a 12 strati. Tessuto 390 gr/m2 ; Piastre di 200 x 200 mm2, da 4 a 24 strati. Matrice: epossidica; Mates SX 10 Metodi di analisi Prove di flessione su tre punti (norma: ASTM D 790M-86 ) Analisi dei difetti al microscopio ottico

Prove sperimentali: procedure Impregnazione della spugna Disposizione rinforzo, peel ply, spugna e sacco Applicazione del vuoto (-800 e -980 mbar) Rimozione sacco, spugna e stampo

Prove sperimentali: influenza della pressione Tessuto: le proprietà aumentano all’aumentare del vuoto. Mat: poco sensibile alla pressione.

Prove sperimentali: determinazione spessori Spessore : Per entrambi i materiali lo spessore varia all’incirca linearmente con il numero di ply. Percentuale volumetrica Al di sopra di un certo valore del numero di ply la percentuale diventa costante ( 55 %). Il tempo di impregnazione è sempre minore di 1 min.

Prove sperimentali: proprietà meccaniche Modulo elastico (M. Young) Il modulo elastico aumenta all’aumentare del numero di ply. Carico ultimo Il carico ultimo è poco influenzato dal tipo di rinforzo e dal numero di ply.

RISI: difetti all’interno del composito prodotto Presenza di piccole porosità. Difetti di impregnazione di forma irregolare sono osservabili nei pressi di zone ricche di resina o….. vicino allo stampo.

RISI: meccanismi di formazione dei difetti È possibile definire due meccanismi principali nella formazione dei difetti: difetti di forma regolare (porosita’): presenza di aria all’interno della spugna o aria intrappolata nell’interfaccia spugna sacco difetti di forma irregolare: differenti fronti di resina arrivano simultaneamente intrappolando le bolle d’aria.

Difetti di forma irregolare: meccanismi di formazione RISI: meccanismi di formazione dei difetti Difetti di forma irregolare: meccanismi di formazione Differenti fronti di resina arrivano simultaneamente intrappolando le bolle d’aria. Preforma (rinforzo) Stampo Fronte della resina Gas intrappolato Questo fenomeno causa la formazione di bolle di forma irregolare o …. …larghe zone prive di matrice in prossimità dello stampo.

RISI: controllo dei difetti Un metodo molto semplice per controllare il flusso di gas e la velocità di impregnazione è l’utilizzo di un film a più bassa permeabilità collocato tra la spugna ed il rinforzo Il tempo di impregnazione aumenta da 55 a 70 sec “circa 27% in più” (tempi riferiti ad un laminato di 8 plies). Si ha una diminuzione (anche totale) del numero di bolle e delle loro dimensioni.

RISI: confronto tecnologie Con il Risi si hanno tempi d’impregnazione ridotti ad un terzo rispetto il RIFT (60 contro 180 secondi su campioni 200x200 mm2).

RISI: confronto tecnologie In termini di resistenza a taglio interlaminare le due tecniche si equivalgono.

RISI (Conclusioni) VANTAGGI Atrezzatura semplice ed economica Buone proprietà meccaniche dei prodotti Tempi di impregnazione indipendenti dalle dimensioni del piano di contatto Indirizzato alla produzione di prodotti in compositi su larga scala Vf di circa il 50% SVANTAGGI Formazione di difetti dovuti alla velocità e di direzione del flusso di resina. Necessità di sistemi ausiliari che permettano di gestire il flesso della resina e ridurre la formazione di difetti (vuoti e/o bolle)