Studio teorico e sperimentale di una linea di impregnazione di tessuti per la realizzazione di preimpregnati

I materiali compositi stanno diventando sempre più di uso comune nell'industria moderna andando ad abbracciare tutti quei diversi settori in continua evoluzione che richiedo l'utilizzo di materiali dalle caratteristiche sempre migliori. In quest’ottica stanno assumendo sempre più importanza i preimpregnati: semilavorati utilizzati per la realizzazione di pezzi in composito, che grazie al loro rapporto matrice/rinforzo noto con certezza, permettono di ottenere le parti con le migliori proprietà fisico-meccaniche. L'elaborato si pone il compito di effettuare uno studio, teorico e sperimentale, su una linea di impregnazione per la realizzazione di bobine di preimpregnati al fine di determinare dei modelli matematici che permettano di descrivere il funzionamento del processo e in parte prevedere le caratteristiche finali del prodotto ottenuto. La linea esaminata realizza preimpregnati, con matrice polimerica e rinforzo sottoforma di tessuto, tramite un processo di fusione a caldo: in un primo modulo della macchina una calandra deposita un film resina su un rotolo di carta siliconata, successivamente nella macchina di impregnazione, che costituisce il secondo modulo, la carta filmata viene accoppiata con il tessuto da impregnare. Inizialmente è stato effettuato uno studio teorico del processo di filmatura che ha permesso di ottenere dei modelli confrontati poi con quelli ottenuti in fase sperimentale. Da questo confronto è emerso come la relazione che collega le due grandezze fondamentali del processo, grammatura finale e gap tra i rulli della calandra di deposizione, sia di tipo lineare e come questo assuma una notevole rilevanza in ambito produttivo semplificando la scelta di quest’ultimo parametro. Si è passati poi ad analizzare sulla macchina di impregnazione l’influenza dei parametri di processo, non inclusi nei modelli realizzati, che avevano comunque una certa influenza sulle caratteristiche del prodotto finale. In questa analisi sono state prese in esame due diverse configurazioni: S-Wrap e Calandra ed esaminati i rispettivi vantaggi. Da varie prove è emerso come la discriminante tra le due non è altro che il peso del tessuto da processare e nello specifico, avendone utilizzati due piuttosto leggeri, la configurazione che portava i risultati migliori, sia a livello qualitativo che produttivo, era quella a Calandra. In conclusione si può dire che, per la linea in esame ed esclusivamente per i tessuti processati, la grammatura finale del preimpregnato dipende in maniera lineare dal gap imposto tra i rulli delle calandre di deposizione della filmatrice e che per ottenere un preimpregnato di migliore qualità si deve utilizzare una configurazione a calandra nella macchina di impregnazione.