Contenuto
- Matrice polimerica
- Plastica rinforzata con fibra di vetro (vetroresina)
- Compositi in fibra di carbonio
- Compositi di fibre aramidiche
I materiali compositi a matrice polimerica sono materiali ad alta tecnologia costituiti da fibre di rinforzo inserite in una matrice di plastica. Molti aerei militari e commerciali moderni non possono essere fabbricati senza l'uso di questi materiali. Il primo composito utilizzato per realizzare gli aerei era il FRP. Fu negli anni '50 che questo materiale (plastica con rinforzo in fibra di vetro), e fibra di carbonio e compositi di boro furono usati per la prima volta nella produzione di aerei commerciali.
Matrice polimerica
I materiali compositi sono una combinazione di due o più elementi. I polimeri sono di plastica, rinforzati con materiali fibrosi come carbonio o vetro. La resina polimerica termoindurente o materiale termoplastico è la matrice utilizzata per i compositi. Dopo essere stati modellati, quelli realizzati con resine termoindurenti non possono essere facilmente riparati o rimodellati. Il materiale termoplastico può essere fuso e rimodellato dopo l'indurimento. Ciò rende i componenti realizzati con questo materiale più facili da riparare rispetto a quelli realizzati con resine termoindurenti.
Plastica rinforzata con fibra di vetro (vetroresina)
La plastica rinforzata con fibra di vetro (PRFV) è, come suggerisce il nome, un polimero plastico rinforzato con fibre di vetro. Sviluppato per la prima volta nel 1920, le plastiche rinforzate con fibra di vetro iniziarono presto a essere utilizzate nelle applicazioni navali e aeronautiche. L'esercito degli Stati Uniti ha adottato il suo uso per lo sviluppo di un aereo militare più forte e leggero. Secondo l'Oak Ridge National Laboratory nel 1945, più di 3000 tonnellate di questo materiale furono utilizzate in applicazioni militari. I componenti in fibra di vetro sono modellati nelle forme necessarie per la costruzione dell'aeromobile. Le fibre sono fissate in una matrice di resina plastica. Le resine poliestere o vinilestere sono generalmente utilizzate come materiale a matrice, ma i materiali termoplastici stanno sostituendo i vecchi tipi di matrici, perché sono più sicuri e più facili da lavorare.
Compositi in fibra di carbonio
L'aumento del costo del petrolio ha costretto i produttori di aerei a dare più peso alla riduzione del peso e alla fabbricazione di aerei più efficienti.Un modo per raggiungere questo obiettivo è utilizzare materiali compositi in fibra di carbonio nella fabbricazione di questi aerei. Gli aerei commerciali, come il Boeing 787 Dreamliner, funzionano in modo molto più efficiente e con minori costi di carburante grazie all'uso di questi materiali. I materiali compositi in fibra di carbonio sono anche ampiamente usati nella costruzione di aerei militari. Poiché sono materiali leggeri e resistenti, le fibre di carbonio sono ampiamente utilizzate su superfici di controllo, come alettoni e rotori. Sono più resistenti e resistenti alla corrosione rispetto ai componenti metallici. I materiali compositi in fibra di carbonio sono ampiamente utilizzati nei componenti degli aeromobili come l'F-18 e il convertiplano Osprey V-22.
Compositi di fibre aramidiche
I compositi di fibre aramidiche sono reperibili su alcuni dei più grandi velivoli al mondo. Le poliammidi aromatiche sono fibre polimeriche con molecole orientate lungo l'asse delle fibre. A causa del legame chimico tra le molecole, questo rende il materiale risultante estremamente forte e leggero. Le fibre vengono prodotte centrifugando il polimero da una soluzione liquida. Alcuni dei materiali compositi in fibra aramidica conosciuti commercialmente sono Kevlar e Nomex. Questi materiali sono estremamente resistenti, isolanti e resistenti alla corrosione. Queste proprietà li rendono adatti per la fabbricazione di elementi strutturali di aerei. Grandi aerei passeggeri, come l'Airbus A380, sono realizzati in materiali poliammidici. Il risultato è una struttura leggera a basso consumo di carburante, senza rinunciare all'integrità strutturale.
