Come sono realizzati i tubi in fibra di carbonio

I tubi in fibra di carbonio sono ideali sia per l'hobbista che per i professionisti del settore. Usando la rigidità del fibre di carbonio, una struttura tubolare estremamente rigida ma leggera può essere utilizzata in una vasta gamma di applicazioni.

Fibra di carbonio i tubi possono sostituire l'acciaio, ma il più delle volte sostituisce l'alluminio. In molti casi, un tubo in fibra di carbonio può pesare 1/3 di un tubo in alluminio e avere comunque le stesse o migliori caratteristiche di resistenza. Per questo motivo, i tubi rinforzati con fibra di carbonio si trovano spesso in applicazioni leggere, cruciali, come quelle aerospaziali, automobilistiche e sportive ricreative.

Le forme più comuni di profilo tubolare in fibra di carbonio sono quadrati, rettangoli e circolari. I profili rettangolari e quadrati sono comunemente indicati come "trave a scatola". Le travi scatolari in fibra di carbonio offrono un'eccellente rigidità a una struttura e simulano due travi a I parallele.

Qualsiasi applicazione in cui il peso è cruciale, il passaggio alla fibra di carbonio sarà vantaggioso. Di seguito sono riportati alcuni degli usi più comuni dei tubi in fibra di carbonio:

• Travi e longaroni aerospaziali
• Componenti strutturali di formula 1
• Alberi di freccia
• Tubi per biciclette
• Pagaie per kayak

Le strutture composite cave possono essere difficili da fabbricare. Questo perché la pressione deve essere applicata sia al lato interno che a quello esterno del laminato. Più spesso, i tubi in fibra di carbonio con un profilo continuo sono fabbricati mediante pultrusione o avvolgimento di filamenti.

I tubi pultrusi sono di gran lunga il metodo più economico di produzione continua composito profili. Quando si pultrude un tubo cavo, è necessario un "mandrino flottante". Un'asta di acciaio cromato è fissata saldamente in posizione sul lato della matrice in cui entra la materia prima. L'hardware di montaggio è abbastanza lontano da non interferire con la fibra impregnata quando entra nella matrice.

Lo spazio tra il mandrino e la matrice determinerà lo spessore della parete del tubo in fibra di carbonio.

I tubi pultruding in fibra di carbonio consentono la produzione di tubi praticamente di qualsiasi lunghezza. Il trasporto del tubo è generalmente la limitazione della lunghezza. Nella pultrusione, la maggior parte della fibra corre nella direzione del tubo. Questo crea un tubo con un'incredibile rigidità, ma non molta forza del cerchio o forza trasversale.

Per una maggiore resistenza e proprietà in tutte le direzioni, l'avvolgimento del filamento è un metodo efficace nella produzione di tubi in fibra di carbonio. I tubi avvolti nel filamento sono convenienti e hanno proprietà eccellenti, tuttavia il limite più grande si basa sulla lunghezza della bobinatrice.

L'avvolgimento di pultrusione e filamento, sebbene il più comune, non è l'unico modo per produrre tubi in fibra di carbonio. Lo stampaggio della vescica, lo stampaggio a compressione, l'infusione sotto vuoto e l'elaborazione in autoclave sono tutti metodi per produrre tubi in fibra di carbonio. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi.