Lavorare con la fibra di carbonio, ....realizziamo una mascherina....

Introduzione:

Cos'è la fibra di carbonio?
. La fibra di carbonio è un materiale composito, composto cioè da più elementi, in particolare da una fibra, di carbonio - una sorta di filamento - affogato in resina, i due elementi, uniti in seguito a lavorazioni complesse, danno vita a una texture,(un tessuto a intreccio) resistente,e leggero.
Il tessuto di carbonio é un tessuto molto leggero ma rigido (poco resistente agli impatti) Ma si possono ottenere manufatti dalle alte proprietà meccaniche,resistenza a flessione, a trazione, a compressione.Viene dunque impiegato là dove si richiede alte prestazioni di resistenza col minor peso e volume.
la massima rigidità a flessione (tessuto di carbonio) 26euro circa al metro quadro (200gr.)
• la massima resistenza all'urto e allo strappo(tessuto di kevlar) 22euro al metro quadro
• un'ottimo compromesso(tessuto di vetro) 8euro al metro quadro foto1(abc)
Le tre tipologie possono essere combinate tra loro per ottenere risultati strutturali intermedi.
Tenete a mente che i tessuti di kevlar sono fotosensibili, quindi per evitare un decadimento del "pezzo" è indispensabile verniciarlo.(non é l'argomento trattato qui oggi )

 

Fibra di carbonio Kevlar fibra di vetro


in questa mia prova,  cercherò di spiegare i vari passaggi per la creazione(a freddo) di un portafaro in carbonio per la vostra moto sulla falsa riga della mascherina Sherco.
Naturalmente quanto spiegato va bene anche per altri progetti purchè siano estetici e non debbano subire sforzi strutturali. (serbatoio maggiorato, copri espansione, copri stelo,ecc...).
Per il progetto si possono produrre gli stampi anche in vetroresina ma qui per maggiore semplicità della spiegazione li faremo in gesso.

 

Esempio stampo in vetroresina, click per ingrandire la foto

 
 

 

Cosa ci serve?

  • Fibra di carbonio           ( o fibra di vetro o Kevlar )
  • Resina poliestere
  • pennello usa & getta
  • Ceramide o Gesso
  • das o creta
  • cartoncino da disegno
  • casseruola in metallo o plastica (non di cartone) alta almeno 6cm contenitori di varie misure (per le miscele) usa & getta
  • cartavetro fine-abrasiva-
    (trovi tutto in un buon negozio di accessori navali)
     
Precauzioni:
Le polveri di carbonio che si sviluppano durante la lavorazione sono estremamente tossiche e orticanti per cui munitevi di una maschera per proteggervi, occhiali da lavoro e guanti in lattice.

Le Resine
Esistono due principali tipi di resine: Poliestere: indurisce senza l'uso del forno (useremo questa per ovvi motivi) Epossidiche: non polimerizza all’aria, ci vuole un forno o un autoclave (oppure tanta pazienza e munirsi di stufe elettriche)

Poliestere
Le resine poliestere costituiscono una famiglia assai differenziata e complessa di resine sintetiche di colore giallo paglierino che induriscono con l'aggiunta di catalizzatori. La loro robustezza, flessibilita' e rigidita' possono essere modificate con aggiunta di rinforzi che sono generalmente fibre di vetro o di carbonio. Sono impiegate nell'edilizia, nella nautica. Vi sono altri impieghi che vanno dai bottoni alle slitte, agli isolatori elettrici eccetera.
 
Epossidiche
Usate per la fabbricazione dei compositi che sono a base di resine termoindurenti (come appunto le epossidiche) con l'aggiunta di rinforzi fibrosi che ne aumentano la resistenza meccanica. Oltre che per i materiali compositi le epossidiche sono usate per componenti dell'industria elettrotecnica, chimica e meccanica.


La matrice:
la matrice serve per creare il primo stampo e dovrà essere il più possibile identica al progetto finito.
Disegna sul cartoncino dopo averlo piegato in due, la metà esatta del portafaro che hai in mente di realizzare, così tagliandolo sempre da piegato avrai la figura intera perfettamente uguale e simmetrica.
Manipola la creta (o Das) e stendila deve essere spessa almeno 3cm.e più larga del disegno, quindi appoggia il disegno sopra la creta e incidi ritagliando il contorno con un cutter, a questo punto hai su creta fresca il campione che modellerai come più ti garba, foto2(d e)
 

disegno su carta e taglio della creta da 3 e più centimetri di spessore.

 

 

 
io qui dico 3cm. di spessore della creta perché quando la si dovrà carteggiare si potrà dare una angolazione al faro. (le parti tratteggiate in rosso sullo stampo finito saranno da me carteggiate)

Le righe in rosso verranno carteggiate per dare forma arrotondata al calco


il calco:
Il calco si prepara ponendo la matrice dentro una scatola il cui bordo deve essere più alto della "stessa matrice"
Spruzzate del  distaccante sia nella scatola sia sulla matrice, nb. non ci devono essere interstizi tra la scatola e la matrice cioé alla base devono combaciare perfettamente, non deve  passare del materiale di gesso sotto la matrice . foto3

Esempio matrice già modellata riposta nella scatola


Preparare l'impasto con gesso e acqua fino ad ottenere una consistenza cremosa.
Attenzione a non fare troppe bollicine d'aria che possano causare difetti nella cavità del negativo.
Un consiglio  è di prepararvi un pò di gesso versarlo nella scatola quel tanto da coprire inizialmente solo i bordi della matrice e tenerla giù con un peso fino alla quasi essicazione, altrimenti si rischia che la stessa galleggi(rendendo inutilizzabile il calco) in seguito coprire tutto con la crema di gesso 

Un primo strato di gesso dopo alcuni minuti riempire del tutto
 la casseruola con altro gesso

Il gesso asciuga velocemente...
Permettete al gesso di asciugare per trenta minuti o un'ora e aiutandovi con uno stecchino eliminare bucandole eventuali bolle d'aria.
Quando il tutto si é indurito circa un'ora - Tagliare o rompere il contenitore utilizzato, o comunque,  rimuovere il blocco solido di gesso contenente la matrice.
 A questo punto si deve asportare con le dovute attenzioni la matrice e provvedere alla pulizia del negativo dalle impurità con della paglietta fine o con una abrasiva non troppo ruvida.

rimozione della matrice dal gesso


Bisogna trattare la superficie interna del calco con più mani di distaccante e col geal coat una vernice bicomponente che oltre ad eliminare gli eventuali forellini creatisi da bolle d'aria e riempire le asperità rende lucida la parte a vista del progetto finito.
Il negativo verrà usato per la creazione di un positivo, quindi ripetere l'operazione solo che questa volta la "matrice sarà il negativo appena creato, (quindi avremo una base e un contro stampo), il contro stampo servirà  per fare aderire perfettamente la fibra allo stampo in modo che ne prenda la forma.

Con molta cura, separare le due metà facendo correre il filo di un coltello lungo la linea divisoria. Separati i due pezzi, rimuovere il positivo e permettere al gesso di asciugare completamente. Il gesso mantiene una considerevole quantità d'acqua per lungo tempo e non è consigliabile accelerare questa operazione, a meno che, lo si faccia in modo da non provocare spaccature.

Sul negativo bisogna passare del liquido distaccante serve a non far attaccare la fibra di carbonio su di esso (può andare bene della cera).
Il tessuto in fibra di carbonio va posizionato in maniera precisa sulla superficie dello stampo(negativo)

posizionare il carbonio sulla parte dello stampo negativa


nb.QUESTA FASE è IMPORTANTE un’errata collocazione della fibra sulla superficie dello stampo può provocare "antiestetismi e smagliature. ( per il nostro progetto bastano un paio di fogli di carbonio)
Dico antiestetismi perchè ciò che realizzeremo é un portatafaro, imn ambito diverso le suddette smagliature provocherebbero una rottura della struttura nel caso si trattasse di un cerchio, un telaio, un forcellone eccetera.

Procediamo versando in un contenitore (usa&getta) la resina con relativo catalizzatore la si mescola e con un pennello la si stende sul tessuto imbevendolo per bene, non é necessaria tanta resina ma é importante che non si formino pozze sul fondo dello stampo negativo.

pennellare la resina sulla fibra imbevendola per bene ma senza esagerare

Si possono in precedenza fare dei fori di sfogo sul calco. Io sul mio negativo ho tracciato la sede per il faretto e i fori di alloggio degli anelli che servono per fissare il portafaro alla moto in modo che la resina in eccesso si vada a depositare lì.
Non c'è molto tempo max 10 min. poi la resina comincerà a indurire quindi prima che si secchi devrete avere già posizionato il calco positivo sopra il negativo.

Posizionare lo stampo positivo sopra il negativo

Esercitando pressione tenete stretto il tutto con dei morsetti, si può creare del sottovuoto per l'eliminazione di eventuali bolle d'aria infilando lo stampo in un robusto sacchetto nastrandolo in cima al tubo di un aspirapolvere ( sottovuoto molto casareccio eh!eh!eh! )
Se avete fatto tutto bene 24 ore dopo avrete il vostro  portafaro grezzo.

Faro finito o almeno... asciutto, pronto per i ritocchi finali


Ritagliate il bordo in eccesso di carbonio che dovrebbe risultare essere in tessuto al naturale,     cioè ( non resinato ) rifinite i bordi del portafaro con dell'abrasiva all'acqua, usate quindi della pasta abrasiva fine per lucidare e per eliminare gli eventuali residui di cera.

Fai il foro e incollate il faretto con del silicone.  usate  la gomma del faro originale,  (se avete il portafaro grosso é a forma di campana di gomma nera), per coprire il faretto nella parte posteriore non prima di avere messo i due fili della corrente.

     


*usate il silicone per incollare il faro perché nel caso  si brucia l'alogena la si leva facilmente tagliando il silicone via con un cutter.
Attenzione, quando comprate dei componenti in carbonio a volte c'é chi prova a "piazzarvi" della fibra di vetro nera, (meno costosa).Osservando la parte "a vista" il riflesso del carbonio (tra gli intrecci della fibra). dovrà avere delle sfumature di grigio.La fibra di vetro nera, mantiene una colorazione costante(nera) da qualsiasi angolazione la si osservi.
spero di esservi stato di aiuto....Buon Lavoro!


Note:
Gli agenti distaccanti vengono impiegati per impedire che due superfici si attacchino l’una all’altra, mediante la formazione di un sottilissimo film, che agisce da lubrificante tra le superfici.
I requisiti di un agente distaccante dipendono da fattori esterni quali il materiale di cui è fatto lo stampo. Solitamente si spruzza la miscela sulla superficie dello stampo, io onestamente preferisco quelli da dare a pennello i materiali usati sono con componenti: a base siliconica, o teflon, o cera di canauba. Lo si trova nei negozi di vernici, in quelli nautici e in quelli che vendono articoli per gli istituti scolastici superiori.
.) Il negativo é il calco (stampo) concavo quello che si vede nelle foto5 dove io stò estraendo la matrice e nella 6 dove stò inserendo il tessuto.
.) Si può usare la matrice anche come controstampo (positivo) se non la si rompe dopo averla usata per la creazione del negativo, però bisogna agire diversamente: Creata e rifinita a dovere la matrice deve essere ben asciutta, la si vernicia col vernidas (va più che bene) in modo che si impermiabilizzi e si elimini la porosità che potrebbe raccogliere l'acqua.
Successivamente si spalma il distaccante sia sulla matrice sia sul contenitore quindi si procede alla colata per la creazione del negativo, é importante che si rispettino sempre i tempi di essicatura. Se si riesce poi ad estrarla intera la si può riutilizzare come contro stampo. Un ultimo appunto, se si usano tegami, se non si é bravi diventa un casino poi fare uscire lo stampo meglio delle scatole in legno precedentemente impermeabilizzate con vernici oppure di plastica, sempre più facili da rompere nel caso il calco (stampo) rimanga incollato ai bordi. Si può provare a ricoprire la cassetta con il film da cucina ma deve essere messa in modo che sia liscia priva di sovrapposizioni.
 
By Alessandro Doddis  aledoddis@libero.it 

Ale(ex194) utente assiduo del forum di Mototrial da sempre....
 



     la realizzazione                                    prima di mettersi al lavoro Alessandro ne beve almeno 3

Faro dell'articolo pubblicato "finito e montato"

 
 
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