I sacchi a vuoto riutilizzabili in silicone (RVB) sono sempre più utilizzati per migliorare le applicazioni di stampaggio per infusione di compositi.
I Compositi rinforzati a matrice polimerica, detti anche materiali fibrorinforzati (FRP – Fiber Reinforced Polymers), comprendono un’ampia gamma di materiali compositi dalle svariate applicazioni. Sono costituiti da una matrice polimerica con impregnato un rinforzo in fibra.
Sono sempre più utilizzati per realizzare parti stampate per un’ampia varietà di settori: automobilistico (compresi camion e veicoli fuoristrada), energia rinnovabile (componenti come pale eoliche), aerospaziale, costruzioni navali, strutture architettoniche, ecc. Questi compositi combinano eccellenti proprietà meccaniche con una bassa densità e presentano un’elevata resistenza all’acqua, alla pressione chimica e ambientale.
Tradizionalmente, erano composti da fibre come vetro, carbonio, fibre aramidiche, o da fibre naturali o materiali ibridi e altre combinazioni speciali, oppure ancora da resine epossidiche, poliesteri insaturi, poliesteri DCPD, esteri vinilici, resine fenoliche, poliuretaniche e ibride.
Uno dei metodi per produrre compositi FRP e materiali ibridi è il processo di stampaggio per infusione con l’utilizzo di sacchetti di plastica usa e getta che vengono posizionati e assemblati manualmente da operatori altamente qualificati.
Nello stampaggio per infusione i compositi sono prodotti in uno stampo rigido aperto, in cui la resina viene aspirata sottovuoto colando nello stampo la fibra sulla parte interna e una pellicola di poliammide nella parte esterna. La pellicola viene scartata ad ogni utilizzo e deve essere posata nello stampo con grande precisione per evitare la creazione di pieghe che possono creare problemi durante la sformatura e la manipolazione, oltrechè difformità nel prodotto finito, comportando tagli e levigature.
Questo processo risulta estremamente dispendioso in termini di tempo e genera una grande quantità di scarti poiché ogni stampo richiede un cambio di sacchetto ed una rifinitura dell’oggetto stampato.
Stampaggio per infusione con sacchi a vuoto in silicone riutilizzabili
Negli ultimi anni, i produttori che utilizzano questa tecnica hanno iniziato ad utilizzare per le membrane sacchi a vuoto in silicone riutilizzabili (RVB) che aumentano la produttività, riducono i costi (in particolare per lotti più grandi) e migliorano la qualità e l’uniformità delle parti prodotte.
Questo processo contribuisce anche a migliorare la sicurezza industriale e la pulizia del posto di lavoro, riducendo l’uso di materiali di consumo e quindi con essi gli sprechi.
Va detto che l’introduzione di sacchi a vuoto in silicone riutilizzabili (RVB) in un processo produttivo può richiedere investimenti di capitale e cambiamenti di processo. Per questo è essenziale scegliere fin dall’inizio le tecnologie e i prodotti giusti ed intraprendere un’analisi dei materiali per determinare la compatibilità del composito in produzione e il tipo di silicone utilizzato per la realizzazione del sacco, seguita da un’analisi costi/benefici basata sul Total Cost of Ownership (TCO).
Fattori che vanno considerati nella scelta dell’utilizzo dei dacchi in silicone e del tipo di silicone da utilizzare sono:
Viscosità
Trovare il giusto equilibrio tra il metodo di infusione sotto vuoto utilizzato e le caratteristiche del prodotto finale, compresa la scorrevolezza rispetto al non-cedimento. Anche la tissotropia, che è la variazione della viscosità della resina dall’inizio alla fine del processo, deve essere tenuta in considerazione.
Dimensioni dello stampo
Per gli stampi di grandi dimensioni, la resina deve fluire facilmente e quindi avere bassa viscosità e lunghi tempi di polimerizzazione per consentire il riempimento completo dello stampo. Questa è una grande complessità da affrontare per determinare se un RVB resisterà correttamente. Va notato che per stampi molto grandi, come le pale delle turbine eoliche di dimensioni standard, gli RVB in silicone potrebbero non essere adatti poiché il peso del silicone in un RVB potrebbe essere troppo elevato per essere utilizzato.
Resistenza chimica
Questa è senza dubbio la proprietà più importante del sacchetto specifico da utilizzare in ogni processo, quella che determinerà se gli RVB in silicone sono la scelta giusta rispetto ad altre tecniche. L’usura del sacco è causata da reazioni chimiche tra la resina e il silicone. La chiave è determinare il miglioramento della resistenza ad altre sostanze chimiche, riducendo o abbassando il tempo in cui il materiale di fusione resta a contatto con la superficie del silicone e scegliendo le caratteristiche della resina e il design dello stampo. Ad esempio, le resine a bassa viscosità e lunga polimerizzazione penetrano maggiormente nel sacco di silicone, così come la bassa dissipazione del calore.
Durezza, allungamento, strappo e resistenza alla trazione
Questo è il fattore principale che deve essere misurato e calibrato in modo che gli RVB abbiano le giuste proprietà meccaniche per l’applicazione. Il sacco deve essere sufficientemente flessibile e resistente e avere la giusta durezza. A volte, dove è richiesta una maggiore resistenza alla tensione o rigidità, è possibile aggiungere tessuti diversi nel design del sacco.
Numero di getti per sacco
Dati tutti i fattori che entrano in gioco, è difficile prevedere il numero di calchi che ogni singolo stampo può garantire. Questa è la prima e più importante domanda da fare e da valutare.
Tempo di polimerizzazione e temperatura
Generalmente, la maggior parte dei produttori desidera realizzare questa parte del processo in pochi minuti e, se possibile, a temperatura ambiente.
A seconda di queste scelte e dei compositi in lavorazione, gli RVB possono essere riutilizzati da 30 (resine epossidiche) a 400 volte (resine poliestere).
Offriamo una gamma di siliconi RTV e siliconi adatti allo stampaggio di compositi RVB VIP che includono i sacchi e le resine siliconiche che compongono effettivamente il prodotto finale.
Tra i prodotti Siliconi Italia trovi
BLUESIL RTV 3720 A&B e BLUESIL RTV 3720 A&B SC (Slow curing version), appositamente sviluppati per produrre RVB in silicone per stampi compositi utilizzando la tecnologia di infusione di resina sottovuoto.
BLUESIL RTV 3428 A & B utilizzato per una vasta gamma di applicazioni tra cui lamiere per nautica, aeronautica e parti militari. Questo materiale può essere utilizzato in un processo in autoclave o mediante stampaggio a pressione.
BLUESIL RTV 3460 A&B è un silicone molto duro, specificamente formulato per l’uso con materiali di fusione e schiume di uretano.
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