CAP.2 LAVORAZIONE DEI MATERIALI COMPOSITI A MATRICE PLASTICA INTRODUZIONE CAP.1 I MATERIALI COMPOSITI SOMMARIO INDICE

INDICE

SOMMARIO………..………VI

INTRODUZIONE………..……….………VII

CAP.1

I MATERIALI COMPOSITI………...………1

1.1 generalità sui materiali compositi………1

1.2 tipologie di materiali compositi………2

1.2.1 classificazione in base alla struttura del materiale di rinforzo……….3

1.2.2 classificazione in base ai materiali costituenti la matrice e il rinforzo...…5

1.3 materiali compositi a matrice plastica………6

1.3.1 tipi di matrice………..………6

1.3.2 tipi di fibre………8

CAP.2

LAVORAZIONE DEI MATERIALI COMPOSITI A MATRICE

PLASTICA……….………11

2.1 Formatura di materiali compositi a matrice plastica………...…….………11

2.1.1 Miscelazione dei componenti e conferimento della forma………….…….11

2.1.2 Solidificazione del materiale composito………...………13

2.2 Lavorazione dei materiali compositi solidificati………...…..…….………..14

2.2.1 Problematiche relative alla lavorazione dei materiali compositi…………15

2.2.2 Lavorazione dei compositi tramite processi tradizionali………...………..16

2.2.2.1 Tornitura………...………...………..16

2.2.2.2 Fresatura………..………...………..17

2.2.2.3 Foratura………..…...………17

2.2.3 Altre lavorazioni………...………...………19

CAP.3

ANALISI DELLA BIBLIOGRAFIA……….………20

Premessa 3.1 Studio dell’influenza dei parametri di taglio………..……….20

3.2 Studio dell’influenza del tipo di utensile………..24

3.3 Accorgimenti e tecniche alternative alla foratura……….28

3.4 Comportamento di materiali diversi……….……….32

3.5 Metodi utilizzati per rilevare il danneggiamento………...……….36

3.6 Considerazioni conclusive………..……39

3.7 Obiettivi del lavoro di tesi………...……….40

CAP.4

IL LABORATORIO PER IL CONTROLLO DELLA FORATURA

DI MATERIALI COMPOSITI AD ELEVATE PRESTAZIONI….…41

4.2 I componenti utilizzati per il controllo della lavorazione………..………..42

4.2.1 La scheda di acquisizione National Instruments PCI 6250………..…44

4.2.1.1 Modalità di collegamento dei sensori alla scheda di acquisizione….…..…44

4.2.2 Il sensore di coppia Montronix Accu-Torque………..47

4.2.3 La piattaforma dinamometrica Kistler 9257B………..50

4.2.3.1 Gli amplificatori di carica Kistler 5011………....53

4.2.4 Il sensore di potenza Montronix PS100DGM………...…55

4.2.5 L’accelerometro Montronix Spectra Pulse………...56

4.2.5.1 Il supporto magnetico per l’accelerometro Spectra Pulse……….57

4.2.6 La dinamo tachimetrica……….58

4.3 Il software National Instruments LabVIEW .7.0………..59

4.3.1 Il programma sviluppato per l’acquisizione dei segnali………...61

4.4 L’attrezzatura per l’aspirazione del truciolo e per il supporto dell’antenna……..66

4.4.1I compiti dell’attrezzatura………..66

4.4.2 L’attrezzatura attuale……….….67

4.4.2 l’attrezzatura progettata………...……….67

4.5 Il centro di lavoro Horizon 450………70

CAP.5

LA MISURAZIONE DEL DANNEGGIAMENTO INDOTTO DALLA

FORATURA E DELL’USURA

DELL’UTENSILE………...………73

5.1 I parametri per la misurazione dell’usura dell’utensile………73

5.2 I parametri per la valutazione del danneggiamento provocato dalla foratura...…74

5.3 Gli strumenti per la misurazione del danneggiamento e dell’usura……….…75

5.3.1 Lo scanner………...….76

5.3.2 La macchina fotografica digitale………..…..77

5.3.3 Il sistema di illuminazione a fibre ottiche……….……77

5.3.4 Il “beam splitter”……….…78

5.4 La misurazione dell’usura dell’utensile ………..………80

5.5 La misurazione del danneggiamento………..….83

5.6 L’attrezzatura progettata………..85

5.6.1 Il sostegno del provino………..86

5.6.2 Il sostegno del portautensile……….…..87

5.7 Il software utilizzato per quantificare il danneggiamento e l’usura………..88

5.7.1 il software AutoCad………89

5.7.2 Il Matlab Image Processing Toolbox……….…89

5.7.2.1 Il programma analisi_usura_fianco.m……….………..91

5.7.2.2 Il programma analisi_usura_spigolo.m ………...….92

5.7.2.2 Il programma analisi_danneggiamento.m……….………94

CAP.6 PROVE

SPERIMENTALI DI FORATURA………..………98

6.1 Gli obiettivi della campagna sperimentale………..98

6.2 Il piano degli esperimenti..……….….98

6.3 I provini utilizzati nella campagna sperimentale………99

6.3.1 Materiali impiegati………..….99

6.3.2 Processo produttivo……….100

6.3.2.1 Taglio del preimpregnato………...100

6.3.2.2 Preparazione degli stampi………...………100

6.3.2.3 Stratificazione……...……….…..101

6.3.2.4 Operazioni preliminari alla solidificazione………...…………..…102

6.3.2.5 Indurimento del materiale composito………..104

6.3.3 verifica della rispondenza dei provini alle specifiche fornite………..….106

6.3.4 Interventi per migliorare le caratteristiche del provino………..108

6.3.5 I provini ottenuti con il nuovo processo produttivo………...110

6.4 I risultati ottenuti………..…111

6.4.1 La prima serie di prove……….…..111

6.4.2 La seconda serie di prove………..113

6.4.3 Altre misurazioni………...117

6.5 Considerazioni sulle prove di foratura……….…….117

CONCLUSIONI……….………….……….….118

BIBLIOGRAFIA………..……….119