Il Know How nei Film per Compositi

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I Materiali Compositi

Ma cosa sono i compositi?

Si chiederà chi arriva su questa pagina web e non ha nessuna idea in proposito.

Un sacco di cose, usate oramai ogni giorno, può essere una prima risposta: un casco da motociclista, una canna da pesca, la scocca e la carrozzeria di tutte le auto di Formula Uno, una lampada d’arredamento di design, l’albero di una barca a vela oceanica da competizione, lo chassis di alcuni laptop di altissima gamma, le condotte di ventilazione degli aereoplani, le carene per le moto da corsa, una mazza da golf, le pagaie per il canottaggio o la canoa, le racchette da sci, l’albero da vela del wind surf, un rullo trainante per un macchinario di produzione della carta che viaggia a 600 metri al minuto, il silenziatore per la marmitta delle moto, le pinne per la subacquea, la fusoliera del nuovo Boeing 787 Dreamliner, un cilindro portaclichè per la flessografia, le condotte per gli scarichi dei gas dei motori marini. e molto, molto altro.

Come sono fatti?

Sono costituiti essenzialmente di due componenti: una fibra che conferisce le caratteristiche strutturali, ed una resina termoindurente che tiene insieme in modo permanente le fibre. Carbonio, fibra di vetro e kevlar sono le fibre più note, ma ce ne sono molte altre meno famose; epossidica, poliestere e fenolica le resine più usate, ma anche qui la scelta è molto ampia.

In realtà il principio di funzionamento è assai vecchio. L’uomo ha scoperto molti secoli fa che si potevano mettere insieme, abbinare, una fibra e un elemento indurente-cementante e ottenere così un materiale leggero e resistente. Forse uno dei primi esempi di tale abbinamento sono stati i mattoni, usati fin dai tempi degli antichi Egizi, costituiti di argilla (il composto cementante) e di paglia (la fibra). Venendo molto più avanti nel tempo, e restando sempre nell’ambito delle costruzioni, il cemento armato non è forse composto di ferro (la fibra) e di calcestruzzo (il composto indurente)?

E qual’è il vantaggio dei compositi?

Di poter essere progettati e costruiti secondo le esigenze strutturali del pezzo da ottenere, è la risposta.

E cosa significa questo?

I metalli hanno le stesse caratteristiche in tutte le direzioni. Una barra d’acciaio ha la stessa resistenza meccanica sui tre lati del suo volume, e questa è determinata essenzialmente dalla composizione dell’acciaio, cioè dalle sue caratteristiche chimico-fisiche. Invece nei compositi le fibre possono essere opportunamente orientate e ottenere perciò una maggior resistenza in un senso piuttosto che in un altro, il tutto con una rilevante riduzione del peso.

Ad esempio se si deve produrre un pezzo a sezione tubolare si possono disporre alcune fibre in senso longitudinale per dare resistenza alla flessione del pezzo, ed altre in senso trasversale per dare resistenza alla compressione. Il tubolare non fletterà (oppure potrà flettere esattamente quanto stabilito dagli ingegneri), e non si schiaccerà. E’ in questo modo che si ottengono canne da pesca di 16 metri che pesano intorno ad un chilo e la fusoliera del Dreamliner, che pesa circa il 20% in meno di un aereo in alluminio.

Non è affascinante tutto questo? Per secoli con i metalli l’uomo ha fatto grandi cose, miscelandoli, fondendoli, forgiandoli, lavorandoli, temprandoli, ma era sempre legato alle caratteristiche chimico fisiche di quanto aveva in mano. Adesso con i compositi si prende molti gradi di libertà in più: in primo luogo perchè decide lui dove servono caratteristiche strutturali e dove no, e poi perchè le forme ottenibili sono praticamente infinite e non legate a operazioni come fusione, stampo, piegatura, fresatura, saldatura, ma semplicemente con una cottura del pezzo.

Cottura???

Beh, gli esperti storceranno il naso e, giustamente, parleranno di polimerizzazione; i non esperti magari rideranno di questo termine. In realtà è esattamente quello che succede.

Si predispone uno stampo con la forma del pezzo da ottenere, vengono quindi posizionate le fibre con l’orientamento voluto e la resina termoindurente. Il tutto viene posto in appositi forni (o autoclavi) e sottoposto ad un ciclo controllato di riscaldamento. La resina è termoindurente: prima del ciclo di polimerizzazione il suo stato è viscoso – appiccicaticcio. Con il calore dapprima diventa estremamente liquida e successivamente “gelifica” cioè diventa solida, in modo permanente ed irreversibile. In altri termini a differenza della plastica di esperienza comune che dallo stato solido può essere fusa e passare ad uno stato viscoso molte volte (viene pertanto definita termoplastica), le resine termoindurenti una volta solidificate non possono più rammollire.

Produrre Tubolari in Materiali Compositi

Vogliamo ora trattare della produzione di materiali compositi, in particolare di pezzi tubolari. Il primo concetto di base è che produrre pezzi in materiale composito è relativamente semplice, farli bene è assai più complesso.

Nella produzione dei compositi, in particolare per produrre pezzi tubolari, e per avere ottimi risultati bisogna innanzitutto conoscere la teoria di base, poi aver avuto i giusti consigli per cominciare, avere buoni suggerimenti da esperti, e parecchia esperienza sul campo.

Ma cominciamo dall’inizio. La prima domanda che ci poniamo è:

come è fatto un tubolare in composito?

Beh, non è molto difficile. Per iniziare prendete un mandrino metallico cilindrico (che potrebbe anche essere ellittico, o conico), ci mettete sopra alcuni strati del prepreg che avete scelto (fatto di una fibra e di una resina termoindurente), avvolgete il tutto con un nastro plastico, lo mettete nel forno e cucinate per, diciamo, un ora a 130 °C. Dopo la cottura tirate fuori il tutto, svolgete il nastro plastico, sfilate il tubolare dall’albero e avete ottenuto così il Vostro tubolare in composito.

Quindi fabbricare un tubolare in composito è relativamente facile, ciò che serve è un forno, un mandrino, alcuni metri di prepreg e un nastro plastico distaccante. La tecnologia non è impossibile, e non richiede impianti grandi e complessi con macchine sofisticate e costose. La possibilità di fare compositi è quindi alla portata di molti. Una scuola tecnica (un Istituto Tecnico Industriale, ad esempio) con un budget limitato potrebbe immaginare di cominciare, per scopi didattici, a produrre pezzi in composito. Come guidare una macchina è un’attività che può essere fatta dalla maggioranza di noi, anche fare compositi è possibile a molti. Ma se avete raggiunto questo stadio siete nelle stesse condizioni del guidatore principiante: potete gestire tutte le parti della macchina, ma difficilmente sarete un guidatore esperto, e sicuramente non sarete un garista.

Fare buoni compositi richiede però molto di più. Il punto è che i tubolari in composito sono fatti, sono richiesti, sono venduti per le perfomances che possono dare in confronto ad alternative non fatte in composito, in particolare allorchè vengono usate fibre costose (carbonio ad alto o altissimo modulo, arammidica ed altro). Leggerezza, rigidità controllata, alta frequenza di risonanza, ottima resistenza alla pressione e alle flessioni e molto altro sono alcune delle caratteristiche che un composito può offrire rispetto ad un prodotto plastico o metallico.

Come ottenere questo?

Esattamente come nella guida. Bisogna raggiungere un livello più elevato. Guidare non è abbastanza, bisogna guidare da agonisti. Nelle competizioni la maggior parte dei partecipanti fa lo sforzo più grande che può per vincere. L’auto normale non è abbastanza: è molto probabile che come minimo si facciano dei cambiamenti nel telaio, nei freni, nel motore e i pneumatici vengano sostituiti con gomme speciali.

Nella produzione di tubolari in composito è lo stesso: volete fare pezzi molto performanti. Calcolate le caratteristiche struttturali, progettate attentamente l’orientamento delle fibre, prendete prepregs sofisticati con resine e fibre speciali, mettete più strati diversi, il forno diventa un autoclave, i parametri di processo (temperatura, rampa termica, pressione eccetera) sono rigidamente controllati.

Le Otto Funzioni Svolte dai Film High Tech Distaccanti nel Processo di Fabbricazione di Tubolari in Materiali Compositi

E il film?

Un film plastico distaccante tagliato stretto è abbastanza?

Nella nostra esperienza la risposta a questa domanda è un ENORME “NO”. Anche la nastratura deve essere sofisticata per ottenere le migliori caratteristiche. Un generico film plastico comperato perchè è economico, distacca, e magari è stato messo sul pezzo in modo raffazzonato può rovinare la maggior parte dei Vostri sforzi.

Per andare oltre nel ragionamento, oggi, molto spesso, un singolo film è insufficiente. Per una serie di ragioni tecniche è necessaria una combinazione di films, e per ottenere il massimo è indispensabile la giusta combinazione di film per ciascun tubolare specifico.

Dobbiamo spiegare, dare giustificazioni a queste affermazioni. Per fare questo e per i non esperti che leggono queste pagine web per curiosità dobbiamo descrivere le funzioni dei nastri nella fabbricazione di tubolari in composito.

La resina termoindurente nel prepreg è in uno stato viscoso, appiccicaticcio. Con la temperatura la resina dapprima diventa liquida (a volte molto liquida) per riempire tutto lo spazio tra le fibre, e successivamente indurisce permanentemente (per questo motivo è chiamata termoindurente, perchè il processo è irreversibile, mentre nelle termoplastiche il materiale può fondere, passare dallo stato solido a quello viscoso molte volte). Questa fase liquida (chiamata gelificazione) dura poco (mettiamo 10-20 minuti, a volte molto meno, a volte di più, dipende dalle caratteristiche della resina). Durante questo tempo dovete tenere la resina (tutta la resina) dove volete che stia, nel corpo del composito. Per fare ciò dovete preparare un contenitore apposito per questo liquido. Nei tubolari il contenitore è composto di 2 parti: all’interno il contenimento è fatto dal mandrino metallico, all’esterno da uno stretto nastro plastico avvolto tutt’intorno. Questa è la soluzione più comune, pratica ed efficace. (In alternativa si potrebbe immaginare di avere uno stampo metallico esterno, fatto di due parti, o di infilare una manica, un tubolare di un film plastico restringente. Entrambe le soluzioni sono teoricamente possibili, ma sono molto più complicate, costose e molto meno efficaci). Quindi la prima funzione di base del film plastico è il CONTENIMENTO DELLA RESINA nella fase liquida.
Poiché il film plastico, una volta che è stato cotto, ha spesso un aspetto orribile, pesa, e non è più necessario, è prassi comune toglierlo dopo la cottura (a proposito la cottura è chiamata polimerizzazione). E troviamo quindi la seconda funzione storicamente richiesta al film plastico: avere CAPACITA’ DISTACCANTI dopo la polimerizzazione.
Qualsiasi composito è ben fatto solamente se resine e fibre sono intimamente miscelate e incollate, senza alcuno spazio tra di loro. Nessuna bolla d’aria deve rimanere all’interno, nessun forellino deve restare in superficie. Per ottenere questo è estremamente importante fare parecchia pressione sul composito durante la polimerizzazione, e il vuoto e/o le autoclavi sono spesso utilizzati allo scopo. Nei tubolari la cosa è perfino più semplice perchè la nastratura con il film permette di FARE UNA PRESSIONE SPECIFICA (spesso molto maggiore del vuoto e della pressione dell’autoclave) applicata uniformente in tutte le parti del tubolare. Questo è fatto in due modi:
poiché è molto probabile che il mandrino metallico venga avvolto con più strati di prepreg, se il film plastico viene tensionato molto durante la nastratura esso schiaccerà ciascuno strato uno sull’altro. Noi chiamiamo questa operazione COMPATTAZIONE DEGLI STRATI DI PREPREG attraverso una forte tensionatura del nastro;
poi c’è la polimerizzazione, con la resina che passa attraverso la fase liquida sopra descritta. Se il film plastico ha proprietà termo restringenti il nastro si ritrarrà con la temperatura e farà una compressione aggiuntiva sul tubolare esattamente quando ne abbiamo bisogno, cioè durante la fase liquida. Questa funzione è chiamata EXTRA COMPRESSIONE DA TERMORETRAZIONE. (E se fate mente locale, ci pensate un poco, è molto difficile ottenere queste due funzioni nello stesso tempo con 2 stampi o una manica tubolare).
Inoltre il film plastico deve essere in grado di sopportare temperature piuttosto alte senza collassare, senza sciogliersi. In particolare, in alcuni casi, è necessario usare temperature più elevate sia per ridurre i tempi di processo che per utilizzare particolari resine termoindurenti. In queste situazioni il film agisce da SCUDO TERMICO.
Poiché per le strutture leggere il peso della vernice è inaccettabile spesso i tubolari in composito sono venduti come nascono, senza verniciatura aggiuntiva. In questi casi il film dà anche la FINITURA ESTETICA ESTERNA al tubolare: è possibile ottenere un aspetto lucido, opaco, molto opaco o satinato. Dare il look superficiale è un’ulteriore funzione del film plastico.
Infine un film plastico può essere preparato in un modo speciale per TRASFERIRE sul corpo del composito UNA PELLE SUPERFICIALE AGGIUNTIVA estremamente sottile. Questa è un ulteriore funzione del film e apre tutta una serie di opportunità. Non vado oltre su questo argomento sia perchè potete trovare informazioni specifiche in un’altra pagina web di questo sito (Composite’s CutePlus) sia perchè richiederebbe parecchie ore aggiuntive del Vostro tempo e non vorrei annoiarVi.

E a questo punto, le domande che suggeriamo di porVi sono le seguenti:

“Oggi sto producendo tubolare in composito per fare questo prodotto specifico.”

“Il mio attuale sistema di nastratura adempie e sfrutta tutte le funzioni sopra descritte?

In caso negativo, perchè non lo fa?

Non ne ho bisogno per questo tubolare,…..

..…oppure non sto sfruttando tutte le possibilità perchè non ci ho pensato,…..

…..o non mi sono state spiegate,…..

..…o perchè il mio fornitore di nastri non ha la disponibilità di tutti i film necessari?”

Beh, se decidete che il Vostro tubolare non ha bisogno di tanta sofisticazione, continuate a produrre come sempre e dormite sonni tranquilli. Se invece Vi viene il dubbio che non state lavorando al meglio, e che ci potrebbero essere margini di miglioramento, Vi consigliamo perlomeno di informarVi.

Spiegazione delle Affermazioni

Sopra abbiamo descritto le possibili funzioni del film da nastratura.

Il punto centrale è che un film singolo non può adempiere completamente a tutte le funzioni.

Per esempio un film può essere molto valido per il tensionamento e fare perciò la compattazione degli strati di prepreg, un altro film può fare la termo retrazione, un altro ancora dare l’aspetto opaco eccetera. Ad oggi non c’è nessun film che possa fare le 3 cose insieme.

Fortunatamente è possibile usare un film sopra l’altro e ottenere delle sinergie, “sommare i vantaggi” di ciascun film.

Ecco spiegato il perchè oggi viene spesso usata una combinazione di film che varia a seconda del tipo di tubolare in composito che si va a creare.

Poiché correre nei rallies è abbastanza differente dal correre in Formula Uno, ed entrambe sono differenti dall’Endurance è necessaria un’impostazione specifica per il tipo di gara a cui uno è interessato. Nei tubolari in composito è esattamente lo stesso: una cosa è fare tubolari leggeri, un’altra tubi strutturali, un’altra ancora pezzi conici o ellittici. Le canne da roubasienne sono differenti dagli alberi per il wind surf, ed entrambi sono diversi dai cilindri industriali, dalle mazze da golf, dagli alberi per le barche a vela eccetera.

Questo è il motivo per cui ogni prodotto necessita di una specifica combinazione di film.

E cosa succede se usate il film sbagliato o la combinazione sbagliata di film?

Nel mondo delle corse tutti sono nello stesso posto in un certo momento. Qualche forma di apprendimento dagli altri è possibile, per imitazione, rubando con gli occhi il comportamento del Vostro avversario. Questo aiuta anche ad evitare grossi errori: se usate pneumatici invernali da rallies in una Formula Uno tutti lo vedranno, rideranno di Voi, e avrete imparato la lezione.

Nella fabbricazione questo è molto difficile: ognuno sta nel proprio stabilimento, può essere che il Vostro concorrente stia a centinaia di chilometri da Voi, dubitate che il Vostro processo produttivo sia corretto o addirittura pensate che sia orribile, temete che la nastratura non sia appropriata e ben fatta. Trovarsi nelle fiere di settore Vi insegna molto poco: vedrete certamente i prodotti finiti (magari Vi chiederete come diavolo ha fatto il Vostro concorrente ad ottenere un prodotto fantastico, il Vostro è appena mediocre), ma certamente non vedrete come lo ha prodotto, il metodo produttivo che ha seguito.

E’ difficile/impossibile imparare le procedure dagli altri.

E c’è un altra considerazione da tener presente.

Se partite dal punto sbagliato è molto difficile che arriviate ad un buon risultato.

Se guidate la macchina e il Vostro sedile è troppo distante dal volante, dal freno e dall’accelleratore è molto difficile che abbiate una buona guida. Voi siete svegli e imparate dall’esperienza, ma in ogni caso a volte è difficile rendersi conto che c’è un errore di base, che può compromettere il tutto.

La Vostra esperienza può fuorviarVi e portarVi molto distante dalla giusta strada.

E’ molto più semplice se qualcun’altro dà un’occhiata e Vi dice: “Sposta avanti quel sedile, e guiderai meglio e in modo più confortevole”.

Scriviamo queste cose perchè vediamo ancora grossi errori di impostazione, anche fatti da aziende molto importanti, che portano a deludenti performances del composito. Tensionamento del nastro eseguito mediante frenatura del mozzo della bobina, passi di nastratura troppo larghi, tensione sul nastro non misurata (se con dei voltmetri o amperometri), non controllata, e quindi non replicabile, cottura dei pezzi distesi. E poi ci si chiede perchè il tubolare è imberlato, la superficie del pezzo ha i buchini, la resina trafila, il pezzo una volta “suona” grave e l’altra acuto, il cilindro gira eccentrico. Il mio pensiero in questi casi è: “non suggerirei mai di usare questo sistema, questi metodi produttivi, queste procedure, questo nastro, nemmeno per produrre uno stuzzicadente, immaginarsi un tubolare in composito strutturale (o un aereoplano).

“Dunque, adesso sono convinto che una combinazione di film è più efficace”.

“Come faccio ad avere la miglior combinazione per il mio composito?”

Avete 2 alternative:

fate molta, molta, molta, molta esperienza da soli (impiegando molti anni)
accettate consigli da un esperto.

“Altre soluzioni?”

Naturalmente potreste assumere il miglior tecnico del Vostro concorrente, pagandolo quello che vuole e acquisendo così la sua esperienza.

Ma cosa ne pensate di una visione di insieme del problema, di una prospettiva olistica?

Questo è esattamente ciò che noi riteniamo di avere. Pensiamo di avere abbastanza esperienza nell’usare la corretta combinazione di films per far produrre tubolari in composito. In primo luogo per aiutare i nostri clienti ad evitare alcuni errori di base che sono comuni e che sono tuttora commessi nell’industria. Poi per istradare i nostri clienti nella giusta direzione per ottenere velocemente ottimi tubolari in composito.

La Nostra Storia / Competenza nei Film per la Produzione dei Materiali Compositi

Adesso devo parlarVi della nostra storia e di come abbiamo conseguito la nostra competenza specifica nei nastri per produrre tubolari in composito. Forniamo film speciali per questo processo. Abbiamo iniziato nei primi anni 70 con i primi produttori Italiani di canne da pesca.

“Canne da pesca?

Mi stai prendendo in giro?

Sono nell’aereonautica,

…..oppure….

produco alberi da vela per regate transoceaniche.

Le tue ridicole canne da pesca sono niente per me.”

Molte volte ho letto questi pensieri negli occhi dei miei interlocutori. Allora faccio notare che i nostri clienti stanno adesso producendo canne da pesca roubasienne lunghe fino a 16 (sedici) metri, pesanti 1300 (mille e trecento) grammi, con una flessione in cima inferiore a 5 (cinque) centimetri. E se questo non è ancora abbastanza per Voi, considerate che durante la pesca può ben succedere che una carpa di 4-6-8 chili sia agganciata alla cima.

Potete calcolare la forza in questa situazione?

Cosa ne pensate della leva a 16 metri?

Considerate ancora ridicole le canne da pesca?

Naturalmente la maggior parte delle performance delle canne da roubasienne sono dovute alle capacità di chi le fa (i nostri clienti), ma lo crediate o no, i nostri film hanno di sicuro una parte molto importante nel risultato finale.

Per proseguire con la nostra storia, all’inizio siamo cresciuti con le canne da pesca. Negli anni settanta le canne erano fatte di resine fenoliche e di fibra di vetro ed erano molto resistenti, ma anche abbastanza pesanti. Il Cellofan era usato come unico film di nastratura.

Ma presto la fibra di carbonio (e la fibra arammidica) è apparsa sul mercato e sono diventate disponibili le resine epossidiche e poliestere. In particolare le fibre di carbonio hanno reso possibile il grande sviluppo dell’industria con enormi miglioramenti nelle performances dei pezzi finiti. Per le nuove resine dapprima furono usati il Polipropilene Speciale e il Polipropilene Alto Modulo, successivamente furono aggiunti altri film.

Per anni le funzioni che il film doveva compiere erano le prime due sopra descritte (contenimento della resina nella fase liquida e distacco dopo la cottura), e l’applicazione aveva poco contenuto di conoscenza, di know how.

Poi i nosti clienti hanno cominciato a differenziare la loro gamma produttiva e sono sorte nuove richieste per nuovi prodotti. Silenziatori per marmitte, biciclette, alberi da windsurf, rulli industriali, maniche, cilindri portaclichè per flessografia, lampadari, alberi da vela, mazze da golf sono alcuni dei prodotti sviluppati con il tempo dai nostri clienti.

Per soddisfare le caratteristiche di tali prodotti, i tubolari sono dovuti diventare molto resistenti e leggeri. Nuove strutture dei compositi hanno significato differenti e più impegnative richieste ai film da nastratura.

Per dire la verità a quel tempo non sapevamo cosa cercare. Oggi posso raccontarvi la storia e dire che le nuove richieste ci hanno costretto a migliorare i nostri film facendo acquisire loro le capacità sopra descritte: pressione specifica e scudo termico. Ma se queste nuove funzioni sono adesso a noi molto chiare, non lo erano per nulla durante lo sviluppo dei nuovi films. Solo con il tempo, l’esperienza, il confronto quotidiano con i nostri clienti, e molto ragionare su questi argomenti è stato possibile identificare tutte le funzioni e dare a ciascuna il proprio valore.

Come dato di fatto, con il tempo, il nostro know how si è allargato sia nei film che nei processi produttivi e la gamma di film è cresciuta. I nostri film hanno guadagnato considerazione sul mercato, dapprima in Italia e successivamente all’estero.

Nel 1998 abbiamo lanciato sul mercato il Polipropilene Satinato per ottenere l’effetto opaco sul composito ed è stata così inventata la funzione di dare il look superficiale finale al prodotto.

Questo è stato un punto di svolta. Il film opaco fa una pressione specifica molto limitata e necessita pertanto di almeno un altro film per fare compattazione e compressione. Quindi in aggiunta al nuovo look, questo film ci ha fatto comprendere che per ottenere il miglior risultato a volte è necessario utilizzare più di un film.

Fino ad allora tutti cercavano un film unico, in grado di fare tutto (ancora oggi qualche cliente nuovo ci chiede un unico film universale, capace di fare tutto). Dopo il Polipropilene Satinato, noi e presto i nostri clienti, ci siamo resi conto che mettere 2, 3, 4, persino 5 film uno sopra l’altro non è poi così complicato e costoso, ma può notevolmente migliorare il risultato del tubolare.

Capita la strada, nei primi anni del nuovo secolo la nostra ricerca si è focalizzata nel cercare nuovi nastri che potessero essere usati in combinazione, uno sopra l’altro, per ottenere sinergie e sfruttare quindi “l’effetto somma”. Sono stati aggiunti due film per il look superficiale. Altri film sono stati selezionati per fare pressione specifica o fare da scudo termico. Questo ci ha portato a disporre ora di una gamma di circa 12 film, specificatamente progettati per produrre tubolari in composito.

Nel frattempo abbiamo sviluppato un altro filone sfruttando le competenze che abbiamo in un altra tecnologia: la stampa in flessografia dei film plastici. I compositi e la stampa in flessografia apparentemente sono tecnologie, mondi, molto distanti l’uno dall’altro. Questo è vero se si guarda dall’esterno. Se ci sei dentro, è vero il contrario. Come dato di fatto nel passato recente con l’uso della flessografia abbiamo inventato film stampati che hanno portato importanti innovazioni nel mondo dei tubolari in composito. Non posso dare maggiori dettagli riguardo a questo argomento perchè queste innovazioni sono tuttora usate (e tenute segrete) dai nostri clienti.

E arriviamo al 2009, quando abbiamo depositato la domanda di brevetto per Composite’s Cute Plus (vedasi: Composite’s Cute Plus ). Con la stampa in flessografia è ora possibile preparare un film speciale (brevettato) che dà una pelle aggiuntiva ai compositi (per inciso: anche il metodo produttivo per fare i compositi è stato brevettato).

Come Trasmettere la Nostra Competenza ai Clienti?

Allora, come possiamo offrire ai nostri clienti dei buoni consigli per migliorare i loro tubolari in composito?

Consideriamo vari approcci.

“Guarda, io sono un ingegnere aereonautico, ho un dottorato di ricerca nei materiali compositi, ho lavorato con le migliori aziende internazionali. Per fare buoni compositi il punto centrale riguarda i tipi di fibre e di resine, l’orientamento delle fibre, la progettazione e l’ingegnerizzazione, non certamente il film plastico.”

Beh, se pensate questo Vi suggerisco di tornare indietro di alcune schermate e di leggere nuovamente le funzioni del film. La pressione specifica sulla superficie del tubolare è in particolare molto importante, e in alcuni casi è determinante. Potete fare una progettazione magnifica, ma se non date la necessaria pressione specifica al Vostro tubolare, una parte del Vostro potenziale va perduto. E se ancora non ci credete, fate un semplice test. Provate a battere piano con una chiave inglese il Vostro tubolare in composito per farlo risuonare. Il suono che ne ricaverete sarà profondo se avete dato un’ottima pressione specifica, molto più acuto se non lo avete fatto.

Il punto è che il processo produttivo (la nastratura e la polimerizzazione insieme) non è neutrale.

Facciamo un altro esempio. Avete invitato alcuni amici per cena e volete preparare il cibo. Avete deciso che farete un piatto cotto al forno. Andate perciò al mercato e comperate il miglior pezzo di carne, oppure il più bel pesce di mare che avete mai visto. La qualità della materia prima è sicuramente al top. Se la cucinate bene otterrete un piatto meraviglioso, se siete dei cuochi mediocri il cibo non sarà certamente disgustoso, ma mediocre. Nei tubolari in composito questo significa che partendo da materie prime di ottima qualità, dal miglior progetto, la polimerizzazione può darvi il 100% del potenziale solamente se è fatta perfettamente, ma può anche rovinare tutto se è fatta male.

“Abbiamo le autoclavi più moderne e performanti del mercato. Tutti i pezzi sono fatti a 6 atmosfere. In queste condizioni il film di nastratura conta poco.”

Noi pensiamo che certamente l’autoclave può aiutare, ma fa una pressione generica sul pezzo, esercitata in tutte le direzioni. Una nastratura ben fatta, invece fa una pressione specifica, dove serve, sulle pareti del tubolare. E spesso la pressione specifica che riusciamo a far ottenere è maggiore della pressione dell’autoclave. (A tal proposito abbiamo una piccola dimostrazione empirica, un giochino, che a volte mostriamo ai nostri clienti per convincerli).

Un altro appoccio che spesso troviamo è:

“Per cortesia, mandatemi le schede tecniche dei prodotti e valuteremo i vostri film.”

Questo approccio è corretto solamente se decidete di usare un unico film per la nastratura.

Fate la comparazione fra tutti i film disponibili sul mercato e scegliete il migliore.

Questa decisione è tuttora corretta per alcuni compositi. Per pezzi leggeri ed economici un film (il giusto film, tensionato e nastrato correttamente, in due passaggi) è ancora la scelta migliore.

Ma se volete fare pezzi strutturali e decidete di usare un unico film, mi spiace per Voi, ma questo significa che il Vostro stadio di sviluppo, a proposito dei film per i tubolari in composito è rimasto indietro di 10-15 anni. Siete rimasti fermi al secolo scorso.

La nostra esperienza insegna che con un unico film è estremamente difficile ottenere tutto quello che si può avere utilizzando più nastri.

Per esempio potete decidere che volete la superficie opaca, ma avete anche bisogno di un ottima struttura e quindi Vi serve parecchia pressione fatta con la compattazione degli strati di prepreg e molta compressione ottenuta dalla termoretrazione. Con un unico nastro non otterrete mai tutto questo insieme. Dovete mettere come minimo 2-3 nastri. Perciò l’approccio attraverso le schede tecniche è sbagliato se usate più film.

Come combinare un nastro con gli altri?

“Prendo il prodotto 3 dal fornitore XXX, poi metto il film A del fornitore YYY, e infine il film “Super” del fornitore ZZZ.

…..oppure…….

Prendo il film “Fino” dal fornitore ZZZ, il prodotto 1 di XXX, e il film C di YYY?

……oppure…….

Prendo tutto da XXX e metto il 5, poi il 2 e infine il 3.”

Il numero di combinazioni è molto alto.

Avete tempo e denaro per provarle tutte?

E a parte questo come interagisce un film con gli altri?

E cosa succede all’effetto sinergico?

Le schede tecniche, naturalmente sono importanti, ma non esaustive, e nessuna descrive come il prodotto può interagire con tutti gli altri.

“Suggerite di usare più film per vendere di più”

“Se uso un film al posto di tre risparmio il 66% del costo.”

Beh, entrambe le affermazioni sono giuste, ma considerate che molte volte il costo del film è uno zerovirgolazerozeroqualcosa percento del valore totale del pezzo finito. Naturalmente risparmiate circa il 66% usando un solo film, ma questo significa che avete risparmiato il 66% moltiplicato zerovirgolazerozeroqualcosa, e questo aggiunge per lo meno un altro zero alla percentuale di risparmio.

E se questa scelta Vi crea anche SOLAMENTE UN SINGOLO PEZZO SCARTATO perchè difettoso, quante volte dovete risparmiare lo zerovirgolazerozeroqualcosa per recuperare il valore del tubolare scartato?

Nei tubolari l’uso di 2-3-4 films, uno sopra l’altro, non è così complicato e costoso, può far migliorare significativamente la qualità del composito, e abbattere drasticamente il numero di pezzi difettati.

Modello di Autovalutazione della Nastratura e della Polimerizzazione

Per ottenere dei tubolari in composito di ottima qualità sono quindi necessari numerosi fattori:

innanzitutto la progettazione esamina le caratteristiche richieste al prodotto e determina la corretta disposizione delle fibre;
poi viene la scelta dei prepreg più appropriati in termini di caratteristiche delle fibre e delle resine termoindurenti;
seguono la disposizione dei prepreg sui mandrini;
la nastratura con uno o più film, che possono svolgere le funzioni sopra descritte, in questa pagina del sito;
la cottura nel forno;
ed infine la fase di finitura (snastratura, eventuale rettifica e verniciatura).

Le variabili in gioco sono quindi moltissime. La nostra competenza riguarda solamente due fasi del processo produttivo, la nastratura e la cottura. Ma queste sono, a nostro parere, assai importanti. Se mal eseguite possono inficiare gli sforzi prodotti nelle fasi precedenti (progettazione e selezione dei prepreg).

Alcuni clienti ci hanno sollecitato a dare un giudizio sulle procedure da loro impiegate per produrre. La cosa non è semplice e ha richiesto un notevole sforzo di sintesi perchè la variabilità dei prodotti ottenuti (da pezzi leggeri ad elementi strutturali, a pezzi heavy duty) complica ulteriormente le cose.

Alcuni punti sono però adesso abbastanza ben definiti. Certi errori sono molto evidenti.

Abbiamo pertanto provato a sintetizzare l’esperienza in un foglio elettronico che richieda la risposta ad alcune domande, che sia veloce da compilare e che possa essere fatto nel proprio ufficio con la opportuna calma.

In questa pagina Vi proponiamo il risultato di questo lavoro di sintesi: si tratta di un foglio elettronico per eseguire una autovalutazione del Vostro processo di produzione dei tubolari in materiali compositi dal punto di vista della nastratura e della polimerizzazione. Il modello è leggibile e stampabile in anteprima nel formato pdf, e scaricando il file in formato odt si può procedere ad effettuare la autovalutazione.

Scarica, salva ed apri il modello di valutazione in formato openoffice, riempi le caselle modificabili (fondo celeste) e ottieni il voto sulla produzione del tubolare.

Conclusioni

“Allora, ho questa applicazione da fare. Cosa ne pensi?

Secondo te cosa dovrei usare per produrre il mio articolo?”

Questo, secondo noi, è l’approccio più efficace. Non possiamo dare buoni consigli in una pagina web semplicemente perchè i consigli devono essere specifici, mirati, tagliati su misura rispetto alle applicazioni di ciascun cliente.

Considerate che oggi la lista delle funzioni che noi assegnamo ai nostri film plastici è la seguente:

completo contenimento della resina nella fase liquida;

agevole distacco del nastro dal composito dopo la polimerizzazione;

pressione specifica uniformente distribuita su ogni parte del tubolare in composito durante la fabbricazione, ottenuta mediante:

la compattazione degli strati di prepregs durante la nastratura data da un forte tensionamento;

una extra compressione della struttura durante la polimerizzazione data dalla termo retrazione;

scudo termico, protezione nelle alte temperature di processo;

aspetto estetico esterno: superficie lucida, opaca, molto opaca, satinata;

trasferimento di una pelle aggiuntiva al corpo del composito (Composite’s Cute Plus).

E tutte queste funzioni devono ben combinarsi con tutte le altre variabili che ci sono nel processo:

diametro del tubolare;

possibile conicità o forma ellittica;

numero di strati di prepreg e spessore della parete del composito;

lunghezza del tubolare;

tipi di resina termoindurente;

aspetto superficiale richiesto;

temperature e condizioni di processo (diverse rampe termiche, presenza di vapore, pressione, autoclavi, posizione di cottura);

performance richiesta al prodotto finito;

prezzo pagato dal cliente finale;

e alcune altre amenità che qui non cito ma bisogna tenere presente.

Per ottenere tutto questo disponiamo ora di una dozzina di film che possono essere usati a volte da soli, a volte in combinazione di 2-3-4. Pertanto il numero di variabili che bisogna considerare è piuttosto alto. E’ quindi necessaria una visione di insieme, olistica del problema.

“Quindi, perchè siete così sicuri di avere una buona competenza in questo campo?”

Se non siete ancora convinti, considerate anche questi fatti:

quando iniziamo un rapporto d’affari con un cliente nei compositi, i primi contatti sono sempre di carattere tecnico e mirano a capire gli specifici fabbisogni tecnici del cliente. Questo di solito richiede come minimo qualche ora e avviene o al telefono o attraverso le emails, o con una visita. Una volta che i fabbisogni sono stati identificati uno o più films vengono suggeriti e selezionati per iniziare la prototipazione. In questa fase di contatto è assai probabile che il cliente non sia pienamente consapevole di come usare il film. In altre parole è molto comune che il cliente impari e i nostri tecnici insegnino (a proposito, l’assistenza tecnica di questo tipo, adesso, è gratuita);
una volta che la fase di prototipazione è stata conclusa, la miglior nastratura identificata, e il processo di produzione del tubolare in composito messo a punto, la relazione prosegue come un comune rapporto d’affari. La fedeltà dei nostri clienti nei compositi è (grazie a loro) piuttosto alta. Di solito continuano a comperare i nostri films per periodi molto lunghi. Sanno perfettamente che non stanno comperando solamente i nastri, ma anche il know how che ci sta dietro, e che possono aver accesso anche ad ulteriore consulenza tecnica in caso di problemi, o per sviluppare nuovi prodotti;
i nostri film per i compositi sono venduti in più di 30 Paesi nel mondo, senza nessuna struttura commerciale. Questo è possibile solamente se la qualità dei prodotti è molto buona e se il know how legato al prodotto molto forte.

Perciò, per tutto questo, nella produzione dei tubolari in composito, pensiamo di avere qualcosa da dire.

Volete ascoltare?

Telefonate, mandate una email, scrivete a:

A. Peruzza S.r.l.

via Portelle 1 – 31010 Mareno di Piave – Tv – Italia
Telefono: int+ 39 0438 492335

Email: info@aperuzza.com

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