Progettazione e realizzazione di componenti in fibra di carbonio e relative criticità

La tesi affronta una questione pratica e decisiva per la produzione di componenti strutturali in fibra di carbonio: quanto siano affidabili, dal punto di vista dimensionale, gli stampi prodotti con materiali polimerici additivi quando sottoposti alla cura in autoclave. Attraverso un esperimento progettato in azienda (Compositex srl) sono state confrontate tre piastre stampate in additive manufacturing — ABS-CF, PC-CF e PEI-CF (tutte al 20% CF) — sottoponendole allo stesso layup in prepreg e a due cicli di cura (55 °C/6 bar e 135 °C/6 bar). La caratterizzazione dimensionale è stata eseguita con scansione 3D metrologica (FARO QUANTUM S CAM2), confrontando le nuvole di punti con il CAD nominale per quantificare dilatazioni e fuori piano. I risultati sono chiari e netti: l’ABS mostra deformazioni catastrofiche (≈+3,6 mm già a 55 °C e ≈+6 mm a 135 °C), il PC si comporta in modo intermedio (≈+0,8 mm a 55 °C e ≈+2,6 mm a 135 °C), mentre il PEI offre la migliore stabilità (≈+0,47 mm a 55 °C e ≈+1,62 mm a 135 °C). In tutti i casi la tolleranza ±0,2 mm richiesta per applicazioni estremamente specifiche, dove la stabilità dimensionale risulta fondamentale, viene sovente superata, con implicazioni pratiche forti per progettisti e produttori. Il lavoro non si limita a riportare numeri: discute le cause (Tg dei materiali, coefficiente di espansione, comportamento viscoelastico sotto carico), propone strategie di compensazione progettuale e suggerisce l’uso dei dati sperimentali per calibrare modelli termo-elastici e coefficienti di dilatazione “apparente” del sistema stampo–laminato. I dettagli metodologici, le mappe 3D e le tabelle comparative che supportano queste conclusioni sono esposti nella tesi. Per chi progetta componenti in composito: questa tesi offre sia evidenze sperimentali decisive sia linee pratiche per tradurre quelle evidenze in scelte di materiale e correzioni progettuali — una lettura breve ma utile per evitare sorprese costose in produzione.