I costruttori di imbarcazioni sono stati i primi a sperimentare i materiali compositi rinforzati con il carbonio. Uno dei primi innovatori, Edward S. Van Dusen, ha iniziato realizzando imbarcazioni leggere da regata da competizione con materiali compositi in fibra di carbonio negli anni 70. L’elemento critico nella progettazione di queste imbarcazioni è il rapporto resistenza – peso: maggior resistenza fa sì che maggiore potenza del vogatore si traduca in maggior spinta in avanti. Van Dusen scoprì che tutti i materiali standard avevano circa la stessa rigidità specifica, o rigidità per unità di peso, e iniziò a fare esperimenti con il vetro, il boro, e materiali compositi rinforzati con fibre di carbonio.

Uno dei vantaggi dell’impiego di materiali compositi sta nella possibilità di realizzare forme complesse in un unico pezzo, da cui il nome di costruzione con monoscocche. Una tessitura intrecciata viene stesa a mano in una sagoma; il pezzo viene bagnato con una resina ed essiccato in una autoclave. La fibra tessuta può anche essere impregnata direttamente con la resina ed essiccata senza un passaggio di copertura con la resina. Lo stesso drappo che rende il tessuto spigato la miglior tessitura per l’abbigliamento lo rende anche  adatto per creare forme complesse per imbarcazioni, remi, telai di biciclette, e altri equipaggiamenti sportivi.

Per il progetto dell’ imbarcazione leggera per singolo da regata Lightweight  Advantage, Van Dusen progetta uno scafo con anima in aramide a nido d’ape, posta tra due strati di fibra di vetro tessuta a raso; gli strati più esterni vengono invece realizzati in fibra di carbonio a tessitura unidirezionale, come anche le ali portanti dei remi.

Nel tipo di tessitura a raso, ogni trama può passare sopra fino a sette passaggi. Avendo meno punti di intersezione, il tessuto è meno stabile, ma più fibre possono essere accumulate nella struttura.

La tessitura del raso è molto densa, con un numero di fili per pollice quasi cinque volte maggiore rispetto alla tessitura tradizionale che Van Dusen utilizza per rinforzare le sue imbarcazioni.

Questa densità permette di minimizzare il rischio di fori nel materiale composito, mantenendo l’imbarcazioni a tenuta stagna. Il materiale vetroso è eccezionalmente leggero e fine, il che permette di impregnare la fibra tessile con una minor quantità di resina, rendendo il prodotto finito più leggero.

Per alcune applicazioni puramente focalizzate sulle prestazioni come questa, non si può accettare la minima increspatura associata con l’intrecciarsi di trama e ordito, e la fibra unidirezionale si usa per dare la massima resistenza in una particolare direzione.

Le prime imbarcazioni di Van Dusen pesavano solo 12 kg, rispetto ai 16, 20 kg delle imbarcazioni in legno. Il vantaggio competitivo era talmente evidente che la regolamentazione internazionale del canottaggio fisso il peso minimo per ogni singolo scafo in 15 kg. Ciò significa che Van Dusen dovette aggiungere peso alle sue imbarcazioni.

CREDITS

home | percorsi evolutivi | produzione | glossari | campi di applicazione membrane | campi di applicazione scocche | interviste agli specialisti | requisiti || contatti | credits | © copyright 2008

Politecnico di Milano | Architetturatessile.polimi.it | Dipartimento BEST | Ricerca PRIN 2005 | Network Tensinet