Analisi sperimentale di nuovi compositi termoplastici per l’assorbimento energetico

Per diversi anni, nelle applicazioni dei materiali compositi a fibra continua, sono state utilizzate solamente matrici di tipo termoindurente. Negli ultimi anni sta invece crescendo l’interesse per i compositi a matrice termoplastica grazie ai notevoli vantaggi, innanzitutto in termini di riciclabilità, di riduzione dei pesi e di abbattimento dei costi di produzione, che questi possono fornire. Nel settore automotive, in particolare, i requisiti sempre più stringenti di contenimento delle emissioni di CO2, il massimo ritorno sugli investimenti di capitale e l’aumento delle operazioni di riciclo e riutilizzo, sono alcuni dei più importanti problemi che direttamente influenzano lo sviluppo di nuovi materiali compositi. In questo quadro i compositi termoplastici sembrano essere la giusta alternativa ai materiali attualmente presenti nelle automobili: essi possono sostituire non solo parti non strutturali (come gli interni dei veicoli), ma anche componenti strutturali localizzati in zone potenzialmente soggette ad impatti. Il presente lavoro presenta i risultati di una campagna sperimentale condotta su un nuovo composito realizzato completamente in materiale termoplastico, sia per quanto riguarda le fibre di rinforzo che la matrice. L’obiettivo è quello di conoscere le caratteristiche meccaniche di questo materiale, al fine di progettare un assorbitore energetico. Inizialmente prove di trazione, compressione, flessione e taglio sono state condotte su provini normati per ottenere le caratteristiche meccaniche di questo materiale. Successivamente, sono state effettuate prove in condizioni statiche e dinamiche su tubi cilindrici a parete sottile sottoposti a carico assiale. In questo modo è stata valutata la sensibilità all’assorbimento energetico al variare dei parametri di progetto. Rispetto ai materiali termoindurenti, che tendono a frantumarsi in caso d’urto, e ai materiali convenzionali, che tendono invece ad accartocciarsi, i compositi termoplastici possiedono un fenomeno di ritorno elastico, che assicura un migliore assorbimento dell’energia.