Informazioni sulle finiture superficiali in fibra di carbonio

Sapete perché alcuni componenti in fibra di carbonio richiedono una finitura opaca mentre altri necessitano di una finitura lucida a specchio? Perché diverse applicazioni richiedono finiture superficiali differenti. Il nostro articolo analizza in dettaglio le finiture della fibra di carbonio per aiutarvi a migliorare le prestazioni, l'estetica e la durata dei vostri prodotti.

1. Superficie A e B della fibra di carbonio

I componenti o gli accessori in fibra di carbonio presentano solitamente due lati, A e B. Il lato A è la superficie visibile del componente, che richiede lavorazioni e trattamenti approfonditi ed è particolarmente complessa. Al contrario, il lato B è il lato posteriore del componente, che presenta una superficie ruvida e di solito non è visibile. Quando si parla di trattamento superficiale, ci si riferisce generalmente al trattamento della superficie del lato A.

2. Perché le finiture in fibra di carbonio?

Requisiti funzionali:

• Migliorare le proprietà meccaniche delle superfici dei compositi in fibra di carbonio e aumentarne la resistenza al taglio interstrato. Ridurre lo spazio tra matrice e fibra per migliorare l'adesione.
• Migliorare la resistenza ai raggi UV, all'ossidazione e all'abrasione dei compositi in fibra di carbonio.
• L'ossidazione della superficie del materiale composito ne migliora la conduttività elettrica, ampliandone le applicazioni nei settori dell'elettronica e delle telecomunicazioni.

Esigenze estetiche:

• Soddisfare la richiesta di estetica visiva in prodotti di alta gamma e ad alte prestazioni (ad esempio, superfici automobilistiche, interni, attrezzature sportive per esterni, ecc.).
• Standard di settore: processi di trattamento superficiale per applicazioni di fascia alta (ad esempio, settore aerospaziale, automobili ad alte prestazioni) che soddisfano gli standard richiesti dal settore.

3. Tipologie di finiture in fibra di carbonio

Le superfici di tipo A dei componenti e degli accessori in fibra di carbonio sono generalmente classificate come segue, in base ai requisiti funzionali ed estetici:

Finitura lucida:

• Caratteristiche: Superficie lucida e liscia, riflettente come uno specchio. Presentazione chiara della consistenza del preparato.
• Lavorazione: Dopo essere stati rimossi, i componenti vengono lucidati più volte e rivestiti con una vernice trasparente ad alta brillantezza. La levigatura inizia con carta abrasiva a grana 240 e aumenta gradualmente fino a grana 800-2000, per poi arrivare a grana 1500.
• Svantaggi: Superficie liscia come uno specchio, soggetta a graffi e impronte digitali. I costi di manutenzione successivi sono elevati.

Finitura opaca:  

• Caratteristiche: Superficie antiriflesso con finitura opaca. Presenta una leggera trama intrecciata di fibra di carbonio ed è facile nascondere graffi e abrasioni. Superficie resistente allo sporco, bassa manutenzione.
• Processo: La superficie viene spruzzata con vernice opaca o sabbiata.

Finitura satinata: 

• Caratteristiche: La luminosità e la levigatezza della superficie si collocano tra il lucido e l'opaco, conferendo una sensazione morbida e vellutata al tatto. La superficie è più riflettente rispetto a una superficie liscia, risultando al contempo funzionale ed estetica.
• Processo: La superficie viene spruzzata con una vernice semilucida oppure la superficie del materiale composito viene lucidata ripetutamente per controllarne la rugosità (Ra 0,4-0,8 μm).

Finitura a strati distaccanti

• Caratteristiche: A causa del suo particolare utilizzo – ovvero la necessità di aderire ad altri oggetti – la sua superficie è ruvida e porosa, priva di rivestimento, per prepararla al successivo incollaggio.
• Processo: Prima di fissare il materiale composito, la superficie del preimpregnato in fibra di carbonio viene ricoperta con uno strato di rivestimento (ad esempio, tessuto di nylon). Una volta completato il fissaggio, lo strato di rivestimento viene strappato via per creare una superficie ruvida.

4. Processo comune di trattamento superficiale della fibra di carbonio

Finiture – Lucidate 

• La superficie del composito è rivestita con uno strato di resina epossidica. Successivamente, i requisiti di base per la finitura superficiale sono diversi. Utilizzare carta vetrata a grana grossa o una mola lucidante, oppure una lucidatrice elettrica per rimuovere le sbavature dalle parti in composito e lucidare la superficie.
• Svantaggio: la superficie lucida non è resistente alla corrosione e ai raggi UV; se si desidera ottenere queste caratteristiche, è necessario applicare una vernice spray e una cera protettiva aggiuntive.

Finiture – Opaco levigato/Levigato per verniciatura

Dopo la levigatura e la lucidatura delle parti in materiale composito, a seconda delle esigenze dell'applicazione, è necessario applicare uno strato di malta (ad esempio ossido di alluminio) o una vernice trasparente con finitura opaca.

Finiture – Verniciato/Laccato

Componenti in composito di fibra di carbonio realizzati su misura per esigenze specifiche, come ad esempio caratteristiche estetiche, maggiore resistenza ai raggi UV e resistenza all'attrito. Dopo diversi gradi di lucidatura, vengono applicati 3-4 strati di vernice. Questo processo riduce le fessure e i vuoti tra le fibre e il substrato, e infine ricopre la superficie con un sottile strato di vernice una volta ottenuta una superficie liscia.

5. Scenari e casi di applicazione delle finiture superficiali

• Aerospaziale

Il rivestimento alare di un aeromobile necessita dell'utilizzo di una tecnologia di rivestimento in tessuto di nylon per materiali compositi, al fine di migliorarne l'adesione alla struttura dell'aeromobile.

I materiali compositi presenti sulla superficie dei motori di razzi e aeromobili devono essere rivestiti con vernici resistenti alle alte temperature per prevenire il degrado delle prestazioni causato dalle alte temperature e per prolungarne la durata.

• Produzione automobilistica

Gli interni dell'auto, il telaio, i pannelli e altre parti sono sabbiati con una finitura opaca per preservare la texture della fibra di carbonio, nascondendo al contempo graffi, impronte digitali e sporco.

Le pastiglie dei freni vengono spruzzate con una vernice resistente all'usura e alle alte temperature per ridurre i danni causati dall'attrito ad alte temperature.

• Attrezzature per sport all'aria aperta:

I telai delle biciclette ad alte prestazioni vengono verniciati con una vernice anti-UV per migliorarne la resistenza ai raggi ultravioletti e la capacità di adattarsi ad ambienti esterni estremi.

• Settore industriale:

La superficie del nastro trasportatore industriale viene rivestita con un composito di nanotubi ed epossidico, che ne riduce la resistenza superficiale a soli 10^6Ω, diminuendo così l'accumulo di elettricità statica.

6. Conclusion

Il trattamento superficiale è una fase cruciale per i compositi in fibra di carbonio, dai semilavorati ai prodotti finiti. Influirà direttamente sulle prestazioni del prodotto, sulla sua durata e sulla reputazione presso i clienti.

Scegli il processo di trattamento superficiale più adatto alla tua applicazione oppure contattaci per personalizzare la soluzione e rendere i tuoi componenti in fibra di carbonio più resistenti e belli!