Mechanical characterization of bio-composites

The current geopolitical situation and the growing interest in environmental issues brought great interest in the search for new materials that, in addition to having excellent mechanical performance, comply with sustainability requirements. This has led to the birth of numerous research and experimentation projects around the world on innovative composite materials characterized by bio-based matrices and/or fibers. The goal of always obtaining new matrices and reinforcements of natural origin, which have more controllable mechanical characteristics and can be produced in a simple and economical way, has become predominant for many companies. The push in this direction has not been driven only by the regulations imposed by States and international agreements, but also by an ethical question, and by a choice of image, as the creation of green products brings benefits to the reputation of the company itself. The following work, carried out entirely within the research laboratories of Dallara Automobili, fits into this context by providing an overview of the current state of knowledge in the field of bio-based composites, then focusing on the complete mechanical characterization of a series of green materials. Of the five materials supplied by Angeloni Group, two are made with long carbon fibers and impregnated with a resin of natural origin. The remaining are reinforced with short fiber obtained from recycled weaving of long fibers. The tests carried out have led to a series of considerations on the effect of the use of bio-based resin on the mechanical properties of the materials and on their possible applications in countless sectors, including the automotive sector.

L’attuale situazione geopolitica e il crescente interesse verso le problematiche ambientali ha creato grande interesse attorno alla ricerca di nuovi materiali che oltre ad avere delle ottime prestazioni meccaniche, rispettano quelle che sono le prescrizioni di sostenibilità. Questo ha portato alla nascita in tutto il mondo di numerosi progetti di ricerca e sperimentazione su materiali compositi innovativi caratterizzati da matrice e/o fibre di origine bio. L’obbiettivo di ottenere sempre nuove matrici e rinforzi di origine naturale, che presentino delle caratteristiche meccaniche più controllabili e che si possano produrre in maniera semplice ed economica, è diventato preponderante per molte aziende. La spinta in questa direzione non è stata guidata solo dalle regolamentazioni imposte dagli Stati e dagli accordi internazionali, ma anche da una questione etica, e da una scelta di immagine, in quanto la realizzazione di prodotti green porta benefici alla reputazione dell’impresa stessa. Il seguente lavoro, svolto interamente all’interno dei laboratori di ricerca di Dallara Automobili, si inserisce in questo contesto fornendo una panoramica sullo stato attuale delle conoscenze in materia di compositi bio, focalizzandosi poi sulla completa caratterizzazione meccanica di una serie di materiali green. Dei cinque materiali forniti da Angeloni Group, due sono realizzati con un fibre lunghe di carbonio e impregnati con una resina di origine naturale. I restanti sono rinforzati con fibra corta ottenuta da riciclo di tessitura di fibre lunghe. I test realizzati hanno portato ad una serie di considerazioni sull’effetto dell’utilizzo della resina di origine bio sulle proprietà meccaniche dei materiali e sulle loro possibili applicazioni in innumerevoli settori, tra cui quello automotive.