Realizzazione di laminati compositi contenenti differenti livelli di porosità e stima della loro influenza sulle prestazioni meccaniche

In aerospace companies, composite materials are commonly used to realize high performance parts. Components production is a critical step because any errors in this stage implies creation of discontinuities, as porosity, and consequently reduction of mechanical performances. The research of parameters that affect the formation of voids, through rheological and thermal survey on carbon/epoxy prepregs, has induced to focus the attention on curing pressure. Laminates containing different porosity levels were produced by using several curing pressure. The void contents were estimated by image analysis, with a good correspondence with others commonly used methods. The influence of voids on performance was characterized by mechanical tests, which showed that a porosity level as high as 5% involves reduction of material strength up to 30% compared to laminates with no voids. Studies confirm the hypotheses that curing pressure is of paramount importance to obtain composite parts with reduced void content and to guarantee high mechanical performance.

Nelle industrie aerospaziali i materiali compositi sono di comune impiego per la realizzazione di componenti ad elevate prestazioni. La produzione delle parti è un passaggio critico in quanto errori in questa fase implicano la creazione di discontinuità, tra cui porosità, riducendone conseguentemente le proprietà meccaniche. La ricerca dei parametri che influenzino la creazione di vuoti, tramite indagini reologiche e termiche di un preimpregnato carbonio/epossidico, ha indotto a focalizzare l’attenzione sulla pressione di cura. Si sono prodotti laminati con cicli a diverse pressioni per ottenere livelli di porosità differenti. Si è stimato il contenuto dei vuoti attraverso l’analisi di immagine, riscontrando buone corrispondenze con le tecniche maggiormente utilizzate. Dalle prove meccaniche si è evidenziata l’influenza dei vuoti sulle prestazioni mostrando come livelli di porosità fino al 5% comportino un abbattimento delle caratteristiche del materiale del 30% rispetto a laminati esenti da vuoti. Gli studi confermano le ipotesi sulla rilevanza della pressione di cura per ottenere parti in composito prive di porosità e garantire elevate prestazioni meccaniche.