TELAIO DI BICICLETTA (acciaio/fibra di carbonio)

TELAI DI BICICLETTE

MATERIALI:FIBRE DI CARBONIO, ACCIAIO

ACCIAIO:

Si tratta di una lega di ferro e carbonio. È in acciaio che sono stati costruiti i telai delle biciclette moderne.

I vantaggi di questo materiale sono l’elevata resistenza a fatica unita a un carico di rottura che viene superato solo da alcuni materiali compositi. L’acciaio, così com’è definito, è costituito da una lega di ferro-carbonio con un’aggiunta di elementi quali nichel, manganese, cromo, molibdeno e altri che ne modificano le caratteristiche meccaniche a seconda dell’utilizzo e del prodotto che si vuole realizzare.

L’acciaio viene apprezzato per la sua estrema resistenza (le migliori leghe possono arrivare a 1.200 Newton su millimetro quadrato per la resistenza allo snervamento) ma anche buona elasticità che gli permette di assorbire bene le vibrazioni pur mantenendo una buona rigidità. L’allungamento percentuale può infatti superare il 12 per cento. Viste le caratteristiche meccaniche del materiale, le tubazioni che ne derivano hanno diametri ridotti rispetto ad altri materiali. Solo sull’obliquo può essere facile trovare diametri che superino i trenta millimetri.

I tubi di alta gamma sono caratterizzati da spessori ad andamento variabile per consentire di togliere peso là dove la sezione non è particolarmente sollecitata. E’ così che in corrispondenza delle zone di saldatura lo spessore può arrivare a sfiorare il millimetro mentre nelle zone centrali scende facilmente al di sotto del mezzo millimetro (attualmente lo spessore minimo registrato è di 0,38 mm). Uno dei punti deboli dell’acciaio è la corrosione. I fenomeni ossidativi sono comunque tenuti a bada molto bene dai trattamenti che vengono effettuati sulle tubazioni e sui telai al termine della lavorazione. I telai vengono infatti messi in un bagno protettivo che fissa sull’acciaio materiali di vario genere che lo isolano dall’azione devastante dell’umidità. Una cura attenta da parte dell’utente è sempre utile e può rendere il telaio praticamente immortale.

FIBRA DI CARBONIO

Tanto per cominciare la fibra di carbonio è un materiale anisotropo. Vuol dire che ha un comportamento differente a seconda delle linee di forza che vengono considerate. Anche con i metalli si può arrivare ad una cera anisotropia, ma solo lavorandoli con forme particolari (ad esempio prevedendo delle nervature), un tubo di carbonio, invece, può essere perfettamente tondo e con spessori identici su tutta la sua struttura ma avere resistenze diverse a seconda di come lo si solleciti. Questo perché la fibra di carbonio è un materiale composito, ossia un intreccio di fibre opportunamente orientate.

ESISTONO DIVERSI TIPI DI INTRECCI

Per la realizzazione di una buona struttura in fibra è infatti necessaria un’accurata progettazione della sovrapposizione delle tele (pelli) in fibra di carbonio, in modo da orientare i fili di fibra per resistere adeguatamente a seconda del senso di applicazione della forza. I fabbricanti più scrupolosi arrivano a sovrapporre anche dodici pelli in corrispondenza della scatola del movimento centrale per ottenere il giusto grado di resistenza.

Nella realizzazione di telai in fibra di carbonio ci sono due possibilità.

La prima prevede l’assemblaggio di tubi o parti costruite in precedenza. Sono quelli che vengono definiti telai FULL CARBON. Si tratta del metodo che consente maggiore libertà di movimento in fatto di telai su misura. Con l’altro sistema, la realizzazione di telai in MONOSCOCCA, è necessario costruire uno stampo per ogni misura. Visti i costi molto elevati per ogni stampo è necessario limitarsi a misure ben definite. Una buona soluzione è l’assemblaggio dei tubi tramite congiunzioni in fibra. L’unione tramite resine epossidiche porta alla produzione di una struttura molto simile, dal punto di vista meccanico, ad una in monoscocca.

Produzione della struttura in fibra

La base di partenza è il filamento di carbonio che può essere di vario spessore ma sempre piuttosto sottile. Così semplice come viene prodotto il filo di carbonio è flessibile e morbido come fosse nylon e per ottenere una struttura efficace si deve prima preparare un intreccio di filamenti simile a quello delle sedie impagliate.Si viene ad avere così quella che in gergo viene definita pelle di carbonio, un tessuto fatto da filamenti intrecciati in maniere differenti ma ancora morbidi come un tessuto.A questo punto si è pronti per il lavoro finale.                   Le pelli di carbonio vengono posizionate nello stampo che darà la forma definitiva. Non importa che sia lo stampo di un tubo o di un telaio intero, il procedimento, di fatto, non cambia. Il posizionamento delle pelli è però molto importante perché darà le caratteristiche meccaniche alla struttura in carbonio che si sta realizzando. Le pelli vengono sovrapposte in modo da orientare più filamenti lungo le linee di sollecitazione. Nello stampo insieme ai vari strati di fibra viene anche inserita della resina epossidica. Si tratta di un collante liquido e appiccicoso che lega le fibre. Una volta chiuso lo stampo avviene l’indurimento della resina e delle fibre al suo interno. Per causare questo lo stampo viene immesso in un’autoclave dove alta temperatura e pressione fanno solidificare le fibre spingendo la struttura lungo le pareti dello stampo. Più elevata sarà la pressione interna cui vengono sottoposte la fibra di carbonio e la resina e migliore sarà il risultato finale. Maggiore è la pressione e minore aria resterà all’interno del composito. Le lavorazioni migliori sono a sei, sette atmosfere e sono apprezzabili per la struttura pulita, liscia e regolare che evidenziano una volta terminata la lavorazione. A pressioni basse il risultato può essere ugualmente efficace in termini meccanici (dipende sempre dal tipo di fibra e dalle pelli utilizzate) ma spesso si deve ricorrere a stuccature per rendere liscia la superficie che poi deve essere necessairamente sottoposto a vernciatura.

SCHEMA RIASSUNTIVO

ACCIAIO

Caratterisiche materiale:

Lega di ferro e carbonio

-elevata resistenza alla fatica

e ad un alto carico di rottura.

-materiale morbido ed elastico,

attutisce meglio le vibrazioni.

-tubolari di diverso diametro che

variano da 1 mm nella parti di saldate

fino a 0.38 mm nelle parti  centrali.

-svantaggio: corrosione

-pesante

Tecnologie:

-estrusione a mandrino

-elettrosaldatura.

FIBRA DI CARBONIO

Caratteristiche materiale:

-fibra sottile morbida e flessibile come

il nylon che viene tessuta con intrecci

particolari, mantenendo però le stesse

caratteristiche di un tessuto.

-fibra anisotropa

-permette di ottenere tubolari perfettamente

tondi e con spessore identico su tutta la struttura.

-fragile all’impatto,crepe.

Tecnologie:

-stampaggio full carbon

-incollaggio  monoscocca.

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TECNOLOGIA e MATERIALI: ALA DELL’AEREO

ALA :

-insieme di 2 SEMIALI
-elemento PORTANTE di un aeroplano
-TIPI DI SUPERFICI ALARI : 1-pianta rettangolare 2-pianta trapezia 3 pianta ellittica 4 pianta a freccia
-elementi costruttivi fondamentali dell’ala sono: i LONGHERONI, le CENTINE ,CORRENTI e il RIVESTIMENTO.
-LONGHERONI : -Sono delle travi che attraversano, longitudinalmente, tutta l’ala da un estremo all’atro.
-piu’ longheroni = maggior carico sostenuto
– forme : piena ,reticolara , rastremata
– sezioni a doppia T
-anima in lamiera
– solette con sezioni rettangolari

  • CENTINE : Sono elementi posti trasversalmente l’ala e sono quindi ortogonali ai longheroni.

– funzione : fornire la forma aerodinamica dell’ala
garantire che non si abbiano deformazioni locali nella struttura dell’ala
collegano i vari elementi costituenti l’ala (rivestimento, correnti, longheroni)

  • CORRENTI :Sono dei traversini di piccola sezione (profilati o estrusi) che attraversano, longitudinalmente, l’ala

– funzione :- contribuire alla resistenza flessionale dell’ala insieme ai longheroni.
– irrigiscono la lamiera di rivestimento, costituito da lamiera di piccolo spessore.

  • RIVESTIMENTO : -crea una barriera tra il fluido che scorre sul dorso dell’ala , in depressione, e quello che si trova sul ventre,

sovra pressione, in modo che si crei la risultante aerodinamica e quindi la portanza.
-contribuisce alla resistenza alare .
-E’ in materiale metallico costituito da una lamiera di alluminio di piccolo spessore .

  • ATTACCO DELLA SEMIALA : Per garantire una più facile manutenzione, trasporto, riparazione, l’ala non è costruita in unico pezzo

– spesso in due semi ali
– in tre parti semi ali e panetto centrale
– in più parti.

  • MATERIALI :

LONGHERONI :

  • acciaio
  • Dural

CENTINE

  • legno
  • Tela (lino ,cotone mako’
  • Metallo (dural )

INNOVAZIONE NEI MATERIALI :

DURALLUMINIO : è il nome commerciale di una dei primi tipi di lega di alluminio temprata.
I principali costituenti sono rame, manganese e magnesio.
ALLUMINIO : si consuma velocemente a contatto con l’atmosfera
FIBRA DI CARBONIO e TITANIO : ha sostituito l’alluminio .-VANTAGGI -:minor peso e risparmio di carburante

-SVANTAGGI -aereo esposto a cariche elettriche

– SOLUZIONE –     fili di rame nelle ali e nella fusoliera

  • TECNOLOGIA DEL 747 :

– l’ala più lunga di 1,8 metri
con un’aletta alta 1,8 metri inclinata verso l’alto e
leggermente all’infuori. VANTAGGI : -riduce il consumo di carburante
– maggiore autonomia.
-MATERIALI ALETTE : fibra di carbonio e resina epossidica VANTAGGI : aletta durevole e leggera
risparmio di 27 kg per aereo
rispetto a una struttura tutta
in alluminio.
-MATERIALI STRUTTURALI :
L’uso di materiali all’avanguardia consente una notevole riduzione del peso strutturale
Il PAVIMENTO in metallo :sostituito da pannelli in fibra di carbonio leggeri e resistenti.
FRENI : in carbonio sulle 16 ruote del carrello d’atterraggio. VANTAGGI : – migliore assorbimento dell’energia
– resistenza all’uso e diminuzione di 816 kg di peso

PESO :Una diminuzione del peso di circa 1.900 kg, grazie all’uso di leghe di alluminio più robuste con maggiore resistenza allo
sforzo. Queste leghe sono usate sulla superficie alare e sui longheroni .

TELAIO DUCATI vs APRILIA

SCHEMA DIFFERENZE DI TELAI

Tipi di Telai

I telai possono essere di vari tipi:

  • Traliccio
  • Stampati
  • Monoscocca
  • Misti/scomponibile (in parte in tubi saldati e in parte stampato)

Telaio a traliccio

Il telaio a tubi ha la caratteristica d’essere molto flessibile e resistente, mantenendo un ingombro minore rispetto agli altri tipi di telaio e per questo è molto utilizzato sia su moto da fuoristrada, fuoristrada e camion, perché sono mezzi che richiedono telai molto resistenti alle sollecitazioni.

Generalmente si definisce telaio a traliccio quando ci sono i tubi principali del telaio che sono messi in comunicazione tra di loro tramite altri piccoli tubi, in modo da dare un aspetto di tubi intrecciati (a formare tanti triangoli) per poter aumentare la resistenza e rigidità del telaio.

Telaio stampato

Questo tipo di telai viene generalmente utilizzato per le moto, perché il costo finale è generalmente inferiore e pesa di meno, senza che questo risulti inferiore al telaio a tubi, il quale invece risulta essere tendenzialmente più costoso, soprattutto se deve essere il più leggero possibile, inoltre risulta più facile realizzare un telaio resistente con quella tecnologia.

Telaio monoscocca

I telai monoscocca si chiamano così, perché sono un tutt’uno con parte della carrozzeria, vengono utilizzati per il loro minor costo, naturalmente minore a qualsiasi altro tipo di telaio, ma richiedono d’essere sostituiti più frequentemente, data la minor facilità e qualità di riparazione, vengono utilizzati sulle autovetture e piccoli autocarri, dal 1980 circa anche su qualche fuoristrada.

Telaio misto/scomponibile

Il telaio misto è un telaio che ha visto la sua prima applicazione nel 2005 con la Bimota DB5, questo tipo di telaio riesce a coniugare i vantaggi di entrambi i sistemi, ma risulta essere più complesso da studiare, risultando comunque meno costoso rispetto al telaio a tubi.

Il telaio è costituito da una parte puramente in tubi e una parte in piastre stampate o ricavate dal pieno, unite tra loro tramite dei bulloni.

In Ducati sono sempre stati grandi esperti di acciaio (adesso carbonio), ma non per quanto riguarda il telaio in alluminio; a Borgo Panigale si pensava dunque di affidare ad una struttura esterna, la realizzazione pratica del “telaio”, limitandosi alla progettazione e a seguirne da vicinissimo la costruzione e anche l’Aprilia cominciò così, dato che è solo da 10 anni che fabbrica telai in casa propria. La questione della progettazione di una nuova tipologia di telaio sta in questo: serve un telaio che fletta in modo diverso rispetto al monoscocca in carbonio (considerate che poi il carbonio, sotto carico, può flettere in un modo tutto suo, progettato a tavolino).

La Ducati ha un motore portante ( quando anche il motore svolge la funzione di telaio ), per cui, nella parte centrale, non flette neanche di mezzo grado: è un blocco di acciaio. Se il telaio non flette sull’anteriore non si mandano in temperatura le gomme e si perde, oltretutto, anche il feeling.

DIFFERENZA TRA IL  TELAIO DOPPIO TRAVE IN ALLUMINIO E IL TRALICCIO IN ACCIAIO

La differenza tra il doppio trave in allumino (utilizzato da altre case produttrici di telai e quello in acciaio (traliccio, utilizzato da Ducati) è sicuramente la risposta alle sollecitazioni; l’acciaio è notoriamente più elastico dell’allumino, quello a traliccio si può decidere dove farlo flettere e dove no a seconda della conformazione dell’intreccio dei tubi, basata su calcoli che i tecnici fanno in fase di progettazione, l’alluminio oltre che essere meno elastico è più leggero come peso specifico, ma anche qui si può intervenire con trattamenti specifici, con spessori differenziati, l’alluminio è sempre legato con altri metalli tipo scandio zirconio ecc… che ne cambiano la rigidezza, possono essere hydroformati, per fargli assumere svariate forme che con l’acciaio sarebbe impensabile fare.

PROGETTAZIONE E RIGIDITA’

Normalmente i telai a traliccio hanno tubi tutti dello stesso materiale, è come vengono saldati che ne stabilisce la distribuzione della rigidità oltre ovviamente alla dimensione dei tubi e allo spessore del materiale degli stessi, ma che normalmente dipende più dalla funzione che si usa per produrre il tubo che dal progettista del telaio, mentre in una fusione di alluminio la rigidità viene stabilita solo in base alla sezione del materiale e allo spessore dello stesso.
Il più rigido, dai risultati delle comparate, sembrerebbe il traliccio ducati, che flettendo di meno garantisce una guida più rigorosa in piega, alias si ha una moto più stabile (anche a causa dell’interasse leggermente più lungo) a fronte di una perdita di agilità in ingresso curva e in ingresso e di minor confort, però di solito costringe ad una guida più di forza rispetto alla Honda.

 IL TELAIO A TRALICCIO DELLA DUCATI

la Ducati prese una strada un po’ controcorrente, anzichè tentare la strada dei materiali più leggeri, cercò di ridurre direttamente la quantità di materiale utilizzata nel Telaio stesso, ossia ridurre la dimensione generale del Traliccio eliminandone le parti che riteneva inutili.

L’idea della Ducati fu quanto mai semplice: anzichè cercare di “Cullare” il Motore con il Telaio, appendiamolo dall’alto che tanto non cade comunque.

TELAIO PERIMETRALE IN ALLUMINIO (DELTABOX) 

Malgrado molti credano che il Telaio Perimetrale in Alluminio, erroneamente chiamato DeltaBox, sia un’invenzione Giapponese, fu invece un’invenzione dell’Ingenere Spagnolo Antonio J Cobas nel 1984.

Fu infatti lui a proporre una forma di Telaio costruita interamente in Alluminio senza necessità di elementi intermedi più rigidi…
Il Telaio Perimetrale in Alluminio, che per praticità chiameremo ‘DeltaBox’, è stato subito preso di mira dalle varie case Motociclistiche Giapponesi in quanto la leggerezza intrinseca del DeltaBox ha sconfitto gli svantaggi del fatto che era molto meno rigido del Traliccio in Acciaio… insomma, un po’ come dire: il gioco vale la candela: ci rimetto nella rigidità, ma guarda quanto meno pesa la Moto!

Di fatto, il disegno base e` simile a quello dei Vecchi Tralicci: il Deltabox parte dal Manubrio aprendosi in 2 Travi che vanno ad Abbracciare il Motore che si appoggia sulla Culla proprio come nei primi Telai a Traliccio.

Nel giro di pochi anni, tutte le 4 grandi case Motociclistiche Giapponesi avevano avviato uno sfrenato sviluppo dei Telai DeltaBox, atto a cercare di recuperare la rigidità persa mantenendo l’ottima leggerezza.

SEMI-TRALICCIO DUCATI

La Ducati non ha mai abbandonato il Traliccio e la sua Rigidità, ma ha continuato per la sua strada atta a minimizzare la presenza del Telaio il più possibile senza perdere Rigidità, e dopo aver lasciato il Motore appeso dall’alto, ha ritenuto fosse inutile prolungare il Telaio per farlo scendere fino al Forcellone quando questo poteva essere tranquillamente attaccato al Blocco Motore, e così, con il rientro nella Moto GP, la Ducati si presenta anche con Telaio a Traliccio Ulteriormente ridotto… ora si trovava solo nella parte anteriore della Moto ad agganciare il manubrio e le Forcelle al Motore e cui erano fissati Forcellone e Codone.
Questa è un’ evoluzione CHIAVE nello sviluppo Ducati perchè per la prima volta, il Manubrio ed il Forcellone non sono direttamente collegati da un elemento unico, bensì si è interposto il Motore in Mezzo che essendo un Blocco Metallico anche molto spesso, non offre alcunissima flessibilità, mentre nei Telai DeltaBox permane la relazione diretta fra Forcelle e Forcellone in quanto sono entrambe attaccate allo stesso elemento: il Telaio che nella Ducati, è venuto a mancare.

IL MONO-SCOCCA DUCATI 

l’Evoluzione Controcorrente della Ducati Continua ed arriva finalmente ad eliminare del tutto quel elemento che ha cercato di ridurre sempre di più ai minimi termini con il passare degli anni senza mai rinunciare alla Rigidità e finalmente e` riuscita ad eliminare il Telaio integralmente utilizzando la scatola dell’aria come elemento portante che congiungesse il Blocco Motore al Manubrio e Forcelle.

PUNTI CHIAVE DELLE EVOLUZIONI:

La differenza fra la scelta operata dalle Case Motociclistiche Giapponesi e quella operata dalla Ducati, sta in una filosofia di base:

Telaio Rigido, o Telaio Flessibile?

Nel passato si riteneva che il Telaio dovesse essere più rigido possibile, ma la necessità di passare a materiali più leggeri ha portato le Case Giapponesi ed anche la Aprilia ad optare per una soluzione più leggera a scapito della Rigidità, tuttavia, con il passare degli anni, quello che era il punto debole dei DeltaBox, sembra stia ora diventando il suo punto di forza: ossia la flessibilità.

C’è chi dice che questo stia avvenendo per colpa delle Gomme, che negli ultimi anni sono state fornite da una sola casa fornitrice e che, guarda caso, questa casa sia Giapponese e di conseguenza abbia sviluppato Gomme che si adattano meglio alla Flessibilità di un DeltaBox anzichè alla rigidità di un Traliccio o di un Mono-Scocca.

Sta di fatto che poi, ciascun pilota ha delle preferenze diverse: Casey Stoner chiedeva di avere la Moto più rigida (più rigida era, più era contento), un’opinione totalmente opposta rispetto alle dichiarazioni di Valentino Rossi che invece, avendo passato l’intera carriera a guidare Motociclette con telai DeltaBox ben flessibili, non si riesce ad abituarsi alla guidabilità di una Moto inflessibile come la Ducati.

 

TETRAPAK

MATERIALE E TECNOLOGIA

Nel 1951 nacque l’azienda Tetrapak vera e propria e il primo prototipo
di materiale plastico omonimo venne presentato il 18 maggio da Rausing in persona.

Il primo contenitore avevano la forma di tetraedri (solidi a quattro facce) e da essi
è nato il nome dell’azienda.

Nella metà degli anni cinquanta, Tetra Pak iniziò attività congiunta di ricerca e sviluppo

con Ursina. Ursina era in grado di produrre latte sterilizzato
che aveva effettivamente lo stesso sapore e valore nutrizionale del latte fresco.

Nel 1961 Tetra Pak presenta un sistema capace di risparmiare energia nelle fasi di
immagazzinamento e di distribuzione, in grado di conservare il latte per parecchi
giorni senza refrigerazione.
Oltre al trattamento termico del latte (UHT), le confezioni hanno una pellicola
di alluminio che le preserva dall’aria e dalla luce.

I contenitori per bevande in Tetra Pack sono materiali “poliaccoppiati”,

cioè costituiti da più strati di materiali quali carta, polietilene e alluminio.
La loro composizione varia a seconda del tipo di contenitore, l’aseptic è
costituito da carta per il 75%, polietilene per il 20% e alluminio per il restante 5%.

La maggior parte dei cartoni per bevande usati sono riciclati in tutto il mondo
per produrre cartone per imballaggio ,carta per uso ufficio, e
anche ottima carta tissue (carta per tovaglioli, fazzoletti, etc.).

Ma vista la composizione multistrato del tetrapak (carta, plastica e alluminio)
c’è bisogno di particolari impianti per la gestione di questo rifiuto.

Così solo l’azienda si occupa del reciclaggio e dello smaltimento.

Per reciclare il Tetrapak i contenitori devono essere risciacquati e schiacciati
il più possibile, per ridurne l’ingombro.

CARATTERISTICHE :

– risparmio di energia nelle fasi di immagazzinamento e di distribuzione .

– facilità di apertura.

– impermeabilità e preservazione del prodotto dalla luce e dall aria.

– per il brand possibilità di stampe ampie del machio per un ottima visibilità.

– materiale resistente .

SVANTAGGI:

– limitato reciclaggio perche impianti specifici.

– contenitore usa e getta.

– rischio minimo che nel processo di produzione nel prodotto possa finire del inchiostro per la stampa.

ILTITANIO

Il titanio è l’elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Ti e numero atomico 22. È un metallo leggero, resistente, di colore bianco metallico, lucido, resistente alla corrosione. Il titanio metallico puro (99.9%) venne preparato per la prima volta nel 1910 daMatthew A. Hunter. Il titanio è un elemento metallico che è ben conosciuto per la sua resistenza alla corrosione (quasi quanto il platino) e per il suo alto rapporto resistenza/peso. È leggero, duro, con una bassa densità. Allo stato puro è abbastanza duttile, lucido, di colore bianco metallico. Tuttavia le leghe di titanio non sono facilmente lavorabili, e la difficoltà di lavorazione alle macchine utensili è paragonabile a quella dell’acciaio inossidabile, notoriamente il più problematico da plasmare per asportazione di truciolo. Il punto di fusione relativamente alto di questo elemento lo rende utile come metallo refrattario. Il titanio è resistente come l’acciaio ma il 40% più leggero, pesa il 60% in più dell’alluminio ma con una resistenza doppia. Queste proprietà rendono il titanio molto resistente alle forme usuali di fatica dei metalli. Il titanio è resistente all’acido solforico diluito e all’acido cloridrico, oltre che ai gas dicloro, alle soluzioni di cloruri e alla maggior parte degli acidi carbossilici. Grazie alla loro resistenza (anche alla corrosione), leggerezza, e capacità di sopportare temperature estreme, le leghe di titanio vengono utilizzate principalmente nell’industria aeronautica e aerospaziale, anche se il loro utilizzo in prodotti di consumo quali: mazze da golf, biciclette, componenti motociclistici e computer portatili, sta diventando sempre più comune. Il titanio viene spesso messo in lega con: alluminio, ferro, manganese, molibdeno e altri metalli.

Altri impieghi:

– Grazie all’eccellente resistenza all’acqua di mare, viene usato per fabbricare parti dei propulsori marini.

– Un uso tecnologico molto importante, legato alla sua resistenza alle soluzioni saline, è come materiale metallico di contatto con i fluidi ad alta concentrazione salina negli impianti didissalazione dell’acqua marina.

– Il tetracloruro di titanio (TiCl4), un liquido incolore, viene usato per ottenere l’iridescenza del vetro, e poiché emette un fumo denso nell’aria umida, viene anche usato per la fabbricazione di fumogeni.

– in aggiunta ad essere un importante pigmento, il biossido di titanio viene impiegato nei filtri solari grazie alla sua capacità di proteggere la pelle.

– Ha la proprietà di essere biocompatibile, in quanto presenta porosità superficiale analoga a quella dei tessuti umani, per cui risulta fisiologicamente inerte. Per questo motivo la lega a base di titanio Ti6Al4V viene utilizzata nelle componenti protesiche di anca e ginocchio, e nelle protesi implantari dentarie. Tuttavia dato l’alto coefficiente di frizione non viene mai utilizzato come componente di giunzione articolare

– Sempre per la sua bioinerzia e resistenza meccanica, in ambito sanitario è utilizzato per la fabbricazione di clips chirurgiche da sutura permanente ed in odontoiatria per la realizzazione di impianti dentari.

– Il carburo ed il nitruro di titanio (TiC e TiN) vengono utilizzati nella fabbricazione di inserti per utensili adatti al taglio dei metalli ad alta velocità, cioè i cosiddetti inserti in “metallo duro”. In particolare il carburo di titanio viene utilizzato, insieme al carburo di tungsteno (WC), al cobalto e ad altri carburi (carburo di niobio e carburo di tantalio) per realizzare il corpo degli inserti, mentre il nitruro di titanio serve per il rivestimento superficiale degli inserti.

– Facendo attraversare una corrente elettrica. a temperature molto basse, in stati sottili di nitruro di titanio, si è scoperto il fenomeno detto di superisolamento.

– Nel 2000 la casa produttrice italiana Omas produsse una serie di stilografiche del modello classico a dodici facce “arte italiana” interamente in titanio (sia il corpo che il pennino).

– Grazie alla sua resistenza alle soluzioni saline, il titanio viene impiegato nella fabbricazione delle casse degli orologi.

LO PNEUMATICO

Lo pneumatico.

Storia.

Migliorando la qualità delle strade le ruote vennero ricoperte di gomma. Inizialmente erano di gomma piena ma risultavano appiccicose, rammollivano con il caldo e indurivano con il freddo. Fu il sig. Goodyear, che per puro caso, trovò la giusta combinazione di sostanze. Infatti  notò che un miscuglio di gomma e zolfo, cadutogli per puro caso nella stufa, assunse delle proprietà elastiche e di resistenza sorprendenti. Fu il primo a introdurre nella sua fabbrica il processo di VULCANIZZAZIONE. Il sig. Dunlop invece, nel 1887 inventò lo pneumatico con la camera d’aria.­

Tipologia.

TUBE:  una camera d’aria racchiude l’aria compressa.

TUBELESS:  senza camera d’aria. La copertura fatta di gomma e tele di fibra o metallo attutisce gli urti.

NPT: non pneumatic tires, non richiedono aria.

PIENI:  hanno una struttura piena in plastica.

TWELL: tra la copertura esterna in gomma e il mozzo sono inseritei raggi poliuretano. Strutturali.

Caratteristiche.

-larghezza battistrada:  automobilistico, a maggiore larghezza più tenuta,ma cambi direzione più lenti

-altezza spalla: distanza tra manto stradale e cerchione. Deformazione del profilo.

-pressione pneumatico:  varia in base alla massa del veicolo, tipologia strada e periodo climatico.

-temperatura: stradali intorno ai 50-80°C, ambito sportivo anche 130.

Struttura.

-battistrada:  prodotto in gomma sintetica (SBR).

-pacco cinture: strati multipli (tra carcassa e battistrada), aumentano la resistenza dello pneumatico,protezione contro urti e forature e garantiscono migliore distribuzione delle forze su improntale laterale del battistrada.                                                                                                                                        -spalla

-carcassa o tela: consente  la trasmissione di tutte le forze di carico tra la ruota e il terreno come quelle che si sprigionano durante la frenata e nelle manovre di sterzatura.

-Nervatura fascio o cerchietti: fasce d’acciaio poste nel tallone, accomodano lo pneumatico sul cerchione.

Differenza tra pneumatico convenzionale e radiale.

Pneumatico convenzionale: gli strati di armatura sono inseriti diagonalmente, conferiscono più omogeneità a spalla e battistrada. Maggiore resistenza agli urti laterali. Forte stabilità laterale

Pneumatico radiale: disposizione dell’armatura in senso trasversale rispetto alla direzione di marcia. Scarsa deformabilità del fianco, la pressione al suolo viene distribuita in modo più uniforme. Minor compattamento.

Riciclaggio.

I pneumatici vengono trattati in impianti dove si separa la gomma della tela e dal metallo. La gomma recuperata viene ridotto in POLVERINO. Utilizzato come componente per creare bitumi modificati rende il manto stradale più resistente alle deformazioni e a pioggia e neve. Versione Wet, il polverino è miscelato al bitume, assorbendolo si gonfia e diventa gommoso. L’asfalto a base di polverino è drenante,fonoassorbente.

Vulcanizzazione.

Processo di lavorazione della gomma la quale viene legata chimicamente allo zolfo mediante riscaldamento. Oggi si intente un qualsiasi processo chimico con risultati analoghi. Provoca una modificazione della conformazione molecolare del polimero. Aumento di elasticità e resistenza a trazione. Soppressione di proprietà negative quali l’abrasività e l’appiccicosità oltre che una maggiore resistenza agli effetti dell’ossigeno.atmosferico.

Grammatica.

Etimologia: dal greco pneymatikos (che ha rapporto col soffio) e pneumatos soffio spirito vento.  La grammatica della nostra lingua impone che “lo” (insieme a “i” per il plurale) si usi “davanti a s impura, sc, z, ps, gn, pn, x, y, j e i con valore consonantico“. L’alternanza degli articoli il/lo e un/uno (e naturalmente dei plurali corrispondenti i/gli, dei/degli) corrispondono i primi a un registro più familiare, mentre i secondi appartengono ad un uso più sorvegliato della nostra lingua.

Sottomarini

Sottomarini

I primi battelli che avevano caratteristiche di sommergibili (prima metà 1600) erano costituiti da scafi di imbarcazioni posizionate l’ una sull’ altra cosi da risultare simili ad una noce e impermeabilizzate ed incollate con pece. Questo non permetteva però di avere sistemi di propulsione per il fatto che non era possibile creare aperture nello scafo.

Con l’ avvento dell’ acciaio è stato possibile studiare un sistema di pale e quindi un metodo di propulsione.

La più importante caratteristica da segnalare è la differenza tra sottomarini e sommergibili, infatti i primi sono natanti progettati per la crociera sottomarina, i secondi invece sono mezzi che sono stati progettati per navigare emersi, ma con la possibilità di immergersi all’ occasione (potendo però mantenere una velocità inferiore se immersi).

La struttura del sottomarino è formata da due scafi: lo scafo esterno o scafo leggero, il quale imposta la forma idrodinamica del sommergibile, e lo scafo interno o scafo resistente, il quale deve far fronte appunto alla pressione idrostatica. La parte abitata del sottomarino è totalmente contenuta all’interno dello scafo resistente, mentre la zona tra i due scafi è divisa in sezioni dette casse.

Per entrambe le tipologie di natanti il principio di Archimede è quello che posiziona in assetto e permette la navigazione del mezzo tramite le CASSE.

Grazie a questi serbatoi il mezzo si riempie di acqua e di combustibile e riesce ad avere assetti positivo o neutro, ossia sulla superficie dell’ acqua o sotto di essa (alcune casse sono adibite a rimettere in sesto l’ assetto per esempio dopo che vengono espulsi i siluri, o vengono riempite con olii o acqua potabile).

In principio lo scafo di questi battelli era unico con problemi legati alla pressione dell’ acqua a certe profondità e quindi l’ integrità sia dei serbatoi di carburante che dell’ equipaggio, il passaggio successivo fu l’impiego di due scafi stagni ed indipendenti che permettevano di mantenere al sicuro equipaggio e serbatoi ma i costi di produzione erano troppo elevati e quindi si passò ad una scocca esterna ibrida dove le parti piu delicate del mezzo stavano in uno scafo indipendente ma il resto del sottomarino rimaneva dentro uno scafo più esterno; grazie a quest’ innovazione i costi diminuirono e i natanti avevano caratteristiche abbastanza buone da reggere gli investimenti per la produzione.

Per quanto riguarda la forma sono state sperimentate molteplici soluzioni fino ad arrivare alla svolta con il cilindro che grazie ad un sistema di timoni orizzontali e verticali evitava il rollio in fase di immersione e permetteva minori consumi di carburante per per le caratteristiche idrodinamiche della forma stessa.

Touché, qualsiasi oggetto diventa sensibile

Touché, qualsiasi oggetto diventa sensibile

Una nuova tecnologia trasforma il mondo che ci circonda in un enorme, e potenziato, touchscreen. Che reagisce anche al modo in cui viene toccato. Ecco il video

07 maggio 2012 di Anna Lisa Bonfranceschi
 

Vi sedete sul divano, e la televisione si accende, allungate le gambe e le luci si abbassano. O vi toccate la mano con le dita e il volume della musica dentro le vostre orecchie aumenta. O ancora, siete al lavoro e avete scritto sulla porta “ non disturbare”, ma non con il solito post-it: vi è bastato toccare la maniglia. Come potreste riuscire a far tutto questo? Con Touché, la nuova tecnologia sviluppata dai ricercatori della Disney Research (Pittsburgh) e della Carnegie Mellon University (Pittsburgh), che permette agli utenti di dialogare con il resto del mondo usando solo uno dei nostri sensi, il tatto, e la gestualità delle nostre azioni.

L’idea alla base di Touché – presentata nel corso della CHI 2012, the Conference on Human Factors in Computing Systems, in Texas – è quella di rendere tutto quel che ci circonda sensibile al tocco, come se fossimo immersi in una realtà di oggetti in touchscreen, che rispondono al tatto eseguendo delle azioni. Ma in modo più sofisticato rispetto a quanto fatto da schermi di tablet e smartphone, perché Touché riesce a discriminare non solo l’avvenuto contatto, ma anche da quale parte del corpo proviene, e il modo con cui è stato effettuato. E questo grazie alla Swept Frequency Capacitive Sensing (SFCS), la tecnologia che permette a Touché di rispondere a una vasta gamma di segnali di frequenza, a loro volta legati a diversi tipi di interazione con l’oggetto toccato.

Per capire come Touché riesce a fare tutto questo basta pensare al funzionamento di un touchscreen tradizionale, la cui superficie è ricoperta di un conduttore trasparente al quale è associato un segnale elettrico (lo schermo capacitativo). Nel momento in cui avviene il contatto con un dito il segnale viene in qualche modo alterato ed è proprio questa variazione a essere letta come un’azione. I dispositivi touchscreen tradizionali però sono in grado di rivelare solamente il segnale elettrico di una singola frequenza, e quindi di determinare solo se il contatto sia avvenuto o meno.

Touché invece riesce a discriminare i tipi di tatto perché sensibile a diversi segnali di frequenza. Le differenti parti del corpo, infatti, hanno specifiche proprietà capacitative e quindi veicolano segnali che sono processati e interpretati in modo diverso. Allo stesso modo anche i gesti sono unici, e vengono quindi riconosciuti singolarmente. Tutto quello di cui ha bisogno Touché per funzionare è un elettrodo sensore da inserire negli oggetti con cui si interagisce e un sistema in grado di processare i dati raccolti.

Facciamo qualche esempio. Si può rendere intelligente il pomello di una porta così che, a seconda di come la si tocca, sia possibile chiudere o aprire la serratura, o far in modo che compaiano specifici messaggi (come mostrato nel video). La tecnologia Touché – che ha mostrato percentuali di riconoscimento vicine al 100% – potrebbe servire anche per potenziare il funzionamento dei touchscreen stessi. Come? Associando comandi come “ copia e incolla” o “ zoom” alle diverse modalità con cui si afferra lo smartphone. Ma Touché potrebbe funzionare addirittura in acqua, stabilendo se e quando ci sono oggetti immersi nel liquido. In modo da rendere qualsiasi cosa che ci circonda sensibile al tatto e ai diversi gesti. Gli stessi movimenti delle mani potrebbero essere utilizzati per controllare lo smartphone e tablet, grazie a degli elettrodi indossabili simili a dei braccialetti.

UNA CERAMICA antibatterica e autopulente

UNA CERAMICA antibatterica e autopulente è il materiale innovativo, appartenente ai materiali ecoattivi, di una nota azienda emiliana. La lastra può essere usata per rivestire edifici e realizzare pavimenti ma non solo, purifica l’aria, rimuove i batteri, si auto-igienizza. Non è poco. Alla base di tutto c’è un processo fotocatalitico, fortemente ossidativo che, in presenza di aria, umidità e luce, decompone le sostanze organiche e inorganiche inquinanti entrate in contatto con le superfici fotocatalitiche. La fotocatalisi richiama la più nota fotosintesi clorofilliana che trasforma le sostanze dannose per l’uomo tramite un’ossidazione permessa dall’azione combinata di luce e aria.

In questo caso la sostanza fotocatalizzatore è rappresentata dal Biossido di Titanio (TiO2), in forma di particelle micrometriche fissate ad alta temperatura che, una volta esposte all’aria e alla luce, attivano tre distinti processi: azione antinquinante, azione antibatterica e azione autopulente.

Generico AZIONE ANTINQUINANTE
Sono principalmente tre le sostanze responsabili dell’inquinamento e di numerose patologie dannose alla salute quali asma e affezioni cardio-polmonari:
– Biossido di azoto
– Polveri sottili
VOC (Volatile Organic Compound, ovvero Sostanze organiche volatili).
Il processo di fotocatalisi attivato dal Biossido di Titanio decompone e trasforma gli elementi inquinanti e tossici in composti innocui come nitrati, solfati e carbonati, riducendo sensibilmente l’inquinamento prodotto dalle automobili, dalle fabbriche e dal riscaldamento domestico e migliorando la qualità dell’aria respirabile con indubbi vantaggi per il nostro benessere.

Generico AZIONE ANTIBATTERICA
In questo caso la decomposizione non uccide le cellule batteriche ma le decompone danneggiando le pareti cellulari in modo irrimediabile azzerando la pericolosità di batteri come Escherichia Coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, responsabili di gravi patologie.

Generico AZIONE AUTOPULENTE
Il biossido di titanio presenta la peculiarità di attirare e trattenere sulla superficie delle lastre le molecole d’acqua contenute nell’aria, facendo sì che lo sporco si attacchi più difficilmente e possa essere rimosso agevolmente riducendo considerevolmente l’uso di detergenti chimici. Lo sporco di natura organica invece si degrada come nel caso degli agenti inquinanti e dei batteri.

Si ottengono così notevoli benefici sia all’esterno sia all’interno degli edifici. All’esterno perché la fotocatalisi, con la sua azione disgregativa, permette di ridurre gli effetti visibili dello sporco mantenendo inalterata nel tempo l’integrità estetica delle pareti, abbassando i costi di manutenzione e all’interno per la notevole diminuzione dello sporco, dei residui di nicotina e degli odori derivati da essi.

Si stima che mille metri quadrati di questa lastra producano un effetto benefico pari a venti alberi di alto fusto, non male per un pavimento!

STAMPAGGIO A FREDDO

Lo stampaggio a freddo è la principale tecnica utilizzata per la produzione di viti, bulloni e fasteners in generale, il suo largo impiego è giustificato dai molti vantaggi riscontrabili rispetto alle lavorazioni tradizionali. Molti particolari stampati a freddo vengono prodotti senza sfrido e, dove questo si rende inevitabile, rimane confinato in percentuali molto modeste rispetto al materiale lavorato. Un altro elemento d’interesse è l’alta resa produttiva, utilizzando macchinari moderni è consuetudine raggiungere produzioni orarie superiori a ventimila pezzi.

Particolari, anche con geometrie complesse, possono essere prodotti senza ricorrere a costose lavorazioni di ripresa, con finiture superficiali che se opportunamente curate durante la lavorazione possono essere comparate a quelle ottenute da un’operazione di rettifica.
L’alta qualità dei macchinari impiegati, permette in oltre di ottenere lotti di pezzi con dimensioni omogenee tra loro, questo grazie anche all’alta resistenza all’usura dei materiali utilizzati per costruire le attrezzature.

Lavorazioni fondamentali nello stampaggio a freddo

Utilizzando la combinazione di una serie di operazioni di deformazione fondamentali si ottiene un pezzo finito partendo da semplice filo metallico. La prima di queste operazioni è il taglio del materiale di partenza, le successive vengono utilizzate per plasmarlo fino ad ottenere la forma voluta. Queste operazioni di base hanno caratteristiche diverse tra loro e prendono il nome di: ricalcatura, estrusione diretta, estrusione inversa, tranciatura, foratura.