touch screen

                                                    I TOUCH SCREEN

 

Il funzionamento degli schermi touch screen

Sono sempre più numerosi i dispositivi elettronici di uso comune, presenti sul mercato che offrono la possibilità di essere utilizzati attraverso interfacce intuitive ed accattivanti. In questo contesto, la tecnologia “touch screen” compare senz’altro come una delle più diffuse, importanti ed apprezzate: telefoni cellulari, eletrodimestici, pc e sportelli bancomat sono solo alcuni dei sistemi con cui quotidianamente l’uomo si intefaccia attraverso uno schermo sensibile al tocco.

Le modalità di funzionamento delle tecnologie su cui si basa il concetto dei touch screen sono svariate: tipicamente si impiegano grandezze elettriche, la cui variazione di intensità fornisce informazioni utili al sistema di controllo per identificare la posizione del tocco.

 

Componenti di un sistema touch screen

Un dispositivo touch screen è costituito da tre componenti base:

  1. un gruppo schermo-sensore,
  2. un controller
  3. un driver software.

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  • Il sensore di un dispositivo touch screen è, solitamente, un pannello di vetro trasparente, la cui superficie è sensibile al tocco, che viene posto a ricoprire l’area del monitor preposta alla visualizzazione. Il principio generale di funzionamento del pannello è comunque esprimibile come segue: al momento del contatto fra il pannello sensibile e il dito, viene modificato, e univocamente determinato, il valore di un’opportuna grandezza originata dal pannello stesso. La variazione così generata è utilizzata come segnale per la localizzazione della zona di tocco.
  • Il controller è una scheda elettronica che ha il compito di far dialogare lo schermo tattile con il computer: essa riceve le informazioni che il sensore genera nel momento in cui viene toccato e le traduce in opportune comunicazioni per il PC.
  • Il driver è il software che permette al dispositivo touch screen e al computer di lavorare insieme. Esso, infatti, “spiega” al sistema operativo come interpretare i segnali inviati dal controller nel momento del tocco. Touch screen resistivi.

 

Touch screen capacitivi

I dispositivi touch screen più noti e maggiormente diffusi, a causa della loro versatilità, facilità di realizzazione, versatilità ed economicità, sono quelli a funzionamento resistivo. Questo tipo di tecnologia racchiude numerose varianti realizzative le quali presentano, comunque, un certo numero di caratteristiche comuni. L’architettura, per esempio, si può identificare per tutte le tipologie come segue: lo schermo è composto da due pannelli, rivestiti e da una sottile patina conduttrice. I due rivestimenti conduttivi, separati da una sottile intercapedine di aria e da punti separatori, in configurazione di riposo non vengono a contatto fra loro, garantendo un isolamento elettrico fra gli stessi. Durante il funzionamento viene applicata, in maniera opportuna, una differenza di potenziale fra i due strati e, poiché la superficie rivolta verso l’utente dello strato più esterno è flessibile, il tocco dell’utilizzatore fa sì che i due pannelli vengano a contatto in un punto. Ciò si traduce nella chiusura di un circuito elettrico i cui dati caratteristici permettono di effettuare la misurazione.

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Al momento del contatto fra le membrane si realizza un circuito caratterizzato da valori di grandezze elettriche univoci, diversi cioè per ogni punto dello schermo. L’interfaccia elettronica raccoglie un primo valore analogico di tensione, proporzionale alla coordinata orizzontale, e successivamente un secondo, proporzionale a quella verticale. Dall’analisi dei valori rilevati si può risalire univocamente alla posizione dell’area dello schermo che è stata premuta.

L’attivazione dello schermo avviene mediante pressione sul dispositivo, ciò consente di utilizzare i touch screen resistivi a mani nude, se si indossano guanti o tramite penne o qualsiasi altro oggetto capace di imprimere forza sul display.

Touch screen capacitivi

A differenza dei pannelli basati su tecnologia resistiva, la tecnologia capacitiva è priva di parti in movimento, caratteristica che la rende costruttivamente più affidabile. Inoltre, mentre il rilevamento del tocco basato su tecnologia resistiva necessita di due rivestimenti conduttivi, i pannelli capacitivi utilizzano un solo strato conduttivo, protetto da una sottilissima copertura di vetro.

Il principio di funzionamento è il seguente: ai quattro angoli della lamina di ossido conduttivo viene applicata una tensione opportuna, così da generare un campo elettrico uniforme sulla superficie stessa. La tecnologia capacitiva consente di rilevare la posizione in cui è stato toccato uno schermo tattile monitorando i valori di capacità elettrica (o capacitanza) che si registrano al variare della distanza relativa fra due parti conduttive. L’avvicinamento del dito allo schermo, infatti, altera il valore del campo elettrico: il dito dell’utilizzatore costituisce l’armatura di un condensatore, connessa a terra, lo strato conduttivo l’altra armatura, mentre lo strato di vetro funziona da dielettrico. Questa configurazione consente il passaggio di una piccola quantità di corrente, il cui effetto si manifesta nei circuiti agli angoli del substrato sotto forma di oscillazioni dei valori di frequenza ed è percepito dall’elettronica di controllo.

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Il dispositivo funziona a mani nude o tramite penne apposite, ma non può essere attivato tramite oggetti elettrostaticamente scarichi (come penne o tessere di plastica) né indossando guanti.

 

Differenze

 

Visibilità in ambienti interni

  • Resistivo: ottima
  • Capacitivo: ottima

 

Visibilità in ambienti esterni

  • Resistivo: povera, lo strato extra riflette troppo la luce ambientale
  • Capacitivo: ottima

 

Sensibilità al tocco

  • Resistivo: la pressione di cui abbiamo bisogno per effettuare il contatto con lo schermo, può essere effettuata con le dita (anche coi guanti), unghie, pennini, etc..
  • Capacitivo: anche il minimo contatto delle vostra dita ricche di elettroni con il display è sufficiente per attivare la capacità di rilevamento. Non funziona con oggetti inanimati, unghie o guanti. Il riconoscimento della scrittura manuale è quindi problematica.

 

Costo

  • Resistivo: economico da utilizzare nel design di un cellulare
  • Capacitivo: decisamente più costoso di schermi resistivi.

 

Robustezza

  • Resistivo: La natura stessa degli schermi resistivi denota che il loro strato superiore è morbido, soffice abbastanza per premere verso il basso. Questo rende vulnerabile lo schermo a graffi e altri danni minori. Uno schermo resistivo richiede frequenti calibrazioni. Tuttavia, uno strato resistivo sullo schermo di plastica fa in modo che questi dispositivi, già robusti, non si rompano con una caduta.
  • Capacitivo: Essendo di vetro può essere utilizzato come strato esterno. Anche se non invulnerabile (e certamente inclini a rottura agli impatti più forti), il vetro è più resistente a graffi e imperfezioni.

 

Come insonorizzare una parete in  cartongesso già esistente? articolo a cura di Martina Poggi

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Il cartongesso è attualmente uno dei materiali più usati nell‘edilizia leggera data la sua velocità di applicazione e le sue particolari doti termoacustiche. Si vende in pannelli di 1,2×2 metri anche se si possono trovare di diverse misure come 1,2×3.In paesi come Francia e Inghilterra le sue dimensioni sono invece di 1,25×1,5. Il suo spessore varia in base all’applicazione richiesta, infatti esistono decine di pannelli di diverse caratteristiche. In Italia, lo spessore più diffuso è di 12,5mm. Oltre alle proprietà termoacustiche, ricordiamo anche quelle ignifughe e quelleidrorepellenti.

Solitamente una parete in cartongesso può avere uno spessore di 8-10 cm, comprendente due lastre esterne di cartongesso e un’intercapedine solitamente riempita di materiale isolante e/o fonoassorbente. Un controsoffitto o una controparete di appena 1-2 cm.

Fonoisolanti

Prodotti specifici per l’isolamento acustico, per bloccare la propagazione dell’onda sonora e impedire la tramissione del rumore. Sono realizzati con un materiali con elevata massa o densità (come piombo, EPDM, gomma vulcanizzata)in singolo strato o accoppiati a materiali fonoassorbenti.

Poliuretano espando

E’ un polimero che ha ottime caratteristiche di materiale assorbente acustico da impiegare sia nel riempimento di intercapedini per aumentare la prestazione fonoisolante delle pareti, sia a vista per rispondere ad esigenze di miglioria del comfort acustico di ambienti abitativi ed insediamenti umani civili e commerciali. Si presta ad applicazioni tecniche differenziate a seconda delle sue versioni produttive (liscio,bugnato,piramidale). Prodotto in materassini morbidi. il poliuretano può essere insufflato per riempire intercapedini e facilmente lavorato se usato sotto forma di schiuma poliuretanica, rispondendo a molteplici esigenze di fonoassorbimento.

Schiuma poliuretanica

CHE COS’E’

La schiuma poliuretanica monocomponente auto espandente per applicazioni con apposita pistola, che indurisce per effetto dell’umidità atmosferica.

La struttura cellulare è uniforme, a pori prevalentemente chiusi, la stabilità dimensionale e le proprietà meccaniche sono tali da rendere il prodotto ideale per fissare, isolare e sigillare.

Le certificazioni per l’isolamento termico e acustico la rendono ideale per eliminare i ponti termici in edilizia e per isolare dal rumore.

Ha un’ottima adesione a tutti i più comuni materiali usati in edilizia, sia lisci che porosi: legno, cemento, intonaco, metalli, materie plastiche (eccetto politene, PTFE e silicone).

La schiuma poliuretanica elimina i ponti termici e isola dal rumore, è particolarmente indicata per il montaggio, la coibentazione, l’insonorizzazione e l’isolamento di porte, finestre e cassonetti; riempie penetrando in tutte la cavità, riempie e sigilla giunti, scanalature, cavità e passaggi di tubature, esegue o completa rivestimenti termici ed acustici, fissa scatole elettriche.

VANTAGGI

Quando indurita, è inattaccabile da microorganismi e muffe e presenta un’ottima resistenza anche agli agenti chimici. Si può forare, tagliare, stuccare e verniciare. E’ impermeabile e resistente  al calore, al freddo e all’invecchiamento; è ideale per l’utilizzo con ogni tipo di pistola per l’estrusione di schiume poliuretaniche.

MODALITA’ DI APPLICAZIONE E ISTRUZIONI

Si applica a superfici pulite e sgrassate. Bisogna agitare molto bene la bombola prima di ogni uso ed avvitare la bombola al collare della pistola.

Inumidire le superfici con acqua prima di schiumare. Per un’ottima resa è ideale una temperatura della bombola dai 18 ai 22°C.

Usare i guanti inseriti nel cappellotto della bombola per evitare il contatto con la pelle.

Inumidire anche durante e dopo l’applicazione. Tramite il dosatore a vite, regolare durante e dopo l’applicazione.

Per cavità di notevoli dimensioni, applicare la schiuma a più strati, ricordarsi di inumidire sia il substrato, che la schiuma, in modo da accelerare l’indurimento e avere una presa migliore.

La schiuma è auto espandente: aumenta del doppio, perciò non riempire la cavità oltre la metà.

Il prodotto è stabile a magazzino in contenitori originali non aperti, a 20/25°C per 12 mesi dalla data di produzione.

Una volta applicata, deve essere protetta dai raggi UV e dalla luce del sole.

CARATTERISTICHE TECNICHE

Resa (espansione libera)

Litri: 40-45

Densità (espansione libera)

Kg/mc 15

Dimensione delle cellule medio-fini

Tempo di formazione della pelle: 6-8 minuti

Lavorabilità: taglio (cordolo 2 cm)

Minuti: 13-16

Indurimento completo (cordolo 2 cm)

Ore: 6-8
Temperatura di applicazione: °C +5+35
Resistenza alla temperatura: °C -40+100
Resistenza a trazione: Mpa 0,08
Allungamento a rottura: 18%
Resistenza al taglio: Mpa 0,03
Resistenza a compressione: Mpa 0,05
Assorbimento acqua: 0,3%V/V

Vantaggi: questa tecnica permette di insonorizzare acusticamente e termicamente una parete in cartongesso già realizzata, evitando di dover smontare il pannello di cartongesso ed e di conseguenza il montante, ma si pratica semplicemente un piccolo foro nel cartongesso e vi si inserisce la schiuma poliuretanica che nel giro si poche ore aumenta notevolmente il suo volume, fino ad indurirsi.

Tale tecnica evita gli sprechi ed è quindi molto economica.

Correzione “Fresatura” di Renato Belluccia

Fresatura

La fresatura è una lavorazione meccanica a freddo per asportazione di truciolo, da parte di un utensile che ruota attorno ad un proprio asse su un pezzo in moto di avanzamento. E’ una lavorazione in forme complesse di parti metalliche o altri materiali. Per poter realizzare il pezzo finito è necessario che questo possa essere inscritto nel pezzo di partenza da cui verrà asportato il sovrametallo.

La lavorazione viene effettuata mediante utensili e frese, montate su macchine utensili quali fresatrici o fresalesatrici.

La fresatura, a differenza di altre lavorazioni più semplici, richiede la rotazione dell’utensile e la traslazione del pezzo: i taglienti della fresa, ruotando, asportano metallo dal pezzo quando questo viene a trovarsi in interferenza con la fresa a causa della traslazione del banco su cui il pezzo è ancorato.

Le fresatrici devono essere in grado di spostarsi sulla superficie del pezzo, questo può essere fatto in due modi:
  • Spostando il banco di lavoro su due assi X e Y, ed eventualmente alzando la testa motorizzata lungo l’asse Z
  • Lasciando il banco fisso e spostando la testa motorizzata lungo i tre assi.
Il ciclo lavorativo prevede normalmente una prima fase di sgrossatura, in cui l’asportazione viene fatta nel modo più rapido e quindi più economico possibile, lasciando un sufficiente sovrametallo per la successiva fase di finitura in cui si asportano le ultime parti eccedenti per raggiungere le dimensioni previste ottenendo una superficie più liscia.
La finitura, che consiste in una asportazione limitata di metallo, consente di rispettare il progetto per quanto riguarda le tolleranze delle dimensioni e il grado di rugosità delle superfici.
Il pregio principale delle fresatrici è di avere pochissimi limiti di forme realizzabili nelle lavorazioni e di poter svolgere con un solo programma di lavoro diverse operazioni complesse comprendenti forature, rettifiche, alesature, tagli, arrotondamenti…
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Video che mostra una incisione con fresa
 

Il cemento cellulare alleggerito (correzione articolo Valentina Dedonatis a cura di Martina Poggi)

Il cemento cellulare alleggerito è uno dei prodotti più all’avanguardia per l’isolamento termico e acustico delle costruzioni edili.
E’ un composto visibilmente fluido costituito da cellule spugnose riempite d’aria.

PRODUZIONE
Questo materiale si ottiene tramite l’amalgama di una boiacca di cemento con una schiuma a base di componenti ecologici e non inquinanti, che gli conferiscono consistenza e stabilità. In questo modo l’impasto acquisisce una struttura a cellule d’aria chiuse rivestite di cemento e non intercomunicanti tra di loro: è proprio questa particolare caratteristica a rendere il calcestruzzo molto leggero e dotato di un notevole potere isolante.
Questa struttura interna in grado di rendere il cemento cellulare un ottimo isolante termico e acustico deve però essere protetto al meglio, perché altrimenti tende ad assorbire l’umidità.
Grazie a queste proprietà il cemento cellulare garantisce un notevole risparmio energetico negli edifici e aumenta la resistenza al fuoco, poichè è perfettamente ignifugo, derivato dal cemento, materiale incombustibile, presenta caratteristiche di resistenza al fuoco, ed ha qualità isolanti molto elevate che abbattono il livello di umidità di risalita.

Il cemento cellulare è molto apprezzato per la sua leggerezza, che lo rende semplice da lavorare e permette di utilizzarlo su ogni struttura senza appesantirla.
Il processo finale di asciugatura ottimizza ulteriormente il rendimento del prodotto.

L’operazione di miscelazione viene realizzata in breve tempo con l’utilizzo di uno specifico impianto direttamente sul luogo di esecuzione delle opere, senza intralciare le altre operazioni di cantiere. Può essere realizzato mediante l’ausilio di diversi materiali, ognuno con caratteristiche proprie. I materiali più utilizzati sono il polistirolo, il sughero e la leca.

I calcestruzzi cosiddetti leggeri si distinguono da quelli “tradizionali” per il fatto che sostituiscono in parte gli aggregati naturali, pietrisco e ghiaia, con aggregati leggeri, naturali o artificiali. Come noto, la qualità e la quantità degli inerti utilizzati può influire notevolmente sulle caratteristiche del calcestruzzo prodotto, soprattutto in termini di:
• Densità (γ)
• Resistenza meccanica (E)
• Conducibilità termica (γ)
Gli inerti si possono definire collaborativi quando le loro caratteristiche appena elencate sono simili a quelle della pasta cementizia utilizzata; se questi invece partecipano esclusivamente in termini di volume, cioè quando sono differenti rispetto a quelli della pasta, vengono definiti “virtuali”. Gli aggregati che costituiscono i calcestruzzi leggeri sono appunto di tipo virtuale.
La classificazione dei calcestruzzi viene spesso fatta in base alla loro densità; si identificano quindi quattro categorie:
csl pesanti (ad alta densità)
csl ordinari (tradizionali)
csl alleggeriti (argilla espansa)
csl leggeri (polistirolo)
Si può a questo punto fare un’ulteriore suddivisione di quelli che sono i
calcestruzzi leggeri:
• cls cellulari: vengono alleggeriti con l’introduzione nell’impasto di bolle d’aria, attraverso l’introduzione di aria compressa o di schiume dense durante la preparazione dell’impasto in betoniera.
• cls polistirolici: sostituiscono, come suggerisce il nome, il polistirolo agli inerti classici. Questo prodotto, fin dagli anni ’60, ha dato diversi problemi ai costruttori per via dell’estrema leggerezza delle sfere di polistirolo che galleggiano sulla superficie della malta. Il problema fu risolto poi negli anni ’70, grazie al trattamento delle sfere con dei tensioattivi in modo da appesantirle e renderle meglio miscelabili.
• cls Polycem: consistono nella combinazione di quelli cellulari con quelli polistirolici in modo da unire la fluidità dei primi e la leggerezza dei secondi.
Ciascuno dei tre prodotti appena elencati offre caratteristiche differenti sul piano tecnologico, su quello prestazionale e su quello economico. I cls cellulari garantiscono resistenza meccanica e conducibilità termica simili a quelle dei cls polistirolici, ma, a differenza di questi ultimi che si preparano con una betoniera comune, necessitano di un macchinario apposito per la loro produzione.
I cls Polycem, offrono una conducibilità termica molto ridotta, ma garantiscono una maggiore resistenza a compressione rispetto ai cellulari e ai polistirolici presi separatamente ed inoltre, fino a qualche anno fa, necessitavano anch’essi di un macchinario apposito per la loro preparazione. Risulta quindi difficile stabilire quale tra questi sia il migliore compromesso, anche perché in questi ultimi anni gli additivi e le schiume utilizzate si sono evolute molto velocemente.
DESTINAZIONI D’USO Il cemento cellulare alleggerito è un matetriale malleabile e duttile utilizzato per creare una superficie, posizionato tra il massetto e il solaio in modo da non appesantire l’edificio: questo effetto deriva cioè dalla diminuzione dei carichi sul solaio. L’unica accortezza da adottare, prima della collocazione del massetto, consiste nelia verifica dell’avvenuta asciugatura dello strato di cemento.

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La gomma naturale

La gomma è un materiale che ha la possibilità di essere allungato notevolmente e che torna rapidamente alla lunghezza iniziale quando cessa l’azione che ne aveva causato l’allungamento, è quindi un materiale dotato di elevata elasticità. E’ costituita da sostanze chimiche chiamate elastomeri; tali sostanze determinano il comportamento elastico delle gomme; gli elastomeri sono costituiti da molecole di elevatissima lunghezza, che sono quindi delle “macromolecole”; tali macromolecole in condizioni di riposo sono ripiegate su loro stesse, mentre se sottoposte a trazione sono capaci di distendersi, per poi riprendere la configurazione originaria al cessare della sollecitazione. A differenza delle macromolecole dei polimeri termoplastici, le macromolecole che compongono la gomma hanno un certo grado di reticolazione, cioè le macromolecole non hanno una struttura “filiforme”, ma più “intrecciata” (come una rete), e questo permette alle macromolecole di essere vincolate a muoversi attorno a dei “punti fissi” (i “nodi” della rete), in modo da ripristinare la configurazione antecedente alla sollecitazione. La gomma naturale (altra definizione): Il latice è una dispersione colloidale di particelle del polimero fondamentale, insieme a piccole quantità di grassi, resine, zuccheri e proteine. Formalmente la sostanza polimerica viene considerata come il polimero di un diene, l’isoprene o 2-metil-butadiene. Ciascuna pianta di Hevea brasiliensis è in grado di fornire 3 kg di g. essiccata all’anno. Talvolta il termine “gomma” viene utilizzato per indicare lo pneumatico, che invece è un particolare utilizzo della gomma. La storia e l’evoluzione della gomma L’Hevea Brasiliensis: da Colombo a Goodyear. Agli inizi dell’XI sec. alcune tribù di indigeni dell’America del sud raccoglievano una resina bianca come il latte da un albero, l’Hevea Brasiliensis, per farne oggetti diversi di culto o di svago. L’albero “Hevea Brasiliensis”, è il caa-o-chu, detto anche albero che piange. Originario del Brasile si è diffuso fino al Medio Oriente in particolare in Malesia e Nuova Guinea. Nel 1493 Cristoforo Colombo porta in Europa i primi pezzi di gomma cruda. Bisogna però attendere il 1747 quando uno scienziato, Charles Marie de la Condamine (1701-1774), fornisce all’Accademia delle Scienze di Parigi informazioni preziose sia sulla provenienza e sulle proprietà del lattice di gomma, sia sul suo possibile uso per la fabbricazione di oggetti utili. Qualche anno più tardi, nel 1790, Fourcroy scopre che l’aggiunta di alcali impedisce la coagulazione del lattice di gomma durante il trasporto. Nel 1839 Goodyear scopre la vulcanizzazione, ovvero la capacità del lattice di gomma di unirsi allo zolfo ad alta temperatura e di trasformarsi in un prodotto dotato di proprietà meccaniche e fisiche superiori a quelle del caucciù allo stato grezzo. E’ la svolta che determina la nascita dell’industria della gomma in Europa e negli Stati Uniti. Da quel momento la crescente applicazione industriale del nuovo materiale e gli interessi degli europei in Estremo Oriente spinsero gli inglesi a trapiantare i semi della pianta (Hevea Brasiliensis) dall’Amazzonia a Ceylon, e a razionalizzare la cultura delle piantagioni e la raccolta del lattice (H. Wickam, 1876; H. Ridley, 1888) in una vasta area che comprendeva le Indie Orientali Olandesi, Sumatra, Malacca ecc. Con la scoperta del petrolio negli Stati Uniti (1859) e la fabbricazione del motore a scoppio (1885) iniziò alla fine del secolo scorso la motorizzazione, con conseguente richiesta di grandi quantitativi di gomma naturale. La formazione dello “Stevenson Restriction Scheme” (Cartello della Gomma inglese) all’inizio negli anni venti di questo secolo spinse gli Stati Uniti, divenuti i più grandi consumatori di gomma ad estendere le piantagioni di gomma in altre aree -Panama, Costarica, Liberia, Filippine – ma essi rimasero comunque totalmente dipendenti dall’estero e soprattutto dall’Estremo Oriente fino all’inizio delle ostilità col Giappone nel 1941. Classificazione Vi sono attualmente in commercio due tipi di gomme: quelle naturali e quelle sintetiche. Le gomme sintetiche di più antico impiego sono il cloroprene (Neoprene), la gomma stirolica e la gomma nitrilica, introdotte inizialmente in Germania con il nome di Buna-S e Buna-N. Le gomme naturali, secondo la normativa UNI 7703, si ottengono coagulando il lattice ricavato da alcune piante tropicali e raccolte tramite incisione del tronco della pianta. Hanno ottime caratteristiche meccaniche, ma scarsa resistenza agli agenti atmosferici, alla temperatura ed a molti composti chimici. Le gomme sintetiche vengono prodotte a partire da semplici idrocarburi generando tramite polimerizzazione lattici artificiali successivamente coagulati, sono attualmente disponibili molti elastomeri artificiali, aventi caratteristiche meccaniche e di resistenza chimica assai diversificate. Estrazione della gomma naturale Il poliisoprene naturale è anche detto gomma naturale o caucciù. Lattici gommosi si possono ottenere da numerose piante: se ne contano più di trecento, tutte viventi nei territori tropicali. Quella di gran lunga più importante è Hevea brasiliensis, originaria del bacino del Rio delle Amazzoni (Parà), attualmente coltivata in tutte le regioni tropicali e sub-tropicali adatte, che da sola fornisce circa il 90% della produzione mondiale di gomma naturale. La gomma naturale, pur avendo molte utili proprietà, presenta anche alcuni inconvenienti. Un tempo i manufatti di gomma risultavano appiccicaticci e maleodoranti, rammollivano con il caldo e indurivano con il freddo. Si cercò allora, mediante trattamenti meccanici e miscele di opportuni additivi, di rendere stabili le proprietà della gomma. Un primo successo si ottenne con il masticatore a cilindri concentrici di Th. Hancock che, snervando il materiale, lo rendeva plastico e idoneo ad assorbire gli additivi (1820); ci si rivolse quindi alla ricerca di metodi di lavorazione chimico-fisici delle mescole e, con solventi idonei (etere, trementina, petrolio), si giunse a ottenere soluzioni gommose relativamente stabili adatte a impermeabilizzare tessuti (Ch. MacIntosh, 1823) e a ottenere fili elastici (Th. Hancock, 1837). La completa stabilità delle proprietà della gomma fu ottenuta nel 1839 da Charles Goodyear che inventò la vulcanizzazione , un processo mediante il quale si creano delle reticolazioni fra le catene polimeriche per riscaldamento della gomma in presenza di zolfo. Le reticolazioni aumentano la resistenza della gomma e fungono in un certo senso da “memoria” che aiuta il polimero a riprendere la forma originale dopo uno stiramento. Il lattice estratto dalle piante viene coagulato con fumi di legni resinosi per ottenere la “para”, oppure con aggiunta di acido acetico o acido formico e successivamente essiccate a caldo per ottenere il “crèpe”. La gomma essiccata si ricava per diluizione del lattice al 15% e acidificazione con acido formico con conseguente coagulazione e precipitazione sul fondo; un successivo passaggio attraverso una calandra a cilindri rotanti le impartisce la forma di fogli lisci o crespati. Il prodotto è poi inviato all’essiccamento in stufe in presenza di fumo di legna. Negli ultimi tempi la gomma è stata immessa sul mercato anche sotto forma di balle ricavate per granulazione del coagulo, essiccamento e compressione in stampi. La gomma essiccata, in balle, se ha subito un lungo processo di immagazzinamento che può aver indotto cristallinità, viene tagliata e riscaldata a 30 °C e quindi inviata ad un masticatore dove viene sminuzzata sia per poterla mescolare ad altre qualità di gomma sia per ridurne la viscosità che durante l’immagazzinamento può essersi eccessivamente innalzata a causa dei processi di reticolazione. Segue una fase di miscelazione, che permette di aggiungere i componenti necessari a ottenere la resilienza e la resistenza meccanica proprie della gomma: i riempitivi per diminuire il costo e impartire resistenza meccanica, antiossidanti e antiozonanti per ridurre l’effetto dell’invecchiamento; plastificanti, oli per diminuire la viscosità; composti di zolfo e acceleranti necessari per la vulcanizzazione. Lavorazione della gomma Il ciclo di lavorazione che porta dal polimero al prodotto finito può essere suddiviso in quattro fasi: lavorazione preparatoria del polimero, o masticazione mescola formatura vulcanizzazione La lavorazione o masticazione ha lo scopo di rendere l’elastomero molle e plastico, abbassandone il peso molecolare, cosicché sia più facile incorporare gli additivi e le cariche. Si esegue in mescolatori chiusi a ruote dentate (Banbury), in macchine a cilindri o in estrusori (Gordon). La temperatura tende a innalzarsi e deve essere mantenuta attorno a 100-120 °C mediante raffreddamento. La mescola si esegue nella stessa macchina, aggiungendo nell’ordine e nelle quantità prestabilite i vari additivi quali cariche, rinforzanti, stabilizzanti, protettivi, antiossidanti, plastificanti, l’agente vulcanizzante e i relativi acceleranti. Nel frattempo si procede con la masticazione per ottenere una massa omogenea. La formatura si fa per: calandratura per le lastre; estrusione per tubi e profilati; stampaggio a compressione o stampaggio a riferimento o stampaggio a iniezione per pezzi di forma più complicata. Durante la calandratura e l’estrusione la temperatura viene mantenuta intorno ai 100 °C per mantenere plastico il materiale; nello stampaggio la formatura è contemporanea alla vulcanizzazione. Normalmente i lattici coagulati non vengono utilizzati tali e quali, ma vengono sottoposti a vulcnizzazione, che consiste in un trattamento a caldo (alla temperatura di 140-180 °C) della gomma miscelata con opportuni additivi, quali zolfo, nero-fumo, cariche inerti, plastificanti ecc; la miscela meccanica da vulcanizzare si dice mescola. Durante questa operazione si ha la reticolazionedella gomma, cioè si creano legami tra le catene molecolari che ne impediscono lo scorrimento reciproco, la gomma perde così la plasticità e l’appiccicosità. Durante la vulcanizzazione, la cui durata può variare da 1 a 30 minuti a seconda della mescola e delle dimensioni del manufatto, il manufatto assume la forma definitiva. A seconda del tipo di oggetto che si vuole ottenere, la vulcanizzazione si effettua in stampi chiusi (stampaggio), o tra cilindri rotanti (calandratura), o in bagno di sali fusi dopo che il profilato è stato estruso. Gli estrusi e i calandrati vengono riscaldati per azione di aria calda o di vapore surriscaldato, oppure per immersione in acqua surriscaldata o in sali fusi. In certi casi si utilizza il riscaldamento a radiofrequenza o con radiazioni ad alta energia. Nello stampaggio si usa riscaldare lo stampo (generalmente per mezzo dei piani della pressa che lo contiene) con vapore o più facilmente tramite resistenze elettriche. La gomma si può trovare in commercio sotto forma di stampati, trafilati, fustellati ottenuti da fogli, lastre, blocchi o accoppiati. Utilizzi della gomma Le gomme sono ampiamente utilizzate per attenuare vibrazioni (ad esempio negli antivibranti, nelle sospensioni e negli ammortizzatori), per guarnizioni di tenuta, per elementi di appoggio autobloccanti, tappeti antiscivolo, elementi elastici, calzature, pneumatici, isolamento dei cavi elettrici, palle, palline da tennis, tubi per varie applicazioni, nastri trasportatori, borse per l’acqua calda, canotti, galleggianti e altri manufatti.

La gomma naturale

La gomma è un materiale che ha la possibilità di essere allungato notevolmente e che torna rapidamente alla lunghezza iniziale quando cessa l’azione che ne aveva causato l’allungamento, è quindi un materiale dotato di elevata elasticità.
E’ costituita da sostanze chimiche chiamate elastomeri; tali sostanze determinano il comportamento elastico delle gomme; gli elastomeri sono costituiti da molecole di elevatissima lunghezza, che sono quindi delle “macromolecole”; tali macromolecole in condizioni di riposo sono ripiegate su loro stesse, mentre se sottoposte a trazione sono capaci di distendersi, per poi riprendere la configurazione originaria al cessare della sollecitazione. A differenza delle macromolecole dei polimeri termoplastici, le macromolecole che compongono la gomma hanno un certo grado di reticolazione, cioè le macromolecole non hanno una struttura “filiforme”, ma più “intrecciata” (come una rete), e questo permette alle macromolecole di essere vincolate a muoversi attorno a dei “punti fissi” (i “nodi” della rete), in modo da ripristinare la configurazione antecedente alla sollecitazione.
La gomma naturale (altra definizione):

Il latice è una dispersione colloidale di particelle del polimero fondamentale, insieme a piccole quantità di grassi, resine, zuccheri e proteine. Formalmente la sostanza polimerica viene considerata come il polimero di un diene, l’isoprene o 2-metil-butadiene.
Ciascuna pianta di Hevea brasiliensis è in grado di fornire 3 kg di g. essiccata all’anno.
Talvolta il termine “gomma” viene utilizzato per indicare lo pneumatico, che invece è un particolare utilizzo della gomma.
La storia e l’evoluzione della gomma
L’Hevea Brasiliensis: da Colombo a Goodyear.
Agli inizi dell’XI sec. alcune tribù di indigeni dell’America del sud raccoglievano una resina bianca come il latte da un albero, l’Hevea Brasiliensis, per farne oggetti diversi di culto o di svago. L’albero “Hevea Brasiliensis”, è il caa-o-chu, detto anche albero che piange. Originario del Brasile si è diffuso fino al Medio Oriente in particolare in Malesia e Nuova Guinea.
Nel 1493 Cristoforo Colombo porta in Europa i primi pezzi di gomma cruda.
Bisogna però attendere il 1747 quando uno scienziato, Charles Marie de la Condamine (1701-1774), fornisce all’Accademia delle Scienze di Parigi informazioni preziose sia sulla provenienza e sulle proprietà del lattice di gomma, sia sul suo possibile uso per la fabbricazione di oggetti utili.
Qualche anno più tardi, nel 1790, Fourcroy scopre che l’aggiunta di alcali impedisce la coagulazione del lattice di gomma durante il trasporto.
Nel 1839 Goodyear scopre la vulcanizzazione, ovvero la capacità del lattice di gomma di unirsi allo zolfo ad alta temperatura e di trasformarsi in un prodotto dotato di proprietà meccaniche e fisiche superiori a quelle del caucciù allo stato grezzo. E’ la svolta che determina la nascita dell’industria della gomma in Europa e negli Stati Uniti.

Da quel momento la crescente applicazione industriale del nuovo materiale e gli interessi degli europei in Estremo Oriente spinsero gli inglesi a trapiantare i semi della pianta (Hevea Brasiliensis) dall’Amazzonia a Ceylon, e a razionalizzare la cultura delle piantagioni e la raccolta del lattice (H. Wickam, 1876; H. Ridley, 1888) in una vasta area che comprendeva le Indie Orientali Olandesi, Sumatra, Malacca ecc. 
Con la scoperta del petrolio negli Stati Uniti (1859) e la fabbricazione del motore a scoppio (1885) iniziò alla fine del secolo scorso la motorizzazione, con conseguente richiesta di grandi quantitativi di gomma naturale. La formazione dello “Stevenson Restriction Scheme” (Cartello della Gomma inglese) all’inizio negli anni venti di questo secolo spinse gli Stati Uniti, divenuti i più grandi consumatori di gomma ad estendere le piantagioni di gomma in altre aree -Panama, Costarica, Liberia, Filippine – ma essi rimasero comunque totalmente dipendenti dall’estero e soprattutto dall’Estremo Oriente fino all’inizio delle ostilità col Giappone nel 1941.
Classificazione
Vi sono attualmente in commercio due tipi di gomme: quelle naturali e quelle sintetiche. Le gomme sintetiche di più antico impiego sono il cloroprene (Neoprene), la gomma stirolica e la gomma nitrilica, introdotte inizialmente in Germania con il nome di Buna-S e Buna-N.
Le gomme naturali, secondo la normativa UNI 7703, si ottengono coagulando il lattice ricavato da alcune piante tropicali e raccolte tramite incisione del tronco della pianta. Hanno ottime caratteristiche meccaniche, ma scarsa resistenza agli agenti atmosferici, alla temperatura ed a molti composti chimici.
Le gomme sintetiche vengono prodotte a partire da semplici idrocarburi generando tramite polimerizzazione lattici artificiali successivamente coagulati, sono attualmente disponibili molti elastomeri artificiali, aventi caratteristiche meccaniche e di resistenza chimica assai diversificate.

Estrazione della gomma naturale
Il poliisoprene naturale è anche detto gomma naturale o caucciù.
Lattici gommosi si possono ottenere da numerose piante: se ne contano più di trecento, tutte viventi nei territori tropicali. Quella di gran lunga più importante è Hevea brasiliensis, originaria del bacino del Rio delle Amazzoni (Parà), attualmente coltivata in tutte le regioni tropicali e sub-tropicali adatte, che da sola fornisce circa il 90% della produzione mondiale di gomma naturale.
La gomma naturale, pur avendo molte utili proprietà, presenta anche alcuni inconvenienti. Un tempo i manufatti di gomma risultavano appiccicaticci e maleodoranti, rammollivano con il caldo e indurivano con il freddo. Si cercò allora, mediante trattamenti meccanici e miscele di opportuni additivi, di rendere stabili le proprietà della gomma. Un primo successo si ottenne con il masticatore a cilindri concentrici di Th. Hancock che, snervando il materiale, lo rendeva plastico e idoneo ad assorbire gli additivi (1820); ci si rivolse quindi alla ricerca di metodi di lavorazione chimico-fisici delle mescole e, con solventi idonei (etere, trementina, petrolio), si giunse a ottenere soluzioni gommose relativamente stabili adatte a impermeabilizzare tessuti (Ch. MacIntosh, 1823) e a ottenere fili elastici (Th. Hancock, 1837).
La completa stabilità delle proprietà della gomma fu ottenuta nel 1839 da Charles Goodyear che inventò la vulcanizzazione , un processo mediante il quale si creano delle reticolazioni fra le catene polimeriche per riscaldamento della gomma in presenza di zolfo. Le reticolazioni aumentano la resistenza della gomma e fungono in un certo senso da “memoria” che aiuta il polimero a riprendere la forma originale dopo uno stiramento.
Il lattice estratto dalle piante viene coagulato con fumi di legni resinosi per ottenere la “para”, oppure con aggiunta di acido acetico o acido formico e successivamente essiccate a caldo per ottenere il “crèpe”.
La gomma essiccata si ricava per diluizione del lattice al 15% e acidificazione con acido formico con conseguente coagulazione e precipitazione sul fondo; un successivo passaggio attraverso una calandra a cilindri rotanti le impartisce la forma di fogli lisci o crespati. Il prodotto è poi inviato all’essiccamento in stufe in presenza di fumo di legna. Negli ultimi tempi la gomma è stata immessa sul mercato anche sotto forma di balle ricavate per granulazione del coagulo, essiccamento e compressione in stampi.
La gomma essiccata, in balle, se ha subito un lungo processo di immagazzinamento che può aver indotto cristallinità, viene tagliata e riscaldata a 30 °C e quindi inviata ad un masticatore dove viene sminuzzata sia per poterla mescolare ad altre qualità di gomma sia per ridurne la viscosità che durante l’immagazzinamento può essersi eccessivamente innalzata a causa dei processi di reticolazione. Segue una fase di miscelazione, che permette di aggiungere i componenti necessari a ottenere la resilienza e la resistenza meccanica proprie della gomma: i riempitivi per diminuire il costo e impartire resistenza meccanica, antiossidanti e antiozonanti per ridurre l’effetto dell’invecchiamento; plastificanti, oli per diminuire la viscosità; composti di zolfo e acceleranti necessari per la vulcanizzazione.

Lavorazione della gomma
Il ciclo di lavorazione che porta dal polimero al prodotto finito può essere suddiviso in quattro fasi:
lavorazione preparatoria del polimero, o masticazione
mescola
formatura
vulcanizzazione
La lavorazione o masticazione ha lo scopo di rendere l’elastomero molle e plastico, abbassandone il peso molecolare, cosicché sia più facile incorporare gli additivi e le cariche. Si esegue in mescolatori chiusi a ruote dentate (Banbury), in macchine a cilindri o in estrusori (Gordon). La temperatura tende a innalzarsi e deve essere mantenuta attorno a 100-120 °C mediante raffreddamento.
La mescola si esegue nella stessa macchina, aggiungendo nell’ordine e nelle quantità prestabilite i vari additivi quali cariche, rinforzanti, stabilizzanti, protettivi, antiossidanti, plastificanti, l’agente vulcanizzante e i relativi acceleranti. Nel frattempo si procede con la masticazione per ottenere una massa omogenea.
La formatura si fa per:
calandratura per le lastre;
estrusione per tubi e profilati;
stampaggio a compressione o stampaggio a riferimento o stampaggio a iniezione per pezzi di forma più complicata.
Durante la calandratura e l’estrusione la temperatura viene mantenuta intorno ai 100 °C per mantenere plastico il materiale; nello stampaggio la formatura è contemporanea alla vulcanizzazione.
Normalmente i lattici coagulati non vengono utilizzati tali e quali, ma vengono sottoposti a vulcnizzazione, che consiste in un trattamento a caldo (alla temperatura di 140-180 °C) della gomma miscelata con opportuni additivi, quali zolfo, nero-fumo, cariche inerti, plastificanti ecc; la miscela meccanica da vulcanizzare si dice mescola. Durante questa operazione si ha la reticolazionedella gomma, cioè si creano legami tra le catene molecolari che ne impediscono lo scorrimento reciproco, la gomma perde così la plasticità e l’appiccicosità. Durante la vulcanizzazione, la cui durata può variare da 1 a 30 minuti a seconda della mescola e delle dimensioni del manufatto, il manufatto assume la forma definitiva. A seconda del tipo di oggetto che si vuole ottenere, la vulcanizzazione si effettua in stampi chiusi (stampaggio), o tra cilindri rotanti (calandratura), o in bagno di sali fusi dopo che il profilato è stato estruso.
Gli estrusi e i calandrati vengono riscaldati per azione di aria calda o di vapore surriscaldato, oppure per immersione in acqua surriscaldata o in sali fusi. In certi casi si utilizza il riscaldamento a radiofrequenza o con radiazioni ad alta energia.
Nello stampaggio si usa riscaldare lo stampo (generalmente per mezzo dei piani della pressa che lo contiene) con vapore o più facilmente tramite resistenze elettriche.
La gomma si può trovare in commercio sotto forma di stampati, trafilati, fustellati ottenuti da fogli, lastre, blocchi o accoppiati.
Utilizzi della gomma
Le gomme sono ampiamente utilizzate per attenuare vibrazioni (ad esempio negli antivibranti, nelle sospensioni e negli ammortizzatori), per guarnizioni di tenuta, per elementi di appoggio autobloccanti, tappeti antiscivolo, elementi elastici, calzature, pneumatici, isolamento dei cavi elettrici, palle, palline da tennis, tubi per varie applicazioni, nastri trasportatori, borse per l’acqua calda, canotti, galleggianti e altri manufatti.

Tecnologia dei materiali a memoria di forma

I materiali a memoria di forma rappresentano una classe di materiali metallici dalle inusuali proprietà meccaniche. In particolare la loro caratteristica principale è quella di essere in grado di recuperare una forma macroscopica preimpostata per effetto del semplice cambiamento della temperatura o dello stato di sollecitazione applicato.

CENNI STORICI
La prima scoperta del fenomeno “shape memory” risale al 1932 grazie agli studi di Chang e Read: essi notarono la reversibilità della trasformazione nella lega AuCd tramite osservazioni metallografiche e variazioni nella resistività.
Solo nel 1962 l’effetto fu scoperto nella lega NiTi ad opera di Buehler, e fu da allora che iniziò la ricerca vera e propria sulla metallurgia e le applicazioni pratiche di questa classe di materiali.
Successivamente furono analizzate molte altre leghe che presentassero le proprietà “shape memory” ma tra tutte, le più interessanti ed utili dal punto di vista applicativo si sono rivelate quelle del gruppo NiTi e le leghe del Cu.
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CARATTERISTICHE MATERIALI MEMORIA DI FORMA
Questi materiali rappresentano una classe di materiali metallici dalle inusuali proprietà meccaniche. In particolare la loro caratteristica principale è quella di essere in grado di recuperare una forma macroscopica preimpostata per effetto del semplice cambiamento della temperatura o dello stato di sollecitazione applicato.
Inoltre è presente una trasformazione di fase a stato solido che prende il nome di trasformazione martensitica termoelastica. Tra le numerose proprietà di questa trasformazione una appare particolarmente utile ed è quella legata alla particolare struttura cristallina della fase ultima (detta appunto martensite). Essa consiste in una fitta disposizione di piani cristallini specularmene disposti l’uno rispetto all’altro e dotati di un’elevatissima mobilità relativa.
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Un ulteriore interessante proprietà delle trasformazioni martensitiche termoelastiche è legata alla possibilità di far avvenire la trasformazione non solo variando la temperatura ma anche mediante l’applicazione di un opportuno stato di sollecitazione in condizioni adeguate di temperatura.
Nel corso della deformazione imposta il materiale forma progressivamente la struttura martensitica e questa istantaneamente si deforma permettendo di nuovo di accomodare grandi deformazioni senza danneggiare in maniera permanente la struttura cristallografica del materiale.
Tale procedura viene condotta in un intervallo di temperature in cui la martensite formatasi non potrebbe esistere nel momento in cui la forza esterna viene rimossa, essa si trova in una condizione di instabilità termodinamica e tende a ritrasformarsi istantaneamente promuovendo un immediato recupero di forma prescindendo quindi dalla fase di riscaldamento.
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Quello che succede fenomenologicamente è che il materiale recupera immediatamente la forma iniziale dando l’impressione di una notevole elasticità. A tale proprietà si dà il nome di superelasticità in quanto l’effetto complessivo è quello di un materiale che accetta notevoli deformazioni ed immediatamente recupera la sua forma iniziale. Questa proprietà dei materiali a memoria di forma ha trovato diverse applicazioni anche grazie alla maggiore semplicità di impiego che prescinde dalla necessità di riscaldare e/o raffreddare il materiale.
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LEGHE Ni-Ti
Le più importanti e diffuse tra le leghe a memoria di forma sono senz’altro quelle che contengono il composto binario intermetallico NiTi, a cui è possibile addizionare molti elementi in lega al fine di modificare le proprietà comportamentali del sistema, a seconda degli scopi previsti. Altri elementi usati comunemente sono: ferro e cromo per abbassare la T di trasformazione.
La classica stechiometria delle leghe NiTi prevede circa uguale quantità di Ni e Ti: tale lega è nota come “NITINOL” e possiede ottime proprietà sia di memoria di forma che di superelasticità.
Tale composto possiede inoltre le caratteristiche tali da poter essere attivato elettricamente per effetto Joule: ovvero quando una corrente elettrica lo attraversa, si genera sufficiente calore da indurre la trasformazione di fase.
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COME VENGONO LAVORATI I MATERIALI Ni-Ti
I materiali NiTi vengono sottoposti a lavorazioni a caldo (forgiatura, laminazione a caldo, ecc.) seguite da una serie di trattamenti a freddo e, successivamente, ancora a caldo (ciclo termico) variabili a seconda degli scopi che si vogliono perseguire: miglioramento della deformabilità della fase martensitica, maggior resistenza della fase austenitica, grado di superelasticità, conferimento e recupero di una forma (parziale o totale), meccanismo di memoria di forma a due vie, proprietà delle superfici. Molto spesso è necessario conferire una forma particolare ai pezzi in NiTi. In pratica si forza il pezzo in uno stampo della forma desiderata e si procede con il trattamento termico. In generale sono sufficienti temperature di circa 400°C e pochi minuti per impostare una forma; si procede con un raffreddamento rapido tramite tempra in acqua o in aria.
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PROGETTO ESEGUITO CON LEGHE Ni-Ti
Proposta: realizzazione di frangisole a movimento termico, cioè capaci di cambiare orientamento a seconda della temperatura assorbita. Lo schema tecnologico è molto intuitivo e ed estremamente efficace: si compone di un telaio metallico su cui sono fissate due molle in lega di Ni-Ti, la molla A e la molla B (vedere figura). La molla superiore (A) subirà una trasformazine martensitica termoelastica mentre la molla inferiore (B) si trova nell’intervallo di temperatura in cui acquista la proprietà di superelasticità. Alle due molle è fissato un frangisole che è libero di muoversi per mezzo di una cerniera (vedi figura).
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PRIMA FASE
Ci troviamo ad una temperatura inferiore ai 40 gradi. La molla A si trova al di sotto della sua temperatura di recupero di forma e viene deformata dalla molla B che, trovandosi nella condizione di superelasticità, mantiene la forma stabilita dallo stampo di fabbricazione. La situazione (vedi figura) è che il frangisole assume una posizione orizzontale, la molla che garantisce questa configurazione è la B.
SECONDA FASE
Arriviamo ora a 40 gradi. La molla A subisce la trasformazione martensitica e comincia il recupero della forma stabilita nella fase di fabbricazione. Facendo ciò incomincia ad esercitare una forza sulla molla B che, essendo di sezione minore, comincia lentamente a deformarsi trovandosi nella fase austenitica. La situazione (vedi figura) è che il frangisole assume una posizione inclinata con un angolo che decideremo in funzione della posizione geografica dell’allestimento. Tutto verrà realizzato semplicemente modificando lo stampo della molla A.
RITORNO
Con il riabbassarsi della temperatura la molla A perde di nuovo la sua forma sotto l’influsso della spinta della molla B. Il frangisole ritorna nella posizione orizzontale.
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STUDI E PROPOSTE SULL’UTILIZZO DEI MATERIALI A MEMORIA DI FORMA
PROGETTO NANOTECH
Il progetto NAIMO prevede bottiglie “intelligenti” che avvertono il consumatore sul loro contenuto, abiti con chip che monitorano la salute, schermi flessibili per apparecchi informatici, che si arrotolano e stanno in una borsa.
Naimo ha l’obiettivo di sviluppare materiali organici intelligenti e processi di fabbricazione accuratissimi, ma al tempo stesso semplici, economici e a basso impatto ambientale;questo studio verte alla realizzazione di dispositivi elettronici ed opto-elettronici, circuiti, memorie e nuovi materiali nanostrutturati funzionali.
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I TRASPORTI DEL FUTURO
Nell’era dell’informazione, le tecnologie che trasformano la nostra esistenza non sono la tecnica dei razzi e l’astronautica, ma i microcircuiti e i software: le attività spaziali recitano solo una parte secondaria. Il volo spaziale muterà nel prossimo secolo, ma la tecnologia è già abbastanza avanzata da permetterci di fare supposizioni su dove si arriverà entro il 2100. Per i veicoli spaziali sono stati proposti svariati sistemi di propulsione, cinque dei quali – nucleare, solare, laser, con acceleratori a vela solare e a presa dinamica – rappresentano grandi promesse tecnologiche.
Nello spazio la propulsione solare sarà vincente perché permette di spingersi tanto lontano, per velocità, efficienza ed economia, quanto è consentito dalle leggi della fisica. Quelli solari sono motori economici e universali, adatti al trasporto di carichi in tutto il sistema solare (anche se presentano dei limiti). Questa flessibilità non significa che gli altri sistemi di propulsione non saranno necessari. Per lanciare veicoli nello spazio avremo ancora bisogno di propulsori chimici o razzi ad alta spinta più efficienti.15
MEDICINA
La terapia genica costituirà la rivoluzione del futuro, giacché l’introduzione di geni selezionati nella cellula del paziente potrebbe curare o alleviare la stragrande maggioranza delle malattie, comprese molte di quelle che finora hanno resistito a ogni tipo di trattamento.
La ricerca vuole introdurre i geni correttivi dentro cellule danneggiate, i ricercatori hanno sviluppato diversi metodi per il trasporto del materiale genetico. Per il prossimo decennio è probabile che l’introduzione di geni selezionati sia realizzato soltanto su cellule somatiche, che rappresentano tutti i tipi cellulari eccettuati gli spermatozoi, le cellule uovo e i loro precursori; l’alterazione genetica delle cellule somatiche interessa soltanto il paziente soggetto al trattamento.13
ENERGIA SOLARE
Le proiezioni indicano che per il 2025 la domanda mondiale di combustibile e di elettricità aumenterà notevolmente.
Una tecnologia solare più sofisticata e più diffusa avrà un impatto benefico rendendo meno gravosi i problemi dell’inquinamento atmosferico e del cambiamento climatico globale. Le tecnologie solari potrebbero consentire ai paesi in via di sviluppo di saltare una generazione di infrastrutture e di acquisire direttamente una risorsa che non contribuisca al riscaldamento globale o che non provochi in altro modo compromissioni ambientali.
I paesi sviluppati, dal canto loro, potrebbero trarre vantaggi dall’esportazione di queste tecnologie. Le tecnologie solari avanzate necessiteranno di aree meno estese di terreno rispetto alle coltivazioni di biomassa: la fotosintesi cattura normalmente meno dell’1% della luce solare disponibile, ma le moderne tecnologie solari sono in grado, almeno in laboratorio, di raggiungere efficienze del 20-30%. Con efficienze simili, un paese come gli Stati Uniti potrebbe soddisfare la sua attuale domanda energetica dedicando alla raccolta di energia solare meno del 2% della sua superficie.16

Trattamenti di protezione e finitura dei materiali

 

Introduzione

Gli agenti atmosferici nel loro complesso, come temperatura, umidità, irradiamento solare, gas presenti nell’aria, riescono ad aggredire l’integrità dei materiali.

Da qui deriva la necessità di proteggerli da queste aggressioni, e quando possibile, ed economicamente conveniente, anche la necessità di rendere questa protezione appagante dal punto di vista estetico.

Ma non solo, spesso le caratteristiche di alcuni di questi trattamenti sono finalizzate a scopi funzionali e prestazionali differenti, specialmente in campo strumentale elettronico e medicale.

Trattamenti di protezione e/o finitura su materiali metallici

La maggior parte dei trattamenti che si rivolge a materiali di tipo acciaioso, appartenenti cioè alle leghe ferro/carbonio.

1 I trattamenti di protezione e/o finitura praticati con riporto – trasferimento di metalli nobili e/o pregiati su acciaio.

Possiamo ulteriormente suddividere questa prima categoria in sottogruppi, a seconda dello scopo

specifico del trattamento:

1.1 Trattamenti di sola protezione, per la maggior parte eseguiti con processi di galvanotecnica.

Galvanotecnica processo mediante il quale si applica la galvanostegia.

Galvanostegia = Rivestimento di oggetti metallici con uno strato di altro metallo (doratura – argentatura, nichelatura), eseguito allo scopo di migliorare le qualità estetiche e la resistenza alla corrosione; l’oggetto viene fatto funzionare da catodo (-), l’anodo (+) della cella elettrolitica è il metallo ricoprente e la soluzione contiene un sale dello stesso metallo.

Zincatura a caldo, per immersione in zinco fuso (lo zinco fonde a ~650°c)

Zincatura a freddo

Profilati e tubi per carpenteria pesante, griglie presaldate, cancellate, particolari di medie/grosse dimensioni che richiedano una grossa capacità di protezione.

zincatecat_2_1350749440  zincatura

Nichelatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici soggetti ad usura, alberi a gomito-bielle-supporti ecc..

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Cadmiatura

Bulloneria e viteria tecnica, organi meccanici sollecitati ad usura per sfregamento, organi di macchine operanti in ambienti umidi ecc.

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1.2 Trattamenti di protezione e finitura

Nichelatura bianca e nera

Cadmiatura lucida

Cromatura lucida o mat (meno utilizzata)

Estremamente in uso in passato in campo automobilistico per finiture esterne.

Attualmente molto in uso su moto di media/grossa cilindrata – rubinetteria (specialmente in ottone)

Una buona cromatura su materiali acciaiosi è normalmente preceduta da una ramatura, seguita poi da una nichelatura.

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Argentatura

Oltre che in gioielleria, utilizzata in articoli casalinghi e praticata su supporti in acciaio inox

(posaterie, vassoi, caraffe, coppe ecc).

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Doratura

Sopratutto utilizzata in gioielleria, viene spesso sovrapposta a supporti in argento.

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1.3 Trattamenti di protezione e finitura per miglioramento di performance tecniche evolutive

Come la conduttività elettrica, la resistenza chimica, l’inossidabilità, le capacità anallergiche.

Questi trattamenti possono essere eseguiti per galvanotecnica, per fusione, per stratificazione di film, rivestimenti sotto vuoto, serigrafie, e si rivolgono a settori industriali come l’elettronica, il campo elettromedicale, la strumentazione chirurgica.

I supporti su cui questi trattamenti vengono eseguiti, spesso non sono solo più metallici, ma possono essere materiali diversi come: silicio (es. microprocessori), compositi stratificati (es. circuiti elettronici), fogli in materiali plastici (es. analiti chimici), ceramica (es. circuiti elettronici sensoristica automotive).

-Eseguibile per fusione abbiamo:

Stagnatura applicata per il rivestimento di fili e cavi in rame

Nella circuiteria elettronica per l’ancoraggio dei componenti.

-Eseguibili per galvanotecnica, ma anche per deposito di film, per rivestimenti sotto vuoto, processi serigrafici abbiamo:

Ramatura

Applicata a circuiteria elettronica e come supporto conduttivo per successivi depositi di metalli pregiati.

Argentatura

Per elettronica, per assemblaggio di microcip, per settore dei connettori e per sensoristica chimica.

Doratura

Per costruzione di microcircuiti e per microconnettori, per connettori ad alte prestazioni, per rivestimenti protettivi nell’industria spaziale.

Platinatura

In medicina chirurgica per strumentazioni anallergiche; nella sensoristica chimica ecc..

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1.4 Trattamenti di sola finitura (Eseguiti per galvanotecnica)

Ottonatura lucida

Utilizzata nel settore maniglieria, rubinetteria e a scopo decorativo in articoli casalinghi

Bronzatura

Utilizzata nel settore funerario, e nel settore maniglieria. 

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2 I trattamenti di protezione ed in alcuni casi di finitura eseguiti conprocessi chimici

Anche in questo caso è conveniente suddividere questa categoria secondo il supporto sul quale il trattamento viene eseguito.

2.1 Trattamenti di sola protezione eseguiti su metalli acciaiosi (leghe Ferro/Carbonio). 

Nitrurazione

Trattamento a caldo degli acciai con ammoniaca gassosa per indurirne la

superficie, utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Fosfatazione

Formazione per attacco chimico di un rivestimento protettivo realizzata immersione in un bagno di fosfato di zinco o di manganese.

Utilizzata nel settore automotive come pretrattamento alla verniciatura.

Brunitura

Eseguita mediante aggressivi chimici; rende le superfici bruno scuro, dalla corrosione.

Eseguita essenzialmente in bulloneria – e nel settore delle armi sportive.

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2.2 Trattamenti di protezione e finitura eseguiti su alluminio

L’alluminio è un materiale che esposto agli agenti atmosferici crea superficialmente una patina di ossido che finisce col proteggere i sottostanti strati di materiale dagli stessi agenti ossidanti.

Anodizzazione o Ossidazione anodica.

Reazione chimica durante la quale un elemento A (per es. alluminio) perde elettroni (si ossida ed aumenta il proprio stato di ossidazione) mentre contemporaneamente un elemento B (sali minerali) acquista elettroni (si riduce e diminuisce il proprio stato di ossidazione).

L’ossidazione anodica sfrutta artificialmente questa caratteristica, che essendo attivata attraverso un processo chimico, ci consente anche di aggiungere il colore e quindi l’aspetto superficiale.

L’ossidazione anodica può essere lucida o mat (opaca)

I colori a disposizione sono: alluminio naturale champagne-similoro-bronzo-canna di fucile (bruno/pavonado)-verde-rosso-viola-nero.

2.3 Trattamenti di sola finitura eseguiti su acciaio inox

Ad imitazione della ossidazione anodica, è possibile colorare alcune leghe di acciaio inox.

In questo caso naturalmente i colori sono una componente solamente estetica e essa può essere eseguita in bagno totale o per parzializzazione con serigrafie di protezione.

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3 I trattamenti di finitura superficiale che utilizzano sistemi meccanici divario tipo per essere eseguiti

Anche gli scopi di questi trattamenti sono diversi ed in alcuni casi possono essere effettuati anche su

materiali non metallici, come per esempio vetro, ceramica. Divideremo quindi questa categoria in due gruppi di trattamenti.

3.1 Trattamenti di finitura non utilizzati per scopi estetici

Burattatura

Può essere eseguita a secco od a umido, si usano generalmente abrasivi di forme diverse (tetraedri, cubi, sferoidi) e di dimensioni diverse, proporzionate alle dimensioni dei pezzi da trattare.

Si esegue generalmente su pezzi provenienti da fusione o da lavorazioni su macchine automatiche e serve ad eliminare bave di lavorazione, ammorbidire gli spigoli, sgrassare ed eliminare impurità superficiali.

L’aspetto dei pezzi trattati è opaco e privo di geometrie superficiali.

Sabbiatura

Viene eseguita a secco con sabbie di diversa granulometria.

La si utilizza sia su materiali metallici sia su materiali diversi, come vetro, ceramica, materiali lapidei (marmi pietre).

Per i materiali metallici viene eseguita con scopi simili alla burattatura.
Per gli altri materiali questo trattamento viene utilizzato come trattamento di finitura conscopi estetici.
Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco polveroso con geometria omogenea.

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3.2. Trattamenti di finitura con scopi estetici

Pallinatura

Simile alla sabbiatura, utilizza microsfere di materiali duri.

Viene eseguita esclusivamente su materiali metallici ed è molto utilizzata su preziosi.

Le superfici dei pezzi trattati hanno un aspetto opaco lucido con geometria.

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Lucidatura

Viene eseguita generalmente attraverso due o più passaggi di spazzolatura.

Le spazzole sono generalmente dischi in panno su cui vengono spalmati abrasivi estremamente fini amalgamati con paste denso/cremose.

Viene eseguita principalmente su alluminio (illuminotecnica), ottone (accessori per mobili, maniglie), acciaio inox (casalinghi), metalli preziosi(gioielleria).

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Brillantatura

Si esegue generalmente su alluminio in lastra (usando leghe molto pure) previa anodizzazione.

L’aspetto è specchiante e l’utilizzo principale è nel campo illuminotecnico.

E’ possibile anche ottenere una brillantatura su particolari eseguiti con la lega Paraluman, che assume un aspetto simile alla cromatura (è necessario proteggere questo trattamento con vernici trasparenti).

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4 La verniciatura

Per importanza d’uso ed applicativa è sicuramente il trattamento di finitura più diffuso ed esteso ai più svariati tipi di supporto, dai materiali metallici sino ai materiali inerti (muri/pareti), considerando però che per ogni materiale esistono una o più tipologie di prodotto verniciante e di modalità di impiego assai differenziate.

Partendo da questa considerazione, analizzeremo la verniciatura classificandola per tipologia di supporto:

La verniciatura su metalli ferrosi

E’ essenzialmente un trattamento di finitura estetica, che deve essere sempre preceduto da un trattamento di protezione, che può essere chimico o che, previa pulitura e sgrassatura, può essere eseguito con i wash-primer (vernici chimicamente antiossidanti)

Vernici a polvere oggi tra le più diffuse, sono costituite da pigmenti (prevalentemente di origine poliuretanica) polverosi in grado di ricevere una carica elettrica (negativa) dal sistema di spruzzatura che funziona da anodo, mentre il metallo viene attivato elettricamente come catodo (positiva).

Economicamente valide per la possibilità di recupero dei pigmenti non utilizzati. Richiedono un trattamento termico (~120°C) per permettere la polimerizzazione dei pigmenti che formeranno una pellicola continua.

Possono avere aspetto lucido (senza raggiungere la brillantezza delle vernici liquide) od opaco (satinato, goffrato, buccia d’arancio).

Vernici liquide che possono raggiungere granulometrie estremamente fini, hanno pigmenti che sono sospesi in un liquido di trasporto, che può essere a base di solventi (oggi sempremeno utilizzati per problemi di inquinamento) o comunque sostanze facilmente volatili ed ultimamente anche acqua.

In alcuni casi, anche queste possono avere cariche elettriche per facilitarne l’utilizzo, ma non è mai possibile il recupero del materiale volatile non utilizzato.

Richiedono sempre un ciclo termico di asciugatura (~60°÷120°C).

Sono sopratutto utilizzate per la loro brillantezza nelle verniciature lucide, ma possono essere anche opache con vari gradi di finitura.

Vernici metallizzate

Vernici porcellanate

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Trattamenti di protezione e/o finitura su materie plastiche

Il colore è componente materica del materiale plastico stesso, questa è una delle caratteristiche principali del loro successo.

Un’altra è la capacità di copiare perfettamente la finitura applicata allo stampo, si possono così ottenere:

Superfici lucide brillanti

(elettrodomestici di piccolo taglio-casalinghi, cosmesi)

Superfici opache con vari gradi di opacità

(strumentazione tecnica-PC-ecc..)

Superfici lavorate a similpelle od a finiture su disegno specifico

(cruscotto auto-volante, cosmesi)

Superfici metallizzate o con effetti speciali ad interferenza colorimetrica

(campo automobilistico, telefonia mobile, strumentazione high-tech)

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I materiali compositi

Un materiale composito comprende qualsiasi tipo di materiale formato da più di un componente. La scoperta di questo tipo di materiali ha origini molto antiche, infatti, è noto che già gli antichi egizi erano soliti miscelare la paglia con il fango al fine di ottenere mattoni da costruzione più resistenti e meno fragili di quelli costituiti dal solo fango. E’ quindi, un qualunque tipo di materiale caratterizzato da una struttura non compatta, costituita dall’ insieme di una o più sostanze diverse, fisicamente separate o dotate di proprietà differenti. In pratica, però, si attribuisce il nome di composito al materiale la cui struttura risulta costituita dalle seguenti due parti:
– una omogenea, detta matrice, che può essere sostituita da una sostanza plastica, metallica o ceramica; la sostanza più utilizzata è quella plastica perché garantisce una massa volumetrica globale estremamente bassa;
– l’altra discontinua e fibrosa, detta rinforzo, che ha il compito di aumentare la resistenza meccanica.
L’insieme di queste due parti costituisce un prodotto in grado si garantire proprietà meccaniche elevatissime e massa volumica decisamente bassa, come si può riscontrare dalle caratteristiche delle principali fibre, utilizzate come rinforzo.

 

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Un materiale composito è costituito da:

1. la matrice che, bloccando le fibre, trasferisce loro il carico esterno e le protegge dai fattori ambientali, dall’ usura e da eventuali azioni meccaniche di taglio;
2. il materiale di rinforzo (o carica) che viene aggiunto sotto forma di fibre lunghe, fibre corte o particelle (Figura 2);
3. l’interfaccia tra il materiale di rinforzo e la matrice

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A seconda del tipo di rinforzo, i materiali compositi si suddividono in:

1) compositi particellari: il rinforzo è costituito da particelle;

2) compositi rinforzati con fibre

Tipologie di materiali compositi rinforzati con fibre:

a) con fibre continue
b) con fibre discontinue allineate
c) con fibre discontinue orientate in maniera casuale

I compositi rinforzati con fibre possono essere: a fibre continue o lunghe, a fibre discontinue o corte allineate tra loro o a fibre discontinue o corte disposte in modo casuale. Le fibre possono essere in: fibre di vetro, di carbonio, ceramiche, aramidica o basalto. Le fibre di carbonio hanno delle proprietà meccaniche elevate:

– resistenza a trazione e rigidecca doppia o tripla rispetto ai migliori acciai.

– peso specifico inferiore

Per poter realizzare dei prodotti a fibra di carbonio, per esempio tessuti è necessario utilizzare tessuti pre-impregnati di qualità industrale dove la resina viene applicata in modo uniforme.
E’ importante eliminare le bolle d’aria che si formano durante le fasi iniziali della lavorazione, cosa non banale se consideriamo dei grandi strati di tessuto impregnati di materiale adesivo e sovrapposti uno sull’altro. Per assicurarsi l’assenza di bolle di aria è necessario utilizzare un autoclave, che è un grosso forno sotto pressione la quale raggiunge 7/8 bar e la temperatura va dai 130° ai 180° necessari per polimerizzare la resina (ovvero rendere l’impasto solido).

Le proprietà dei materiali compositi sono strettamente legate alle proprietà dei singoli materiali componenti, dalla loro forma, dimensione, concentrazione, distribuzione e orientamento.I singoli materiali che formano i compositi sono chiamati costituenti e principalmente sono di due tipi: il legante, o matrice, ed il rinforzo. Il rinforzo e’ di solito molto piu’ rigido e resistente che non la matrice e da’ al composito le caratteristiche per le quali e’ conosciuto. La matrice mantiene i materiali di rinforzo in posizione, e poiche’ quet’ultimi sono solitamente discontinui tra loro, la matrice ha anche la funzione di trasferimento dei carichi. La resistenza e la rigidezza del materiale composito dipendono in gran parte dal materiale di rinforzo e, in particolare nel caso di fibre lunghe o corte, dall’orientazione delle fibre rispetto ai carichi applicati. Il comportamento meccanico non dipende solo dal materiale di rinforzo ma anche dalla sinergia tra il rinforzo e la matrice. Ad esempio, quando un fascio di fibre senza matrice è sottoposto a sollecitazione, la rottura di una di esse comporta che lo sforzo venga trasferito alle fibre rimanenti,con conseguente diminuzione della resistenza globale del fascio. Se, invece, le fibre sono immerse in una matrice, la rottura di una fibra non compromette la sua resistenza meccanica.

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Le proprietà meccaniche dei materiali compositi risultano in continua crescita ed investono ormai tutti quei settori della produzione dove è necessario soddisfare esigenze di basso peso ed elevate caratteristiche meccaniche.  Ci sono molti compositi anche nella quotidianità: il calcestruzzo è un composito formato da cemento, ghiaia e sabbia e spesso al suo interno vengono inserite delle sbarre di ferro per rinforzarlo.  Indossare dei guanti di gomma o impermeabili in film continuo non è molto pratico. A metà del diciannovesimo secolo Charles Macintosh prese due strati di tessuto di cotone imbevuti in una gomma naturale, nota anche come poliisoprene.  In questo modo si ottengono pratici impermeabili perché mentre la gomma li rende idrorepellenti gli strati di cotone lo rendono comodo da indossare.

Negli anni 80, verso la metà, è stata introdotta la tecnologia dei materiali compositi in fibra di carbonio unidirezionale nella formula 1 con la Minardi M187. Fino a questo momento le tecnologie dei materiali compositi era utilizzata solo nel settore aeronautico, non automobilistico. Le fibre unidirezionali unite con i materiali compositi ottenuti dalla miscelazione di questi con resine ipossidiche danno come risultato un materiale leggero ma con alta resistenza.

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Le aramidi ( il cui nome deriva dalla concentrazione di “Ammidi Aromatiche”) sono un tipo di materiale composito che fanno parte della famiglia di nylons, compresi Nomex e Kevlar. Questo viene utilizzato per realizzare giubbotti antiproiettile o pneumatici per biciclette resistenti alle forature.  Nomer e Kevlar vengono usate per produtte indumenti ignifughi. Il primo è spesso utulizzato dai conducenti di dragster o trattori potenti o pompieri.

Sono molti i settori che utilizzano i materiali compositi:

1) Le industrie aeronautica, navale, automobilistica:  strutture alari, fusoliere, carrelli, barche, canoe, pannelli di carrozzeria, telai di formula 1, balestre, parti di motore ed accessori vari.

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2) Le industrie aerospaziale e bellica utilizzano questi materiali per componenti strutturali in stazioni di lancio e macchine semoventi nello spazio, oltre che per caschi e giubbotti antiproiettilidownload (2)

3)Nel settore dell’impiantistica, vengono impiegati per tubazioni e serbatoi.
4)Nel settore dell’industria elettronica per la fabbricazione di circuiti.

5) Nel settore dello sport questa viene utilizzata per sci, bob, racchette da tennis, biciclette, canne da pesca, aste per il salto in alto etc.

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6) In medicina si costruiscono protesi di ogni tipo.

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Fonti: http://www.materialicompositi.it/

http://www.dmfci.unict.it/siracusa/web1/materiale_didattico/c7.pdf

 

Resina per pavimentazioni

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Il pavimento in resina è un tipo di pavimentazione particolarmente riconosciuta nella maggior parte dei casi per essere una pavimentazione interna gettata in opera. La pavimentazione acquista semplicemente carattere di finitura essendo posata direttamente su un adeguato supporto, che ha la funzione di ancorare il rivestimento, compensare le quote e le pendenze, conferire un determinato grado di isolamento ed incorporare le canalizzazioni degli impianti. L’uso di questo materiale è antichissimo: la resina vegetale veniva estratta da piante o alberi, come abeti e pini, ed impiegata per il rivestimento e la protezione dall’acqua del mare delle chiglie delle navi e di vari altri materiali nel campo della navigazione marittima. Quella impiegata per realizzare rivestimenti per pavimenti è resina sintetica, ottenuta attraverso processi chimici industriali. Tra le varie resine sintetiche quella più comunemente impiegata nell’edilizia per realizzare rivestimenti resinosi per pavimentazioni è resina epossidica. Inizia a diffondersi nel mercato delle costruzioni edili dopo gli anni ’50 e trova impiego inizialmente come collante. Il suo vero sviluppo per la realizzazione di pavimenti commerciali e pavimenti residenziali si è avuto solo negli anni ’90. Le resine epossidiche sono protagoniste di una delle storie più straordinarie dell’industria della plastica. A partire dalla loro introduzione oltre 50 anni fa, si può dire che si siano affermate nel tempo come il gruppo più versatile di prodotti dalle elevate prestazioni mai sviluppato prima. Le loro applicazioni variano dagli elettrodomestici ai progetti edilizi su vasta scala, dall’industria tessile ai satelliti, dai rivestimenti interni di contenitori per cibi e bevande ai rivestimenti esterni di strutture marine. E’un composto liquido bicomponente, costituito da una resina ed un indurente. La loro miscelazione innesca una reazione chimica  che ne provoca l’indurimento. (etimologia, epossidico = di un gruppo contenente un atomo di ossigeno legato a due atomi di carbonio adiacenti a formare un anello triatomico). 
In commercio sono presenti varie tipologie di pavimentazioni in resina:
Pavimento in resina a pellicola sottile
Questa tipologia di rivestimento raggiunge spessori inferiori a 0,3 mm (pellicola sottile). Si presenta come un film continuo e cromaticamente uniforme. Viene realizzato utilizzando prodotti vernicianti, ottenuti con resine epossidiche o poliuretaniche a bassa viscosità, generalmente pigmentati. I pavimenti in resina a pellicola ed a spessore trovano impiego soprattutto in campo industriale per la loro capacità di aderire perfettamente al supporto in calcestruzzo, per la rapidità di applicazione e per caratteristiche di resistenza all’usura.
Pavimento in resina autolivellante
Viene realizzato mediante prodotti con la viscosità idonea per permettere l’autolivellamento, con pigmenti e cariche, senza solventi, in grado di formare un rivestimento continuo e omogeneo. Lo spessore minimo è di 2 mm. In genere il pavimento in resina autolivellante è costituito da resine epossidiche o poliuretaniche, o miscele delle due resine. Per caratteristiche di versatilità decorativa, i pavimenti in resina autolivellanti trovano largo impiego nelle pavimentazioni residenziali e commerciali.
Pavimento in malta resinosa
Questa tipologia di rivestimento è realizzato mediante l’uso di una malta composta da resine epossidiche o poliuretaniche e cariche minerali in curva granulometrica. Lo spessore è solitamente superiore a 1,5 mm. La caratteristica principale dell’applicazione del pavimento in malta resinosa è la stessa consistenza della malta, che non essendo autolivellante, deve essere stesa con una lavorazione molto simile a quella adottata per il calcestruzzo. Ciò consente di ottenere planarità e pendenze progettuali. L’utilizzo di cariche e pigmenti diversi, rispettivamente nel colore e nella granulometria, caratterizzano esteticamente la tipologia di finitura, impiegata nelle pavimentazioni residenziali e commerciali.
Pavimento in resina cementizia
Composta da malte cementizie polimero modificate (microcemento) è un’alternativa ecologica ed atossica ai prodotti epossi/poliuretanici. A differenza di questi ultimi si miscela nella maggior parte dei casi solo con acqua ed è indicata anche per le pavimentazioni esterne in quanto meno sensibile all’umidità ed all’azione dei raggi UV. Con questo tipo di resina è possibile rivestire l’interno vasca delle piscine o fontane. Esiste sia in consistenze autolivellanti che tissotropiche, idonee al rivestimento in verticale. Si possono realizzare pavimentazioni con spessori a partire da 1mm e con vari tipi di granulometria a seconda dell’effetto o funzione che si vuole ottenere. Si possono rivestire anche infissi, mobili, oggetti. La superficie finita e decorata deve essere protetta da un sealer di finitura che può essere opaco o lucido. La resina cementizia ha la particolarità che, nonostante un’eccellente resistenza allo sforzo di taglio, la sua durezza aumenta nel tempo.
Principali produttori
Mapei oggi è il maggior produttore mondiale di adesivi e prodotti chimici per l’edilizia. A partire dagli anni ’60 Mapei ha iniziato la sua strategia di internazionalizzazione per avere una maggiore vicinanza alle esigenze locali e una riduzione al minimo dei costi di trasporto. Attualmente il Gruppo è composto da 69 aziende consociate con 62 stabilimenti produttivi operanti nei 5 continenti in 31 nazioni diverse, ognuno dei quali è dotato di un laboratorio di controllo qualità.

Progettare un pavimento in resina significa valutare:

  • Le prestazioni che il sistema deve avere (resistenze chimico-fisiche)
  • L’aspettativa estetica ricercata
  • I limiti di investimento economico
  • Il supporto su cui si intende stendere il ciclo resinoso
  • L’ambiente ed il microclima dove si intende operare

Come qualunque altra soluzione progettuale, anche la pavimentazione in resina comporta degli aspetti positivi ed altri negativi. Tra i pro ci sono sicuramente: la continuità e l’assenza di fughe e giunti, la resistenza e la durabilità nel tempo, alta resistenza meccanica, all’usura e agli agenti chimici, varietà infinita di finiture, facilmente pulibile ed igienico, sovrapponibile e rinnovabile in tempi brevi.

Per quanto riguarda i ”contro”, probabilmente il più grosso problema che affligge le resine è la limitata resistenza ai raggi UV che ne determinano l’ingiallimento precoce. Oggi esistono additivi antiUV ritardanti, capaci di preservare nel tempo l’aspetto cromatico originale del pavimento, ma non eliminano il problema. Decidere di posare un pavimento in resina epossidica significa essere consapevoli di addossarsi il problema del viraggio del colore in breve tempo. E’ ovviamente consigliabile progettare il pavimento con colori tendenti al paglia, per rendere meno fastidioso il fenomeno e non richiedere colorazioni molto chiare (es: bianco). Le resine poliuretaniche, cementizie ed acriliche non soffrono di questo problema.  Un pavimento in resina non è indistruttibile. E’ resistente, supporta carichi elevatissimi, non si macchia, ma non è indistruttibile. Come ogni materiale da pavimento è soggetta ad usura, più o meno accentuata in base all’uso cui è soggetta. Nel settore civile/commerciale il decadimento estetico ha un peso elevato e può frenare la scelta di posare materiale resinoso in casa propria. Di conseguenza, le maggiori resistenze all’acquisto derivano da timori di carattere pratico. Un pavimento in resina va vissuto come un normale altro pavimento di media resistenza, quali legno e pietra, con il grande vantaggio delll’impermeabilità totale e dell’unicità estetica. L’invecchiamento generato da graffi, abrasioni, cadute accidentali di oggetti è parte integrante del prodotto e, anche se fastidioso, deve essere visto come normale sviluppo del ciclo di vita del pavimento. I segni del tempo risulteranno più evidenti su pavimenti cromaticamente uniformi e lucidi, dove anche la minima imperfezione tende a risaltare.Un pavimento spatolato e opaco maschera in modo molto più concreto l’invecchiamento e garantisce un ciclo di vita molto più lungo. Analogamente, zone più trafficate (pedate delle scale, zona ingresso) tendono ad invecchiare prima rispetto a zone a basso traffico. Anteporre adeguate zone filtro (zerbini) agli ambienti pavimentati con resine riduce ampiamente il rischi di graffi e mantiene brillante nel tempo l’aspetto del manto. Il ripristino fisico del pavimento è un’azione che, anche se veloce ed economica, viene richiesta raramente, e solo dove le condizioni estetiche risultano gravemente compromesse da aggressioni chimico/fisiche piuttosto importanti.

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