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1. La fibra di carbonio tessuta: materiale e fabbricazione di un quadrante (video)
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2. Tabella delle proprietà principali della fibra di carbonio tessuta
| Proprietà | Valore tipico | Osservazioni |
|---|---|---|
| Massa volumica | ~1,5–1,7 g/cm³ | Molto leggero |
| Modulo di elasticità (E) | ~70–300 GPa | Dipende dall’orientamento |
| Resistenza alla trazione | ~500–1500 MPa | Molto elevata |
| Durezza | Variabile | Dipende dalla matrice |
| Conducibilità termica | ~5–20 W/m·K | Bassa o moderata |
| Conducibilità elettrica | Conduttore (fibre) | Variabile |
| Coefficiente di Dilatazione | Molto basso | Direzionale |
| Magnetismo | No | Amagnetico |
| Resistenza alla corrosione | Eccellente | Molto stabile |
| Lavorabilità | Difficile | Abrasivo |
3. Descrizione generale
Le fibre di carbonio tessute sono materiali compositi costituiti da fibre di carbonio organizzate in trama (tessitura) e legate da una matrice polimerica (resina epossidica il più delle volte). Introdotte relativamente di recente nell’orologeria, sono utilizzate principalmente per le loro elevate proprietà meccaniche, la loro massa molto bassa e la loro estetica tecnica distintiva.
A differenza dei metalli, non si tratta di un materiale omogeneo, ma di un composito anisotropo le cui proprietà dipendono dall’orientamento e dal tipo di tessitura delle fibre.
4. Struttura e tipi di tessitura
Le fibre di carbonio sono organizzate secondo diversi tipi di tessitura, che influenzano le proprietà meccaniche e l’estetica:
Tessitura tela (plain weave)
- Motivo regolare a scacchiera
- Buona stabilità dimensionale
- Aspetto estetico classico
Tessitura saia (twill weave)
- Motivo diagonale caratteristico
- Migliore drappeggiabilità
- Molto utilizzato nell’orologeria
Tessitura unidirezionale (UD)
- Fibre orientate in un’unica direzione
- Proprietà meccaniche massime in questo asse
- Meno utilizzato per ragioni estetiche
5. Matrice e fabbricazione
Le fibre sono impregnate di una resina polimerica (la matrice), formando un composito:
- Resine polimeriche : esistono due tipi di categorie:
- Resine termoindurenti : reazione chimica irreversibile che trasforma la resina liquida in un solido. (Resina epossidica: la più comune)
- Resine termoplastiche: si liquefanno con il calore e induriscono raffreddandosi. (Resina peek)
La resina viene poi integrata nelle fibre tramite diversi processi:
- Stampaggio a contatto
- Stampaggio sottovuoto
- Infusione
- Iniezione
Il materiale segue poi un ciclo di cottura per polimerizzare e indurire.
Il pezzo può quindi essere lavorato, tramite Fresatura, ecc.
6. Applicazioni orologiere
Le Fibra di carbonio tessute sono utilizzate per:
- Casse di orologi
- Quadranti
- Platine e strutture di Movimento (raro)
- Componenti estetici
7. Vantaggi e limiti
Vantaggi
- Estremamente leggero
- Molto resistente meccanicamente
- Amagnetico
- Resistente alla corrosione
- Estetica moderna e tecnica
- Buona assorbimento delle vibrazioni
Limiti
- Proprietà anisotrope (dipendono dall’orientamento)
- Sensibilità agli urti localizzati (possibile delaminazione)
- Difficoltà di riparazione
- Possibile invecchiamento della matrice polimerica
- Lavorazione specifica (abrasiva per gli utensili)
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