Come costruire un TUBO CILINDRICO IN CARBONIO per il corpo missile.

COSTRUZIONE DELLO STAMPO

Si parte dallo stampo. In questo caso va ottimamente un tubo per scarichi domestici di adeguato diametro.
è importante che il tubo sia abbastanza rigido da non flettersi, ottimo il PVC arancione usato per l'acqua calda. Lo chiameremo "originale".
L'originale va pulito e lucidato nel migliore dei modi, usando detergenti, trielina e infine polish per auto. Residui di nastro adesivo o scritte serigrafate dovranno essere rimosse.

Le estremità dovranno essere sigillate con un tappo in polistirene o polistirolo incastrato a forza e perfettamente a filo con le estremità.
Sulla mezzeria del tubo dovranno essere tracciate con un pennarello indelebile delle linee molto precise, da entrambi i lati.
Per fare lo stampo useremo una cassetta di legno larga qualche cm in più (4 -5 cm) della larghezza del tubo, lo stesso per la lunghezza. Per l'altezza sarà sufficiente 2 -3 cm in più della metà del diametro del tubo.

Se il nostro originale sarà lungo ad esempio 80 cm e con un diametro di 60 mm, la cassetta sarà dimensionata internamente così: 85 x 10 x 6 cm Basta prendere dei pannelli in truciolare o compensato e inchiodarli insieme, poi fissare la cornice su un piano di legno (perfettamente orizzontale) da 100 x 15 cm per mezzo di chiodi.
Le eventuali fessure saranno sigillate con colla a caldo oppure silicone.
Occorre tracciare un segno sulla parete laterale in modo da stabilire il livello che deve raggiungere il gesso "grezzo".
In questo caso lasceremo un margine di 5 mm per la colata di materiale "fine" perciò il livello del
gesso sarà di : D/2+2-1.5 = 3.5 cm.

Come materiale per stampi io uso una combinazione di comune gesso per la parte "grezza" (riempimento) e uno strato sottile di "SINCER" per la parte a contatto con l'originale.
Il Sincer è una speciale ceramica sintetica a freddo. è una polvere simile a talco che va miscelata con acqua, indurisce perfettamente dopo un'ora. è molto dura, liscia e offre una lettura eccezionale dei particolari.
Il gesso costa molto meno del Sincer ma non offre la stessa qualità di robustezza e dettaglio.
Si trova presso i fornitori di prodotti teatrali o nei negozi di belle arti. è prodotta dalla ditta "Flockcart" di Milano e costa 10/12Klire/Kg (http://www6.essai.it/flockcart/categorie.asp ).

La preparazione del gesso va fatta miscelando gesso da presa con acqua, fino ad ottenere la consistenza della panna da cucina.
La "pappa" va colata dentro la scatola prima di sistemarci l'originale e il lvello del gesso deve raggiungere il segno predisposto sul bordo.
Quando comincia ad indurire si appoggia l'originale sul letto di gesso e si preme un modo da incavarlo, muovendolo in modo da allargare di qualche millimetro la sede. Il gesso solidifica rapidamente e l'operazione dovrà essere terminata prima dell'indurimento completo.
Avremo così ottenuto uno stampo grezzo del nostro tubo, che sarà lasciato indurire per qualche ora.
L'originale va nuovamente pulito e lucidato e rifinito che un leggero velo di olio al silicone che farà da distaccante.
Va posto nella cassetta e fissato in modo stabile in modo da lasciare uno spazio di 5 - 6 mm tra lo stesso e il gesso.
Il miglior sistema per farlo è quello di infilare nel tappo di polistirene un tubetto di alluminio per tutta la sua lunghezza, questo sporgerà dalle estremità che attraverseranno le pareti della cassetta per mezzo di opportuni fori.
Prepariamo il Sincer mescolando 4 parti di questo con una d'acqua e sciogliamo gli eventuali grumi. Se la miscela non è abbastanza fluida aggiungiamo altra acqua sino ad ottenere la consistenza dello yogurt.
Coliamo il tutto dentro la cassetta fino a raggiungere la mezzeria dell'originale.
Con un martello picchiamo leggermente ma ripetutamente la cassetta per far salire alla superficie le eventuali bolle d'aria.
Dopo l'essicamento completo (alcune ore) l'originale va estratto con delicatezza senza incrinare lo stampo. Sfiliamo il tubetto di alluminio dalla cassetta e poi solleviamo l'originale.
Se la lubrificazione con olio al silicone sarà stata applicata con cura l'operazione non sarà difficoltosa.

Alla fine avremo ottenuto una perfetta matrice negativa (femmina) di mezzo originale.
Data la levigatezza del Sincer non sarà indispensabile rifinire lo stampo, basterà solo applicare un buon distaccante. All'inizio io usavo l'alcool polivinilico ma con il Sincer è possibile usare il polish usato per lucidare l'auto, visto che contiene un agente antiadesivo a base di silicone.
Lo stampo così ottenuto lo chiameremo d'ora in poi "formatore".

LA PROCEDURA DI LAMINAZIONE con stampo femmina.

Dal formatore potremo ottenere numerose copie, nel nostro caso per realizzare un tubo ce ne serviranno due, essendo formato dal'unione di due semigusci uguali.
Il procedimento è molto simile sia nel caso si scelga il fiberglass tradizionale con resina poliestere e matt in vetro oppure si preferisca il carbonio o kevlar e resina epossidica.
Il risultato è però diverso. La vetroresina tradizionale costa relativamente poco ma la robustezza è di molto inferiore al carbonio o kevlar. Con questi tessuti sarà sufficiente un solo strato, con il vetro almeno due o più.
Per ottenere un tubo leggero ed estremamente robusto è consigliabile il carbonio che oltre tutto è anche esteticamente molto pregiato. Attenzione però che costa un occhio!
Personalmente quando uso il carbonio preferisco usare il gel coat (lo strato esterno) trasparente, in modo da lasciar vedere la tipica trama della fibra di carbonio.

Per prima cosa si deve tagliare la fibra di carbonio in modo da evitare sprechi. Nel nostro caso il tessuto dovrà avere le dimensioni di 20x80cm (x2 pezzi).
Il tessuto si trova in commercio in rotoli di varie misure, perciò è consigliabile acquistare lo stretto indispensabile e possibilmente farlo tagliare su misura.
Prepareremo il gel coat (resina epossidica trasparente) miscelandolo con il suo catalizzatore (a corredo) in percentuali che variano a seconda del produttore dal 2 al 25% in peso. Le esatte percentuali sono indicate sulle confezioni.
Rispettare esattamente la percentuale altrimenti la resina non indurirà più oppure troppo rapidamente. Usate una bilancia di precisione, quella da cucina non va bene! Il gel coat catalizzato va pennellato sul formatore in modo uniforme e senza lasciare zone scoperte o grumi.

Il tessuto sarà poi appoggiato sul gel in modo preciso e senza esitazioni, in modo che i bordi laterali sporgano di qualche millimetro. Con il pennello tamponeremo il tessuto sul gel coat in modo da impregnarlo ed incorporarlo al suo interno ed evitando qualsiasi bolla d'aria.
Lavorate con calma e senza fretta, la resina non indurisce immediatamente.
Un buon lavoro è evidenziato dal fatto che la superficie del tessuto diventa lucida e liscia senza zone biancastre che indicano la presenza d'aria.
I bordi possono essere per il momento lasciati sporgere dal formatore.
Finito il lavoro lasciate catalizzare il tutto per almeno 48 ore.
Per estrarre il semiguscio dal formatore è sufficiente tirare con delicatezza i bordi sporgenti con un una pinza.
Ritagliare l'eccedenza dagli spigoli con un seghetto per metalli e rifinirli con carta abrasiva facendo attenzione alla planarità.
Dopo avere realizzato anche il secondo semiguscio con lo stesso procedimento, fissarlo provvisoriamente all'altro con del nastro adesivo e incollarne le giunzioni all'interno, usando colla epossidica e qualche ritaglio di carbonio come rinforzo.

ALTRE PROCEDURE DI LAMINAZIONE.

è possibile anche realizzare un tubo in uno solo pezzo senza giunzioni stendendo il tessuto sopra un tubo e spalmandoci la resina sopra.
Apparentemente il vantaggio è l'assenza di giunzioni ma purtroppo ci sono serie difficoltà per estrarre il tubo una volta essicato la resina e soprattutto la superficie esterna non è liscia e lucida come nell'altro metodo.
Esiste anche il sistema centrifugo, nel quale dentro un tubo apribile viene fatto ruotare velocemente sul proprio asse.
All'interno viene disteso il tessuto e la resina lo impregna per forza centrifuga. Il metodo è validissimo ma forse troppo complesso da realizzare artigianalmente.
Io ho fatto alcune prove e ho deciso che il primo metodo è migliore e più semplice da attuare.

COME REALIZZARE LE PINNE IN CARBONIO

Per una superficie piana come le pinne non serve costruire uno stampo.
Io uso una lastra di cristallo trattata con spray al silicone, ci spalmo la resina, sopra ci appoggio il tessuto in carbonio e tampono con il pennello.
Quando il tessuto è impregnato copro il tutto con un foglio di polietilene sottile (pellicola domopack) e con un spatola schiaccio all'esterno le bolle d'aria.
Ci metto sopra un altra lastra di cristallo spessorata sui bordi con dei pezzetti di cartoncino in modo da livellare perfettamente la pinna su tutto lo spessore e lascio catalizzare.
Il risultato è un rettangolo di carbonio-epoxy perfettamente regolare e liscio da entrambi i lati. La pellicola di polietilene si rimuove con un pò di solvente nitro.
Per le flange di fissaggio, indispensabili se si intende applicarle al tubo senza forarlo, è possibile ricavare dei listelli larghi 1 -2 cm ed incollarli con epossidico al lato lungo.

OGIVE IN CARBONIO O FIBERGLASS

Lo stesso procedimento usato nella laminazione con stampo femmina è idoneo alla realizzazione di ogive o altri particolari senza sottosquadra, che sono le superfici con angolo negativo che impedirebbero l'estrazione dallo stampo (per far questo si usano stampi in gomma siliconica).
La costruzione delle ogive è ancora più semplice, è sufficiente assemblare la solita scatoletta in legno, colarci il gesso grezzo, poi il Sincer ed infine applicarci l'originale, che potrebbe essere anche un' ogiva già pronta oppure un simulacro in legno sagomato al tornio.
In questo caso l'ogiva può essere fatta in un pezzo unico e lo stampo può essere verticale.
L'unica accortezza necessaria è di evitare la colatura della resina sul fondo dello stampo. Basta farlo ruotare lentamente, inclinato lateralmente in modo da distribuire correttamente la resina su tutta la superficie, fino a quando inizia ad indurirsi.
L'estrazione non è difficoltosa, almeno per elementi semplici come questo.
Nel caso si debba costruire qualcosa di più impegnativo, con molti angoli o di grandi dimensioni, lo stampo può essere in vetroresina armata con listelli di tarmanto (una specie di poliuretano espanso resistente ai solventi) e si usa un particolare sistema per distaccare il pezzo dallo stampo :
Nello stampo vengono praticati dei piccoli fori nei punti critici, ai quali si incolla all'esterno dello stampo un tubetto di plastica lungo circa 10 mm.
Prima della laminazione il foro viene tappato con un leggerissimo strato di stucco tenero o plastilina.
Al termine della catalizzazione si inietta nel foro aria compressa che causerà un distacco immediato e senza sforzo.

Eugenio Cosolo