22 Aprile 2025 | News
La fibra di carbonio è un materiale dalla struttura filiforme che viene impiegato in diversi settori – come l’aerospaziale, l’automotive e il medicale – per realizzare componenti leggere e resistenti, in grado di raggiungere altissime prestazioni. In questo articolo approfondiremo cos’è la fibra di carbonio, come si differenzia dal carbonio semplice e dai compositi in carbonio.
In Carbonteam realizziamo componenti in fibra di carbonio e compositi. Dal 2007 ad oggi abbiamo lavorato su migliaia di progetti, affiancando imprese e privati come partner di produzione unico, per dare forma al futuro oltre i limiti del presente.
La differenza tra fibra di carbonio e carbonio (C)
Innanzitutto il carbonio ( C ) è un elemento chimico presente in natura sotto forma di carbone, grafite o diamante. Ma cos’è la fibra di carbonio?
È un polimero, spesso definito anche fibra di grafite, perché la struttura atomica planare di base è simile, costituita da fogli di grafene a simmetria esagonale regolare. La differenza principale risiede nel modo in cui questi fogli sono interconnessi, che rende la grafite un materiale fragile e delicato, al contrario della fibra di carbonio.
La sua struttura è invece composta da filamenti cristallini di carbonio molto sottili (più di un capello umano), che vengono intrecciati per creare veri e propri panni di tessuto. Ciascun filamento è cilindrico, ha un diametro compreso tra 5-10 μm (micrometri) ed è costituito da almeno il 92% di carbonio.
© Wikipedia | Confronto tra un capello (grigio chiaro) e un filamento di carbonio (grigio scuro).
L’armatura della fibra di carbonio
L’armatura, ovvero il modo in cui le fibre sono configurate, definisce la proprietà anisotropa del materiale. Questo vuol dire che, a seconda del tipo di intreccio tra trama (fili orizzontali) e ordito (fili verticali) e della direzione che viene loro data, il composito assumerà caratteristiche meccaniche diverse.
Le sette principali armature della fibra di carbonio sono:
- Plain Weave (tela): in cui ogni filo di ordito passa alternativamente sopra e sotto ogni filo di trama. Un’armatura semplice che assicura buona stabilità, ma minore drappeggiabilità.
- Twill (saia): caratterizzata da un pattern diagonale, dove i fili di trama passano sopra uno e sotto due o più fili di ordito. Presenta una drappeggiabilità e migliori proprietà meccaniche rispetto alla tela.
- Satin (Raso): i fili di trama passano sopra più fili di ordito prima di intrecciarsi, creando una superficie più liscia. Ha un’elevata drappeggiabilità, ma meno stabilità.
- Unidirezionale (UD): tutte le fibre vengono orientate nella stessa direzione, per massimizzare la resistenza in quella direzione specifica.
- Multiassiale: è composta da strati di fibre unidirezionali, orientati in direzioni diverse (0°, 45°, 90°, ecc.), uniti da cuciture, per garantire resistenza multipla su più fronti.
- Chopped Mat (feltro): si costituisce di fibre corte disposte casualmente ed è adatta in applicazioni meno esigenti.
- Spread Tow: sono così definiti i tessuti ultrasottili, in cui le fibre vengono “spalmate” in modo da ottenere più leggerezza e migliori finiture superficiali.
È importante sapere che il tessuto semplicemente intrecciato ha un utilizzo davvero limitato, perché è fragile, soggetto a ossidazione, sensibile ai danni e poco coeso in una forma definita.
Può essere impiegato come rinforzo nei tessuti tecnici e in applicazioni specifiche, come alcuni tipi di elettrodi e nei materiali per le schermature elettromagnetiche. Tuttavia spesso diventa altro. Ora che hai più chiaro cos’è la fibra di carbonio, vediamo cosa sono e come si ottengono i compositi.
Cosa sono i compositi in fibra di carbonio
Più di frequente, il tessuto diventa uno dei componenti per materiali compositi in cui viene abbinato a una matrice, in genere di resina o plastica, che ha la funzione di irrigidire le fibre, dando loro una forma ben definita, e di mantenerne l’orientamento, assicurando una distribuzione ottimizzata dei carichi e delle sollecitazioni.
Questo rende possibile definire i compositi in fibra di carbonio tra i materiali più resistenti al mondo, adatti ad applicazioni nei settori ad alta innovazione e tecnologia.
Sapere cos’è la fibra di carbonio e come si produce è importante per comprendere quali prestazioni fisiche e meccaniche può aiutarti a raggiungere. Contattaci per valutare insieme se è il materiale giusto per il progetto che vuoi realizzare.
