Ringraziamo per la preziosa collaborazione FRANCESCA ,con questo articolo ci aiutera' a capire come cosa e perche' del carbonio , in maniera semplice ed esplicativa come piace a noi pescatori
Si premette che l'autrice non può dare pareri in materia di canne ma solo in tecnologia della lavorazione del carbonio
Scrivo questa piccola nota sul carbonio su invito di mio Padre (Marco1956)ad uso di voi pescatori che siete forse i massimi utilizzatori di questo materiale composito, io per lavoro realizzi vari manufatti in carbonio, tutti i pezzi che realizzo sono pezzi unici ricavati in generale da calchi di arti amputati e quindi sono presidi protesici destinati alla riabilitazione di persone che sfortunatamente hanno perso arti o parti di essi per traumi o per malattie degenerative, realizzo inoltre protesi sportive destinate ad atleti disabili di varie discipline sportive come la corsa, lo sci, il ciclismo ecc.
Purtroppo non ho mai realizzato canne da pesca se non qualche spezzone destinato a riparare i danni che mio padre ha combinato sulle sue canne ma il procedimento per la realizzazione di una struttura tubolare in composito di per se non presenta problematiche superiori a quelle di una analoga struttura destinata per esempio ad una protesi da gara per la corsa.
Innanzitutto non so se avete notato ma in generale io non parlo di carbonio ma di composito perché il carbonio da se non serve a nulla ma deve essere immerso in una matrice che nel caso di una canna da pesca è resina epossidica che a sua volta può essere usata tal quale o caricata con fibre sfuse o microsfere di vetro o altro materiale per aumentarne la densità.
Con il nome fibra di carbonio si intende un semilavorato a forma di tessuto o di nastro composta da tantissime fibre sottilissime di varia densità o titolo di modulo, ci sono anche fibre apparentemente uguali ma che vengono chiamate grafite, la grafite come anche il diamante è carbonio allo stato puro ma evidentemente con diversa cristallizzazione, la differenza tra fibre di carbonio e fibre di grafite è appunto la cristallizzazione, nel carbonio vi è anche una piccolissima percentuale di azoto, il processo per ottenere le due fibre è identico si parte da un polimero chiamato in gergo PAN poliacrilonitrile e per successivi riscaldamenti si ottengono le varie fibre, per avere il carbonio si arriva a 1800° mentre per avere la grafite si debbono raggiungere i 2200° tutte queste operazioni vengono effettuate in atmosfera modificata dove al posto dell' aria si immettono gas nobili tipo l' Argon.
Ad ogni modo allo stratificatore arrivano dei tessuti ( chiamate in gergo pelli ) che come dicevo prima hanno vari titoli di modulo e sono intrecciati in modo da essere poliassiali ovvero che generino la resistenza meccanica su più direzioni ( quello a quadretti ) o monoassiali che sono quelli che servono a garantire la resistenza in un determinato senso, in generale con i poliassiali si realizza la struttura di un manufatto e con gli altri si rinforzano i punti dove si presume venga esercitata un forza o un momento torcente.
Ho sentito parlare spesso mio padre di basso, alto, altissimo modulo come sinonimo di qualità di una canna da pesca, non c'è niente di più sbagliato, nei compositi il titolo o modulo viene scelto in base agli utilizzi dei prodotti finiti, per esempio se io dovessi realizzare una canna da pesca, e prima o poi mi sa che dovrò farlo, realizzerei in altissimo modulo il pezzo in basso in alto modulo il pezzo intermedio e in basso o bassissimo modulo la parte più sottile con un rinforzo sulla parte dove saranno montati gli anelli per sopportare la compressione dovuta alla piegatura che fa il pesce quando si vuole tirarlo su e questo perché la resina penetra e impregna in modo diverso, nel basso modulo la resina và ad impregnare meglio le fibre e questo conferisce elasticità e quindi minore possibilità di rottura al contrario un altissimo modulo è impregnato in modo più superficiale quindi avremo una struttura più rigida quindi più soggetta a lesioni, i compositi al contrario di altri materiali cedono di schianto senza nessun preavviso per questo è importante mantenere una raccolta dei dati di stratificazione per esempio se in un pezzo che ha ceduto ho usato 10 pelli di carbonio 4 poliassiali e 6 monoassiali quando rifaccio quel pezzo debbo sapere che rifacendolo debbo usare, per rimanere negli spessori indicati da progetto, 3 pelli poliassiali e 7 monoassiali.
Anche la resina ha la sua importanza io uso quasi solo epossidica da catalizzare, per avere una corretta impregnazione bisogna poter avere il tempo materiale per realizzare il manufatto quindi in generale uso poco catalizzatore che mi permette di mantenere fluida la resina per lungo tempo, su questo incide anche la temperatura dei prodotti e dell'ambiente, mantengo la resina in frigorifero fino all'ultimo momento e lavoro in un ambiente climatizzato, il fatto che la resina sia fluida è importantissimo anche per poter eliminare tutte le bolle d'aria che rimangono intrappolate fra i vari strati di pelle, le bolle sono un elemento di debolezza anzi sono, se presenti, sintomo di un prodotto malfatto e che non durerà a lungo, vi sono diversi metodi per eliminare le bolle il più usato nei processi industriali è l'autoclave dove i pezzi vengono portati a pressioni di 10 bar e quindi le bollicine d'aria che sono ad 1 bar tendono a rompersi e a disperdersi ( penso che le canne da pesca vengano fatte cosi ), altro sistema è il sottovuoto che è il metodo più usato in produzione di pezzi unici, in questo caso si mette il pezzo all'interno di un sacco di materiale plastico e con una pompa del vuoto si aspira tutta l'aria presente bolle comprese, il passo successivo è la catalizzazione e questa viene effettuata in un forno a temperature che vanno dai 45° ai 70° secondo la necessità, a temperatura più alta la resina polimerizza in meno tempo e in cristalli più piccoli aumentando la rigidità ovviamente è il contrario per temperature basse, è possibile catalizzare anche a temperatura ambiente ma occorre aumentare la quantità di catalizzatore e questo diminuisce il tempo di lavorabilità della resina, una volta effettuata la catalizzazione il pezzo deve essere pulito da eventuali residui come il sacchetto di polietilene e levigato per eliminare tutte le piccole imperfezioni, a me piace asportare tutta la resina fino a portare la fibra in vista e quando tutta la fibra è ben visibile con tutta la sua trama ( anche l' occhio vuole la sua parte ) inizio la verniciatura.
Anche la verniciatura è fatta in resina epossidica e valgono le stesse regole di prima, poco catalizzatore e lunghi tempi di essiccazione, in realtà dovrei dire le verniciature perché si passano almeno 5 mani di resina nei punti di sola vista e almeno 8 mani nei punti che andranno a contatto con metalli, l'essicazione degli strati di finitura se possibile va fatta con il pezzo in rotazione io uso un attrezzo che chiamo girarrosto ma che altro non è che un tornio che gira a 12 giri al minuto con questo attrezzo se devo fare del tubolare lo vernicio direttamente con il pezzo già in movimento verrà una verniciatura perfetta e alla fine sembrerà vetrificata.
E' molto importante isolare la fibra di carbonio dai metalli ed in particolare dall' alluminio perché il contatto fra carbonio e alluminio genera fenomeni di corrosione galvanica distruggendo il carbonio, guardando certe canne da pesca inorridisco quando vedo certi tappi di sotto in alluminio, nell'ultima canna che ha comperato mio padre l' ho praticamente obbligato a tagliare il pezzo con l'alluminio e a mettere un tappo di gomma.
Spesso mi sento chiedere se è possibile riparare una canna da pesca, alcune fratture da compressione per esempio se un ha inavvertitamente calpestato la canna sono tranquillamente riparabili altre come le troncature anche parziali no, in generale se vedete che nella canna le fibre monoassiali che sono disposte verticalmente sono intere o poco danneggiate e ve ne accorgete vedendo le crepe disposte in verticale, è possibile inserire un rinforzo interno e all'esterno rifare la verniciatura almeno di quel pezzo, la canna tornerà come nuova, se al contrario vedete una frattura orizzontale significa che si è verificato un cedimento strutturale che non è riparabile a meno che non siate disposti a "vedere" le pezze di rinforzo che dovranno essere sia interne che esterne.
Se servono altri chiarimenti basta chiedere , tenete presente però che io non faccio canne da pesca
Ciao Francesca
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la figliola mentre parlavamo del suo intervento mi ha espresso questo concetto che è semplice ma a cui io non avevo mai pensato, ad un tratto mi ha detto: lo si perchè le canne da pesca si rompono, perchè le fibre quando una canna si piega si comportano in modo diverso quelle dalla parte di sopra si allungano e diventano più sottili staccandosi dalla matrice e non partecipano alla resistenza della canna quelle dalla parte di sotto invece tendono ad ingrossarsi per lo schiacciamento ma non riescono ad ingrossarsi perche la matrice fino ad un certo punto lo impedisce, quanto la forza che spinge le fibre verso il basso è superiore alla resistenza della resina questa cede e a quel momento cede anche il carbonio che non è più contenuto da niente, quindi è meglio un prodotto con più resina e meno carbonio su tutte le parti che si devono piegare e il contrario sui pezzi che devono rimanere dritti
