G10 Vs Fibra di Carbonio per i manici

8 min


139
139 shares, 139 points

This post is also available in: Inglese Spagnolo Portoghese, Brasile

Protected by Copyscape

G10 Vs Fibra di CarbonioG10 Vs Fibra di Carbonio usati nella coltelleria, facciamo alcune considerazioni.

Il G-10 insieme al Micarta è un materiale molto utilizzato per la realizzazione dei manici dei coltelli.

Venduto in coppie di blocchetti di varie dimensioni e di spessore che va dai 5 mm agli 8 mm a un costo inferiore ai 15 euro.

Sono i materiali più utilizzati ed apprezzati per la costruzione di manici in un coltello per due fattori principali:

  • il costo ragionevole,
  • è “semplice” da lavorare e
  • la notevole robustezza.

Materiale G-10

G-10 è un laminato in fibra di vetro ad alta pressione, e fa parte dei materiali così detti composito.

Viene creato impilando più strati di tessuto di vetro , imbevuto di resina epossidica , e comprimendo il materiale risultante sotto calore fino a quando la resina epossidica polimerizza.

È prodotto in lastre piane, spesso di pochi millimetri di spessore ma anche più spessi per generare i classici blocchi spessi da almeno 5 mm e di dimensioni sufficienti per creare un manico di coltello.

Il G-10 è molto simile a Micarta e ai laminati in Fibra di Carbonio , tranne per il fatto che il tessuto di vetro viene utilizzato come materiale di riempimento .

Attenzione!! nella nomenclatura professionale di “riempitivo” e “matrice” nei materiali compositi può essere alquanto contro intuitiva quando applicata a tessuti in ammollo con resina.

Il G-10 è il più duro dei laminati in resina di fibra di vetro e quindi il più comunemente usato e da non confondere con la bachelite.

Proprietà

G-10 è favorito per la sua elevata resistenza, basso assorbimento di umidità e alto livello di isolamento elettrico e resistenza chimica.

Queste proprietà vengono mantenute non solo a temperatura ambiente ma anche in condizioni di umidità o umidità.

È stato utilizzato per la prima volta come substrato per circuiti stampati e la sua designazione, G-10, deriva da uno standard della National Electrical Manufacturers Association per questo scopo.

Le variazioni decorative di G-10 sono prodotte in molti colori e modelli e sono particolarmente utilizzate per realizzare manici per coltelli, impugnature per armi da fuoco e altri strumenti.

Questi possono essere testurizzati (per presa), granigliati, levigati o lucidati.

La sua forza e la bassa densità lo rendono utile per la coltelleria ma anche per molte tipologie e tipi di lavori di artigianato.

Pericoli

Il G-10 è generalmente sicuro da maneggiare al di fuori di condizioni estreme.

I rischi possono derivare dal taglio o dalla molatura del materiale che è qualcosa che fa chi modella il manico del coltello e quindi è fondamentale proteggersi con le mascherine corrette e utilizzare un sistema di aspirazione e di ricircolo dell’aria.

La polvere di vetro e resina epossidica contribuisce ai disturbi respiratori e aumenta il rischio di sviluppare malattie polmonari quindi è fondamentale utilizzare tutti i sistemi di protezione se utilizzi questi materiali.

Per qualsiasi lavoro di questo tipo ma non solo con il G10, anche con la fibra di carbonio e legni che possono essere tossici, lo spazio di lavoro deve essere adeguatamente ventilato e devono essere indossate maschere o respiratori.

La resina epossidica è infiammabile e, una volta incendiata, brucia violentemente emettendo gas velenosi.

Pertanto materiali simili come FR-4 contenenti additivi ritardanti di fiamma hanno sostituito il G-10 in molte applicazioni.

Materiali correlati

FR-4 ha sostituito il G-10 nella maggior parte dell’elettronica di consumo.

Utilizza una resina epossidica bromurata ritardante di fiamma.

G-3 è un materiale realizzato in fibra di vetro e resina fenolica .

A differenza del G-10, non è spesso utilizzato per la produzione di coltelli.

Il CDM, noto anche come “Durostone” (Gruppo Röchling), viene utilizzato in applicazioni ad alta temperatura che richiedono buone proprietà lavorabili a macchina, chimiche ed ESD.

 

Fibra di carbonio o meglio Polimero rinforzato con fibra di carbonio

Fibra di carbonio rinforzata polimerica ( inglese ), fibra di carbonio rinforzata polimerica ( del Commonwealth inglese ), o fibra di carbonio rinforzata in plastica , o fibra di carbonio termoplastica rinforzata ( CFRP , CRP , CFRTP , noto anche come fibra di carbonio , composito di carbonio , o solo carbonio ), è una plastica rinforzata con fibre estremamente resistente e leggera che contiene fibre di carbonio.

L’ortografia “fibra” viene generalmente utilizzata al di fuori degli Stati Uniti.

I CFRP possono essere costosi da produrre, ma sono comunemente usati ovunque siano alti sono richiesti il rapporto resistenza / peso e la rigidità (rigidità), come aerospaziale, sovrastrutture di navi, automobili, ingegneria civile, attrezzature sportive e un numero crescente di applicazioni tecniche e di consumo.

Il polimero legante è spesso una resina termoindurente come la resina epossidica , ma a volte vengono utilizzati altri polimeri termoindurenti o termoplastici, come il poliestere, il vinilestere o il nylon .

Le proprietà del prodotto CFRP finale possono essere influenzate dal tipo di additivi introdotti nella matrice legante (resina).

L’additivo più comune è la silice , ma possono essere utilizzati altri additivi come gomma e nanotubi di carbonio .

La fibra di carbonio è a volte indicata come polimero rinforzato con grafite o polimero rinforzato con fibra di grafite ( GFRP è meno comune, in quanto si scontra con il polimero rinforzato con fibra di vetro ).

Proprietà

CFRP sono materiali compositi .

In questo caso il composito è costituito da due parti: una matrice e un rinforzo.

In CFRP il rinforzo è in fibra di carbonio, che fornisce la sua forza.

La matrice è solitamente una resina polimerica, come una resina epossidica, per legare insieme i rinforzi.

Poiché il CFRP è costituito da due elementi distinti, le proprietà del materiale dipendono da questi due elementi.

Il rinforzo conferisce al CFRP la sua forza e rigidità, misurate rispettivamente dalla sollecitazione e dal modulo elastico .

A differenza dei materiali isotropi come l’acciaio e l’alluminio, il CFRP ha proprietà di resistenza direzionale.

Le proprietà del CFRP dipendono dalla disposizione della fibra di carbonio e dalla proporzione delle fibre di carbonio rispetto al polimero.

Le due diverse equazioni che governano il modulo elastico netto dei materiali compositi che utilizzano le proprietà delle fibre di carbonio e della matrice polimerica possono essere applicate anche alle plastiche rinforzate con fibra di carbonio.

La tenacità alla frattura delle materie plastiche rinforzate con fibra di carbonio è regolata dai seguenti meccanismi:

1) distacco tra la fibra di carbonio e la matrice polimerica,

2) estrazione della fibra e

3) delaminazione tra le lastre CFRP.

I tipici CFRP a base epossidica non mostrano praticamente alcuna plasticità, con una deformazione inferiore allo 0,5%.

Sebbene i CFRP con resina epossidica abbiano un’elevata resistenza e un modulo elastico, la meccanica della frattura fragile presenta sfide uniche per gli ingegneri nel rilevamento dei guasti poiché il guasto si verifica in modo catastrofico.

Pertanto, i recenti sforzi per rafforzare i CFRP includono la modifica del materiale epossidico esistente e la ricerca di una matrice polimerica alternativa. U

no di questi materiali molto promettenti è il PEEK, che mostra un ordine di grandezza maggiore tenacità con modulo elastico e resistenza alla trazione simili. Tuttavia, il PEEK è molto più difficile da lavorare e più costoso. [5]

Nonostante il suo elevato rapporto resistenza / peso iniziale, un limite di progettazione del CFRP è la mancanza di un limite di fatica definibile .

Ciò significa, in teoria, che il fallimento del ciclo di stress non può essere escluso.

Mentre l’acciaio e molti altri metalli e leghe strutturali hanno limiti di fatica o di resistenza stimabili, le complesse modalità di rottura dei compositi significano che le proprietà di rottura per fatica del CFRP sono difficili da prevedere e contro progettare.

Di conseguenza, quando si utilizza CFRP per applicazioni di carico ciclico critiche, gli ingegneri potrebbero dover progettare con margini di sicurezza di resistenza considerevoli per fornire un’adeguata affidabilità dei componenti durante la sua vita utile.

Gli effetti ambientali come la temperatura e l’umidità possono avere effetti profondi sui compositi a base di polimeri, inclusa la maggior parte dei CFRP.

Mentre i CFRP dimostrano un’eccellente resistenza alla corrosione, l’effetto dell’umidità a ampi intervalli di temperature può portare al degrado delle proprietà meccaniche dei CFRP, in particolare all’interfaccia matrice-fibra.

Sebbene le fibre di carbonio stesse non siano influenzate dalla diffusione dell’umidità nel materiale, l’umidità plastifica la matrice polimerica.

Ciò ha portato a cambiamenti significativi nelle proprietà che sono influenzate in modo dominante dalla matrice in CFRP come proprietà di compressione, taglio interlaminare e impatto.

La matrice epossidica utilizzata per le pale della ventola del motore è progettata per essere impermeabile al carburante per aviogetti, lubrificazione e acqua piovana, e la vernice esterna sulle parti dei compositi viene applicata per ridurre al minimo i danni causati dalla luce ultravioletta.

Le fibre di carbonio possono causare corrosione galvanica quando le parti CRP sono attaccate all’alluminio. [9]

Le plastiche rinforzate con fibra di carbonio sono molto difficili da lavorare e provocano un’usura significativa degli utensili.

L’usura dell’utensile nella lavorazione CFRP dipende dall’orientamento della fibra e dalle condizioni di lavorazione del processo di taglio.

Al fine di ridurre l’usura degli utensili, vengono utilizzati vari tipi di utensili rivestiti nella lavorazione di CFRP e CFRP di metallo.

 

Come si realizza la fibra di carbonio

Per realizzare un manufatto in composito a base di fibra di Carbonio (CFRP, Carbon Fiber Reinforced Polymer), sono necessari due elementi principali: la fibra di Carbonio, ossia il materiale strutturale responsabile delle proprietà meccaniche del manufatto, e una resina che funge da matrice, all’interno della quale i filamenti di fibra di carbonio sono immersi, e che è responsabile della coesione delle fibre all’interno del manufatto.

Il materiale composito risultante presenta caratteristiche meccaniche prossime in genere elevate (date dalla fibra di carbonio) e pesi molto contenuti.

Per produrre i filamenti di Carbonio si procede all’ossidazione e alla pirolisi termica di molecole organiche a catena lunga di diversi tipi. Tale materiale di partenza, in forma di filamenti sottili, subisce un complesso processo di ossidazione in atmosfera inerte, a temperature che possono raggiungere i 2000°C.

L’effetto del calore innesca una serie di reazioni chimiche, che prende il nome di grafitizzazione, il cui risultato è l’eliminazione della gran parte degli atomi diversi da quelli di carbonio: le molecole organiche si trasformano quindi in grafite (carbonio al 92-96%).

Le catene organiche grafitizzate infine si fondono generando un singolo filamento dalle elevatissime proprietà meccaniche.

 

Il foglio in fibra di carbonio dello spessore di almeno 5 mm è quello che serve per la coltelleria.

Come viene utilizzato il composito in fibra di carbonio

Particolare successo hanno avuto le applicazioni nel settore industriale con la produzione di e per rulli per il converting e per la stampa flessografica.

Qui le crescenti esigenze dell’industria di aumentare velocità di lavoro delle macchine da converting e da stampa hanno trovato risposta con l’utilizzo di questi rulli, utilizzando la tecnologia Wrapping.

E’ la modalità di lavorazione più pregiata e che consente le migliori prestazioni e la massima personalizzazione del prodotto.

Il procedimento consiste nell’applicare su stampi una sequenza, frutto di progettazione ed esperienza, di fogli di Prepreg (fibra di carbonio accuratamente impregnata di resina), con una modalità che ne consenta differenti orientamenti, in modo da massimizzare l’efficienza strutturale del manufatto.

Pro e contro della fibra di carbonio

Tra i vantaggi del materiale ci sono

  • l’elevata resistenza meccanica
  • la bassa densità
  • l’elevato isolamento termico
  • la resistenza a variazioni di temperatura
  • il comportamento ignifugo.

Tra gli svantaggi si annovera il fatto che il materiale presenta una spiccata anisotropia, ossia le sue caratteristiche meccaniche hanno una direzione privilegiata.

 

Ma tra il G10 e la fibra di carbonio? Quel’è il migliore?

Spesso alcune persone pensano erroneamente che sia la stessa cosa ma non è così !

Il G10, che viene utilizzato soprattutto per coltelli tattici e sopravvivenza, con qualità migliori rispetto al micarta, rimane comunque il G10 inferiore alla fibra di carbonio.

Il G10 è un materiale di prezzo contenuto ed è una delle opzioni più utilizzate per coltelli da combattimento.

Vantaggi del G10:

  • Assorbimento di umidità praticamente nullo,
  • Elevata resistenza,
  • Elevata durezza.

G10 Vs Fibra di Carbonio

Conclusioni

Il G10 rimane un buon materiale che ti aiuta a contenere i costi rispetto alla fibra di carbonio ed è da applicare al di là dell’aspetto estetico su coltelli che possono essere esposti alle intemperie e ad ambienti umidi.

Oggi ci sono in una grande varietà di colori e anche con effetti fotosensibili alla luce per avere un effetto fluorescente al buio.G10 Vs Fibra di Carbonio

Si tratta di un ottimo materiale che ti consiglio di provare ma se vuoi davvero dare un valore aggiunto utilizza la fibra di carbonio.

Chiaramente si tratta di una mia opinione ma i nuovi materiali come il fat carbon (sempre un materiali composito) che permettono di avere le caratteristiche della fibra di carbonio unite a degli effetti estetici molto belli che impreziosiscono il coltello.

Vai a leggerti il post, ti ho inserito il link che vedi evidenziato!

Are you experience?

Andrea

Raccomandazione!!

Quando si lavora con questi materiali usa sempre una maschera o un respiratore, anche nel lavoro di pulizia, anche se non è tossica, si consiglia di evitare di respirare le particelle.

 


Se ti è piaciuto quello che hai letto e ti è stato utile prima di uscire dalla pagina condividi l’articolo tramite i tasti social che vedi in alto e  commenta. Grazie davvero!

Importante! Ti chiedo ancora un  piccolo sforzo ma per me è utile per il progetto, clicca mi piace sulla pagina facebooke al canale Instagram.

Protected by Copyscape


 
Protected by Copyscape

This post is also available in: Inglese Spagnolo Portoghese, Brasile


Like it? Share with your friends!

139
139 shares, 139 points
Andrea F

Maker and Enthusiast of Knifemaking. Other: Engineer / Professional Blogger / Bass Player / Instructor of Boxing / Muay Thai / Brazilian Jiu Jitsu / Grappling / CSW / MMA / Self Defence / FMA / Dirty Boxing / Silat / Jeet Kune Do & Kali / Fencing Knife / Stick Fighting / Weapons / Firearms. Street Fight Mentality & Fight Sport! State Of Love And Trust!

0 Comments

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.

error: Content is protected !!