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Fusoliera (Body o Airframe o Corpo)

In un tipico modello spaziale la fusoliera, detta semplicemente corpo, è costituita da un tubo vuoto in fondo al quale è fissato il supporto motore ed è chiusa in cima dall'ogiva o da un vano di carico estraibile.
In questa pagina passiamo in rassegna i materiali entrando nel dettaglio delle loro caratteristiche, e spieghiamo come lavorarli per ottenere fusoliere finite. Sarà inevitabile fare riferimento alle marche dei fabbricanti di tubi in quanto le loro denominazioni sono uno standard.

Materiali per tubi : tipi, applicazioni, utilizzi

I corpi dei modelli spaziali sono realizzati usando diversi materiali, ma i più comuni sono i tubi di cartone. Tra questi, i due tipi utilizzati universalmente sono quelli detti "kraft" e quelli detti "fenolici". Una caratteristica comune a tutti i tubi in cartone è la presenza di un solco a spirale sulla superficie esterna, dovuto all'avvolgimento dello strato di carta. Questo solco va riempito con stucco e carteggiato per ottenere una buona base per la verniciatura.

Clicca per ingrandireTubi kraft
I tubi in cartone kraft sono realizzati avvolgendo a spirale un sottile strato di carta. Esternamente sono rifiniti con uno strato lucido che facilita la finitura. Questi tubi sono i più diffusi grazie alla loro leggerezza e al basso costo, ma sono anche quelli che reggono meno bene agli atterraggi duri. I tipi più piccoli possono accartocciarsi a fisarmonica se urtano con una delle due estremità, e la riparazione è possibile solo sostituendo una sezione di tubo.

Clicca per ingrandireI tipi più spessi reggono molto meglio ma tendono anch'essi ad accartocciarsi o ad ammaccarsi alle estremità anche se è necessario che l'urto sia molto forte per provocare un danno grave.
Sono facili da tagliare e da lavorare, e per la finitura bastano alcune mani di fondo seguite da alcune mani di vernice. Costituiscono una ottima base per un rivestimento in tessuto di vetro o carbonio.

 

 

Clicca per ingrandireTubi fenolici
I tubi fenolici sono tubi kraft impregnati di resina fenolica, una sostanza che li rende impermeabili e molto duri. Possono persino essere immersi in acqua senza subire alcun danno. Questi tubi hanno una grande resistenza alla compressione (cinque volte quella dei tubi kraft) e se prendono un forte colpo tendono a spezzarsi invece che assorbirlo. Il danno di solito resta confinato perchè il tubo perde un pezzo di parete che può essere rimpiazzato o ricosruito. Sono un ottimo materiale per la realizzazione di modelli grandi, si lavorano con facilità e per tagliarli è necessario un seghetto a rasoio o da traforo. Assorbono l'epoxy molto bene e sono adatti per essere rivestiti in tessuti di vetro e carbonio. Un tubo fenolico rivestito in compositi è uno dei materiali più robusti che si possano utilizzare per i modelli spaziali.

Quantum Tube
E' il nome commerciale di un tubo prodotto dalla Public Missiles, Ltd.
Ha una minore densità e quindi pesa meno rispetto ad altri materiali plastici (tipo PVC) e regge bene la colla epoxy e le vernici. Questi tubi sono adatti per una grande varietà di modelli grandi e per quei modellisti che desiderano una finitura facile e rapida. Non sono adatti ad essere rivestiti in materiali compositi e quindi vanno utilizzati per modelli che che non debbano avere caratteristiche estreme.

Tubi in compositi
I tubi realizzati in materiali compositi sono i più robusti e anche i più costosi. Sono adatti solo per grandi modelli o per modelli dalle caratteristiche estreme. Non sono facili da trovare in commercio, solo alcuni rivenditori specializzati americani li vendono. Normalente sono in fibra di vetro (vetronite o G10), ma alcuni produttori offrono anche tubi in carbonio.
Clicca per ingrandireLa realizzazione casalinga di tubi in compositi può essere fatta avvolgendo strati di tessuto. E' una lavorazione complessa, richiede molta esperienza nelle lavorazioni coi compositi e attrezzature adatte. Se fatti bene e con la necessaria pratica il risultato però è eccellente.

 

 

 

Tabella comparativa delle caratteristiche dei tubi

Materiale
Vantaggi
Svantaggi
Cartone kraft (tipo Estes)
Economico
Leggero
Facile da lavorare
Superficie liscia
Assorbe bene le colle
Non resiste ai forti urti
Cartone kraft (LOC)
Economico
Leggero
Robusto
Facile da lavorare
Superficie liscia
Assorbe molto bene l'epoxy
Non resiste ad urti molto forti
Tubi fenolici

Leggeri in rapporto alla robustezza
Superficie dura e liscia
Assorbono bene l'epoxy

Fragili
Tendenza a scheggiarsi quando si tagliano
Si spezzano in un atterraggio duro
Solco a spirale profondo

Tubo fenolico rivestito

Alternativa più economica ai tubi interamente in composito
Molto robusto
Nessun solco a spirale

Richiede molto lavoro
Può diventare pesante

Quantum Tube

Economico
Non fragile
Superficie molto liscia
Assenza di solco a spirale

Cambia dimensioni con la temperatura
Deve essere irruvidito per essere incollato

Tubo in fibra di vetro

Molto robusto
Assenza di solco a spirale

Pesante
Costoso
Difficile da lavorare
Richiede molto lavoro di finitura
Richiede molta esperienza per farlo da sé

Tubo in carbonio

Estremamente robusto
Molto rigido

Molto costoso
Difficile da lavorare
Spesso ha una superficie ruvida

Dimensioni e sigle
Per lavorare coi tubi è necessario familiarizzarsi con le dimensioni standard e le sigle che li contraddistinguono. Il diametro del tubo caratterizza la classe del modello ed è un riferimento immediato anche per l'abbinamento con altre parti del modello.

Estes, il maggior produttore mondiale di piccoli modelli, negli anni Sessanta e Settanta ha prodotto tubi le cui dimensioni sono diventate standard per i modelli con motori non superiori ai D. In seguito LOC Precision e Public Missiles, i due maggiori produttori di kit e pezzi per modelli di grandi dimensioni, hanno sviluppato tubi di maggiori dimensioni creando degli altri standard di fatto.
Oltre ad Estes, anche Quest produce tubi in cartone, in diametri decimali interi (15 - 20 - 25 - 30 - 35 e 40 mm).
Negli ultimi anni molti produttori americani hanno messo in commercio tubi dei diametri più diversi, tutti adatti per modelli di piccole e medie dimensioni. I nomi più noti sono Totally Tubular e Semroc. La loro produzione è talmente vasta che vale la pena visitare direttamente i loro siti web per vederla. Inoltre al momento non sono disponibili con facilità in Europa.
Mentre Estes e i produttori di tubi simili attribuiscono ai tubi dei nomi che non fanno riferimento al loro diametro, altre case usano sigle che identificano immediatamente il diametro. Queste misure sono in pollici (tranne Quest), ma quando ci si riferisce ai diametri dei motori le misure sono espresse in millimetri.
Il diametro di riferimento dei tubi è sempre il diametro interno. Il diametro esterno può essere leggermente diverso tra i diversi prodotti, a seconda del fabbricante.

Nella tabella sono elencati i nomi (o sigle) dei tubi, il loro diametro in pollici (inch) e il loro diametro in millimetri. I tubi elencati sono quelli in produzione attualmente.

Tubi Estes - cartone, spessore parete 0,3-0,5 mm
Le sigle dei tubi non indicano il diametro. BT = Body Tube

Tipo Diametro interno Diametro esterno
  inch mm inch mm
BT-5 0.52 13,2 0.54 13,8
BT-20 0.71 18 0.74 18,7
BT-50 0.95 24,1 0.98 24,8
BT-55 1.28 32,6 1.32 33,7
BT-60 1.6 40,5 1.64 41,6
BT-80 2.59 65,7 2.6 66

Tubi Quest - cartone, spessore parete 0,5 mm
Le sigle si riferiscono al diametro esterno. T = Tube

Tipo Diametro interno Diametro esterno
  inch mm inch mm
T-15 0.55 14 0.59 15
T-20 0.75 19 0.79 20
T-25 0.944 24 0.99 25
T-30 1.14 29 1.18 30
T-35 1.34 34 1.38 35
T-40 1.53 29 1.57 40

Tubi LOC - cartone, spessore parete 0,9-2 mm
LOC codifica i tubi col loro diametro interno in pollici, usando due cifre decimali
La sigla MMT significa Motor Mount Tube (supporto motore)e i tubi sono equivalenti ai BT dello stresso diametro

Tipo Diametro interno Diametro esterno
  inch mm inch mm
MMT-0.71 0.71 18 0.75 19
MMT-0.95 0.95 24,1 1 25,4
MMT-1.14 1.14 29 1.21

30,7

MMT-1.52 1.52 38 1.63 41.4
MMT-2.14 2.14 54 2.26 57.4
BT-1.52 1.52 38 1.63 41,4
BT-2.14 2.14 54 2.26 57,4
BT-2.56 2.56 65 2.63 66,8
BT-3.00 3 76.2 3.1 78.7
BT-3.90 3.9 99 4 101,6
BT-5.38 5.38 136,6 5.54 140,7
BT-7.51 7.51 190,7 7.675 195

Tubi Public Missiles Ltd. (PML) - cartone fenolico o Quantum Tube, spessore parete 1,5-3 mm
PML codifica i tubi col loro diametro interno in pollici, usando una sola cifra decimale. PT=Phenolic Tube, QT=Quantum Tube

Tipo Diametro interno Diametro esterno
  inch mm inch mm
PT-1.1 1.145 29 1.27 32,2
PT-1.5 1.525 38 1.65 41,9
PT-2.1 2.152 54,6 2.28 57,9
PT-2.5 2.56 65 2.68 68
PT-3.0 3.002 76.2 3.13 79,5
PT-3.9 3.9 99 4.024 102,2
PT-6.0 6.007 152,6 6.15 156,2
PT-7.5 7.512 190,7 7.67 194,8
PT-11.4 11.41 290 11.66 296,2
QT-2.1 2.152 54,6 2.28 57,9
QT-2.5 2.56 65 2.68 68
QT-3.0 3.002 76.2 3.13 79,5
QT-3.9 3.9 99 4.024 102,2

Si nota subito che la maggioranza dei diametri sono identici tra i due produttori (LOC Precision e PML), questo permette spesso l'intercambiabilità. Ovviamente i tubi di diametro interno pari a quello dei motori sono internamente identici per definizione.

Nel linguaggio comune le misure dei tubi vengono approssimate al'unità più vicina. Quindi i tubi da 3 pollici (BT-3.0, per es.) vengono anche chiamati "tubi da 75mm", i tubi da 3.90 pollici vengono chiamati "tubi da 100mm", e così via.

Dimensioni tubi adatti secondo il motore

Tubo Motori
Estes da BT-5 a BT-20 13mm (1/4A, 1/2A, A)
Estes da BT-20 a BT-60 18mm (A-B-C)
Estes da BT-50 a BT-80 24mm (C-D-E)
Estes BT-80 24mm (E-F) con limitazioni
LOC BT-1.52 24mm (E-F)

LOC da BT-1.52 a BT-3.90

29mm (E-F-G-H)
LOC BT-3.00 e BT-3.90

38mm (H- I)

LOC da BT-3.90 a BT-7.51

54 mm in su

PML da PT-1.1 a PT-1.5

24mm (E-F)
PML da PT-1.5 a PT-2.5 29mm (E-F-G-H)
PML QT-2.5 29mm (F-G-H)
PML PT-2.5 e PT-3.0 38mm (H-I)
PML QT-2.5 e QT-3.0 38mm (H-I)
PML da PT-3.9 a PT-6.0 38mm (I-J)
PML QT-3.0 e QT-3.9 38mm (I-J)

PML da PT-3.9 a PT-7.5

54 mm (J-K)

PML da PT-6.0 a PT-11.4

54 mm e oltre (K-L-M)

Uso ideale per i vari tipi di tubo

Tubi kraft (Estes) Piccoli modelli di ogni tipo
Tubi kraft (LOC) Modelli medi e high power di ogni dimensione e prestazioni normali
Tubi kraft (LOC) rivestiti in fibra

Modelli high power di diametro oltre 2.5 pollici e velocità oltre 0.85 Mach
Modelli high power da 4 pollici in su e motori oltre i 38mm

Tubi fenolici Modelli mid- e high-power di ogni diametro e prestazioni normali
Tubi fenolici rivestiti in fibra

Modelli high-power maggiori di 2.5 pollici e velocità oltre 0.85 Mach
Modelli high-power di diametro oltre i 4 pollici e motori oltre 38mm

Tubi Quantum Modelli mid- e high-power di ogni tipo con prestazioni standard, velocità inferiori a 0.85 Mach
Tubi in composito Modelli high power e non, di alte prestazioni

Lavorazione dei tubi

Quando avete stabilito il materiale e il diametro adatti per il vostro progetto dovrete tagliare il tubo a misura oppure allungarlo aggiungendo sezioni. In seguito si dovrà preparare la superficie per la finitura.
Tra le prime cose da fare è necessario tracciare la linea di taglio o la posizione di alcune parti sul tubo

Tracciare le posizioni su un tubo
Per tracciare la posizione di un elemento da applicare ad un tubo, per es. un anello di centraggio, oppure la linea lungo la quale tagliare, procedete come segue:
-Ritagliate una striscia di carta pesante da disegno liscia (tipo fogli da disegno Fabriano) curando che un lato sia perfettamente diritto (usate uno dei bordi del foglio). La striscia deve essere alta almeno due centimetri, meglio se di più, e più lunga del doppio della circonferenza del tubo.
- Segnate la posizione sul tubo con un trattino di matita.
- Avvolgete la striscia in corrispondenza del segno. Curate di sovrapporre i due giri della striscia in modo perfetto, e che la striscia appoggi perfettamente al tubo. La carta deve essere avvolta strettamente.
- Fissate l'estremo della striscia di carta con del nastro adesivo.
- Ora potete seguire il bordo diritto dell'anello di carta che avete creato con una matita in modo da tracciare una circonferenza attorno al tubo.
-Togliete la striscia di carta ed utilizzate la traccia come guida per posizionare il disco di centraggio. Con questo sistema la circonferenza attorno al tubo è perfettamente ortogonale rispetto all'asse del tubo stesso.

Taglio dei tubi
Per tagliare i tubi tipo Estes tracciate il punto di taglio come descritto ma non togliete la striscia di carta. Usate la striscia come guida per la lama del taglierino. Procedete con calma e fate molti passaggi, non tentate di tagliare tutto subito al primo passaggio. L'operazione è più facile se inserite nel tubo un accoppiatore oppure un motore esaurito (se il diametro lo consente). In quattro o cinque passaggi il tubo sarà tagliato perfettamente e il taglio non si distinguerà da quelli fatti in fabbrica.

Per i tubi in cartone di maggiore diametro (LOC) il procedimento è lo stesso ma dovrete usare un taglierino con lama più robusta e dovrete fare più passaggi di taglio. Non usate i seghetti a meno che non abbiano denti estremamente fini, perchè il taglio verrebbe slabbrato e non pulito.

Per tagliare i tubi in fenolico, il procedimento rimane ancora una volta lo stesso ma dovrete usare un seghetto da traforo o a rasoio (meglio quest'ultimo) perchè col taglierino si farebbe troppa fatica e ci vorrebbe un numero eccessivo di passaggi. Fate attenzione a non rovinare il bordo della striscia di carta col seghetto.
I tubi in Quantum si tagliano allo stesso modo

I tubi in compositi si tagliano con utensili potenti, come i dischi da taglio dei trapanini elettrici oppure seghetti alternativi o seghe a nastro.

Accoppiatori (couplers)
Quando si devono unire due parti di un tubo si usano degli accoppiatori (couplers) che non sono altro che corti tubi il cui diametro esterno è pari al diametro interno dei tubi per il corpo.
I couplers sono fatti degli stessi materiali dei tubi, ma la superficie esterna non è liscia in modo da assorbire bene la colla. Per questa ragione non esistono couplers in Quantum.

Per l'unione di due tubi il coupler deve essere inserito per metà della sua lunghezza in entrambi i tubi e la sua lunghezza ideale deve essere il doppio del diametro dei tubi da unire. Per esempio per unire due tubi da 2.6 pollici (66mm), l'accoppiatore sarà lungo 2 x 66 mm = 132 mm circa.


Clicca per ingrandireNei modelli di modeste dimensioni e performance, l'accoppiatore può essere un pò più corto.
Per incollare l'accoppiatore nel tubo la tecnica è la stessa che si usa in tutti i casi di incollaggi all'interno di un tubo, ovvero la colla va spalmata nel tubo e non sulla parte da inserire. In questo modo la parte da inserire trascina la colla lungo la sua superficie senza sporcare la parte che resta fuori, e accumula una piccola quantità di colla all'estremità dell'accoppiatore che resta nel tubo che contribuisce alla tenuta.
Se invece si spalmasse la colla sull'accoppiatore l'inserimento nel tubo la spingerebbe via togliendola dalla superficie di incollaggio e accumulandola fuori.

Transizioni coniche
La giunzione di due tubi di diametro diverso, che non stiano l'uno dentro l'altro, avviene tramite degli accoppiatori tronco-conici. Negli anni Settanta ed Ottanta era possibile reperire in commercio questi accoppiatori nei diametri dei tubi Estes. Erano torniti in balsa e venivano utilizzati in molti kit. Oggi le uniche reali transizioni coniche in commercio sono prodotte da LOC Precision. Sono realizzate in plastica ed esistono unicamente nei diametri 3.9-3.0 e 3.0-2.14, ovvero uniscono tra loro tubi da 100mm con tubi da 75mm, e tubi da 75mm con tubi da 54mm.

Public Missiles produce dei pezzi tronco-conici da utilizzare in coda alle fusoliere che possono anche essere usati come transizioni coniche. In questo caso è necessario unire i due tubi tramite un anello di centraggio e poi calare sul più piccolo il pezzo tronco-conico ed incollarlo al suo posto. Questa soluzione non permette di ottenere una transizione conica sfilabile. Per farlo occorre una lavorazione più complessa con l'utilizzo di accoppiatori e dischi di centraggio.

 

Set ordinata-accoppiatore (Bulkhead Assembly - BA)
Si tratta di un set composto da una ordinata (bulkhead) ed un accoppiatore che vengono venduti assieme per convenienza. L'ordinata ha un foro di piccolo diametro nel centro nel quale passa un occhiello a vite che si usa per fissare il paracadute. Si utilizza quando è necessario realizzare una sezione di tubo sfilabile dal tubo principale come nel caso dei vani di carico. Questi set non sono disponibili per i modelli di piccole dimensioni, ovvero per tubi tipo Estes. In questo caso vanno realizzati unendo un accoppiatore con una ordinata fatta da sé.

Vani di carico (Payload sections)
Sono semplicemente delle sezioni di tubo alle quali è fissato un accoppiatore chiuso da una ordinata cieca, come detto sopra. Normalmente un vano di carico è chiuso nella sua parte anteriore dall'ogiva che può essere fissata ad esso tramite viti o inserita a pressione. Di solito il vano di carico viene espulso come fosse l'ogiva, per liberare il paracadute sottostante. Nei sistemi a doppia espulsione (vedi Recupero) il vano di carico spesso contiene il paracadute principale e quindi l'ogiva che lo chiude deve potersi sfilare. In questo caso al suo interno deve esistere un anello per il fissaggio della corda che regge ogiva e paracadute.

Lo scopo principale di un vano di carico è quello di contenere "qualcosa" che il modello porterà in quota, come nel caso dei vettori reali. I carichi installabili su un modello sono di molti tipi: strumenti elettronici, macchine fotografiche, telecamere, e così via.

Zipper
Si chiama "zipper" quell'effetto che capita quando il cavo che regge il paracadute taglia il tubo della fusoliera. Il motivo è una apertura del paracadute ad alta velocità sia perchè in anticipo sia perchè in ritardo. L'effetto accade perchè la corda che è fissata all'interno del tubo, batte contro il bordo del tubo stesso.
La soluzione è di mettere il paracadute e la corda all'interno della sezione anteriore del razzo. Invece che incollare un accoppiatore al vano di carico e poi inserire il tutto nel tubo principale, si incolla l'accoppiatore alla parte posteriore del razzo. In questo caso è necessario praticare diversi fori nell'ordinata incollata all'accoppiatore per permettere il passaggio dei gas dell'espulsione. La corda che collega le due parti andrà fissata all'ogiva nella parte superiore.

La preparazione del modello è semplice. Bisogna fissare la corda alle due parti del modello, lasciando che si depositi nella sezione supreriore. Si piega il paracadute e si inserisce anch'esso nella parte superiore.
L'espulsione separa le due parti e la resistenza aerodinamica sulla parte inferiore estrae il paracadute e la corda, mentre entrambe le parti del modello proseguono nella stessa direzione. Quando il paracadute si gonfia la forza viene trasmessa lungo la corda mentre la parte superiore del modello non cambia direzione e la corda non batte contro il bordo.

Guida di lancio (Launch Lug o Rail Guide)
Lungo la fusoliera vanno applicate le guide che vengono infilate nella rampa di lancio e guidano il modello nei primi istanti del suo volo.

Nei modelli piccoli, con motori fino a D, queste guide sono dei tubicini in cartone o plastica. Il loro diametro è di 3mm oppure di 6mm e anche questi sono prodotti dalle ditte specializzate. Anche modelli più grandi possono utilizzare questi tubetti, ma quando si utilizzano motori F e superiori ormai si tende ad usare le guide per le rotaie di lancio.

Gli anelli di lancio possono essere uno o due. Nel caso di singolo anello la sua lunghezza dipende dalle dimensioni del modello ma normalmente è compresa tra i 3 cm e i 5 cm. La posizione ideale per fissare questa guida è a cavallo del baricentro o subito sotto.

Nel caso si utilizzino due anelli, le loro dimensioni possono essere anche molto piccole, inferiori al centimetro. Il punto in cui fissare l'anello superiore rimane il baricentro oppure un po' più sotto, mentre l'anello inferiore si fissa in fondo al razzo, nel punto di giunzione tra una pinna ed il corpo oppure centrato tra due pinne.
I tubetti più piccoli si fissano al corpo usando colla alifatica dopo averli carteggiati per irruvidirli mentre nei
modelli che usano motori superiori ai D è preferibile incollare le guide con epoxy.

Sui modelli di maggiori dimensioni, con motori che vanno da F in su, è diventata prassi comune utilizzare le guide per le rotaie.
Introdotte verso la fine degli anni '90, le guide hanno il vantaggio di avere minore resistenza aerodinamica, essere esteticamente migliori, e non richiedere aste di lancio di diametri differenti perchè le dimensioni delle rotaie sono standard. Le guide per le rotaie di lancio sono realizzate in nylon, delrin o alluminio, e vengono fissate al corpo tramite viti.

Per il fissaggio è sufficiente praticare un foro da 3mm nel corpo del modello, bagnare il foro con una goccia di epoxy o di cianoacrilica ed avvitare la guida fino in fondo, senza stringere. La tenuta è garantita anche senza dadi al'interno del tubo, che però possono essere inseriti se lo si desidera e se lo spazio lo permette.
Nel caso di modelli con espulsione a pistone (vedi Recupero) le viti delle guide che penetrano all'interno del corpo possono impedire il movimento del pistone stesso.In questo caso va applicato un blocchetto di legno sagomato aerodinamicamente sull'esterno del corpo nel quale si avvitano le guide.

Fissaggio delle guide - Le guide si usano sempre a coppie. La guida inferiore viene sempre fissata in fondo al modello. Se lo spessore degli anelli di centraggio lo permette, si può praticare un foro attraverso il tubo che passi nello spessore dell'anello di centraggio. La guida superiore può essere fissata in un punto qualunque sotto il baricentro. Una prassi è quella di fissarla ad una distanza pari a due volte il diametro del corpo dal baricentro, ma è possibile fissarla anche più in basso senza alcun inconveniente.

Rivestimento dei tubi (glassing)

Quando il modello deve raggiungere alte velocità o è di grandi dimensioni, una buona idea è rivestire la fusoliera con materiali compositi, che aumentano enormemente la robustezza del tubo. Il rivestimento si effettua avvolgendo il tubo con un tessuto di vetro od altri materiali impregnato di resina.
Il rivestimento è necessario per tutti quei modelli di diametro uguale o maggiore a 2.5 pollici E che raggiungono velocità superiori a 0,85 Mach (1014 Km/h), ma si possono rivestire i modelli anche solo per aumentare la resistenza agli urti.
Quando si riveste un modello non bisogna trascurare il peso aggiuntivo, che deve essere tenuto in conto per il calcolo del paracadute e del motore.
Esitono moltisimi produttori di tessuti e resine per rivestire. Non ci è possibile elencarli ma forniamo indicazioni sui tipi di tessuti e resine adatti per il nostro lavoro.

Resine
I due tipi di resine utilizzati per lavorazioni in composito sono il poliestere e l'epossidica (epoxy). Il poliestere ha caratteristiche fisiche inferiori all'epoxy, si lavora peggio, ed è tossico. L'epoxy è decisamente superiore a tutti i livelli anche se costa di più.
In questa sede parliamo esclusivamente di epoxy.

Quando si sceglie la resina bisogna controllare la sua viscosità, la sua temperatura di polimerizzazione, e il tempo di lavorazione (pot life). E' importante che la resina abbia una bassa viscosità per bagnare bene il tessuto e penetrare la superficie sottostante il più possibile.

La temperatura di lavorazione deve essere adatta allle vostre condizioni di lavoro. Per esempio se la temperatura minima di lavorazione è di 15 gradi la resina non è adatta ad essere usata in un garage non riscaldato durante l'inverno. Il pot life (tempo disponibile prima che la resina inizi ad indurire) deve lasciare tempo per stenderla. Questo è particolarmente importante per i modelli più grossi.

Tessuti
Nelle applicazioni modellistiche ed aerospaziali la fibra utilizzata è sempre sotto forma di tessuto. Le fibre di vetro a filamenti sparsi (cosiddette "mat") non sono adatte a causa della loro scarsa rigidità e della loro difficile lavorabilità. Sono utilizzate per barche o altri manufatti dove il costo è un fattore preponderante rispetto alle caratteristiche fisiche.
Esistono molti tipi di tessuto. I due termini utilizzati per descriverli sono la armatura e la grammatura.
L'armatura più comune è quella a tela (trama ed ordito) con fibre ortogonali fra loro. è la più utilizzata per i rinforzi e lascia una superficie ruvida. Meno comune è la tela battuta, un pò più robusta della precedente, con armatura più stretta. Questa tela lascia una superficie più liscia.

La grammatura definisce il peso del tessuto per superficie e si indica in gr/mq, Negli Stati Uniti la grammatura è indicata in oz./sq.yd. (once per yarda quadrata, 1 oz./sq.yd..= 33,8 gr/mq) I tessuti ad alta grammatura di solito hanno una trama più grossa, mentre quelli leggeri hanno una trama fine che li rende adatti come strati finali. Le grammature più comuni in modellismo spaziale vanno dai 68 gr/mq.(2 oz.) ai 200 gr/mq.(6 oz.)

Tabella conversioni grammature

3/4 oz./sq.yd. 25 gr/mq
2 oz/sq.yd. 68 gr/mq
4 oz./sq.yd. 135 gr/mq
6 oz./sq.yd. 203 gr/mq

Le grammature più diffuse in Italia sono: 26 gr, 49 gr, 72 gr, 106 gr, 125 gr, 200 gr.

Ci sono altri tipi di tessuti oltre al vetro. I tessuti in carbonio e in Kevlar sono fatti di materiali high-tech e sono costosi. Il carbonio è molto leggero ed estremamente tenace. I suoi svantaggi sono l'alto costo e la scarsa resistenza all'impatto sulla superficie.

Il carbonio è disponibile sia come tessuto che come nastri unidirezionali per realizare rinforzi. Come suggerisce il nome, questi nastri hanno le fibre orientate in una sola direzione, tenute assieme da fili sottili per renderli maneggevoli e sono disponibili in larghezze fino a 25 cm. Forniscono una robustezza perpendicolare all'orientamento delle fibre quindi si possono usare due strati a 90 gradi per avere robusteszza in ogni direzione.

Come il carbonio anmche il Kevlar è piuttosto costoso. Il maggior vantaggio del Kevlar è la sua grande robustezza in rapporto al peso e la sua eccellente resistenza all'impatto superficiale. Non a caso è utilizzato per la fabbricazione di giubbotti antiproiettile. E' disponibile in grammature come il tessuto di vetro e si usa nello stesso modo, ma è indicato quando si desidera un peso inferiore e una resistenza superiore. Il Kevlar per sua natura non si taglia e non si carteggia. Per tagliarlo occorrono forbici speciali oppure molta pazienza e molte lame affilate. Per carteggiare e rifinire un tubo rivestito in Kevlar è necessario riverstirlo a sua volta con uno strato di fibra di vetro sottile (25 gr).
Il Kevlar è disponibile anche sottoforma di "calze", ovvero tubi di tessuto che si calzano sopra il tubo da rivestire e permettono una applicazione molto facile e senza giunte.

Quando si sceglie un tessuto per il rivestimento, il fattore più importante da considerare è il diametro del modello e gli sforzi che deve sopportare.Come regola empirica più è grande il modello più pesante dev'essere il tessuto.
Per esempio due strati di tessuto da 70 gr circa vanno bene per modelli da 3-4 pollici, 2-3 strati di tessuto da 120-130 gr sono adatti per modelli da 5-7.5 pollici, e così via.
Per modelli che devono sopportare grossi sforzi o altissime velocità l'irrobustimento deve essere maggiore. Una regola è avvolgere due strati di tessuto da 200 gr per tubi da 2.14 a 3.9 pollici, e due strati di tessuto da 500 gr. per tubi da 6 a 11.4 pollici

Area di lavoro
E' importante che l'area di lavoro sia pulita, ventilata, riscaldata e di dimensioni che permettano un lavoro agevole.
E' consigliato l'uso di una mascherina per proteggersi quando si carteggia e guanti in lattice per maneggiare la resina e i tessuti. Non solo proteggono dal contatto con questi materiali, ma permettono di lavorare più liberamente perchè le mani non restano appiccicose.
Il tubo da rivestire deve essere sotenuto da un tondo in legno o metallo a sua volta supportato su due cavalletti o altri supporti.

Preparazione della superficie e del tessuto
Prima di applicare la resina è bene preparare le superfici. I tubi in cartone kraft possono essere liberati dello strato superficiale lucido sollevando con cura l'inizio dello strato con l'aiuto di una lama e spelandolo da tutto il tubo. L'operazione è molto semplice e lo strato viene via per intero portandosi via una piccola parte dello strato sottostante. Il tubo risulterà ruvido e "peloso" ma questo facilita l'assorbimento della resina.
I tubi fenolici devono essre carteggiati con carta a grana grossa (60 o 80) su tutta la superficie.

Successivamente potete tagliare il tessuto. Il tessuto deve essere largo a sufficienza per avvolgere il tubo più circa tre centimetri e deve sporgere di circa tre centimetri da ogni estremità. Un sistema per tagliare il tessuto con facilità è fissare una striscia di masking tape a cavallo della linea di taglio. In questo modo le fibre restano assieme e il taglio è perfetto. Il masking tape resta sulla parte in eccedenza e può venire rimosso in seguito.

Applicazione della resina e del tessuto
Mescolate la resina seguendo le istruzioni. E' molto importante mescolare bene i due conmponenti ed usare le proporzioni esatte.
Il rapporto ideale resina/tessuto ideale è di 50/50 o addirittura 40/60 (40% di resina e 60% di tessuto, in peso).

Per calcolare la quantità di resina da preparare calcolate prima il peso del tessuto moltiplicando il suo peso per metro quadrato per la sua superficie, e preparate lo stesso peso in resina.
Per esempio, se dovete rivestire un tubo da 4 pollici lungo 150 cm con due strati di tessuto da 100 gr, la larghezza del tessuto sarà: 2 x (diam. tubo x 3,14) + 3cm = 65,8 cm. La sua lunghezza è di 150 cm quindi la sua area è di 65,8 x 150 cm = 9870 cm2 = 0.987 m2. Il tessuto quindi peserà 100gr x 0,987 = 98,7 gr. Se mescolate 100 gr di resina avrete la quantità giusta e se fate un bel lavoro ne avanzerà un pò.

Tenete la resina mescolata in un contenitore ampio e basso, per estendere il suo tempo di lavorazione. L'epoxy si scalda mentre reagisce e il calore la fa reagire ancora più velocemente. Se la tenerte in un contenitore piccolo il calore non viene dissipato e la resina può diventare così calda da ustionarvi o rovinare il posto dove è appoggiata.

Per applicare la resina si utilizza un pennello piatto che può essere anche del tipo usa e getta. La resina va stesa tirandola bene in modo da non creare accumuli ed eventualente aiutandosi con una spatola in plastica (va bene anche una vecchia carta di credito). Quando il tubo è spalmato completamente appoggiatevi sorpa una estremità del tessuto facendo attenzione a non sfrangiare le fibre. Ruotate il tubo mentre fate aderire il tessuto alla resina. Lavorate lentamente e passate il tessuto con la mano guantata per eliminare ogni grinza ed ogni bolla. Il tessuto deve impregnarsi di resina e diventare trasparente man mano. Nel caso sia troppo secco applicate della resina picchiettando col pennello sulla parte. Il risultato ideale si ottiene quando il tessuto è completaente impregnato ma la trama si vede chiaramente. L'eccesso di resina si può togliere usando carta assorbente da cucina.

La robustezza del rivestrimento in fibra non è data dalla quantità di resina ma dal tessuto. La resina serve solo per tenere assieme le fibre, quindi gli eccessi di resina sono da evitare perchè aggiungono solo peso inutile.

Lasciate riposare almeno per 24 ore e se avete la possibilità tenete il tubo in un ambiente cado. Più la temperatura è alta più la resina diventa dura. Fate riferimento alle caratteristiche indicate dal produttore. Infine passate il tubo con carta vetro a grana media (circa 200).

Finitura
I rivestimenti in tessuto non sono lisci a meno che non si rivesta il tessuto con un telo in plastica prima che la resina indurisca. In questo modo la superficie risulta a specchio ma la plastica deve essere perfettamente liscia e non lasciare bolle.
Normalmente il tubo rivestito viene spalmato con uno stucco e poi carteggiato. Vedete anche la sezione Finitura.