Vantaggi del metal replacement: leggerezza e resistenza specifica
Leggerezza
All’interno della panoramica dei materiali esistenti, i polimeri sono i più leggeri, con valori di densità che sono compresi tra 0.9 g/cm3 e 1.3 g/cm3.
Se confrontati con i metalli, i polimeri in generale hanno proprietà meccaniche inferiori, tuttavia i tecnopolimeri, come la Carbon PA, poliammide rinforzata con fibra di carbonio, e superpolimeri come il PEEK possiedono un elevato rapporto resistenza/peso. Ciò significa che in relazione alla loro bassa densità possiedono proprietà meccaniche comunque elevate, tali da poter sostituire le leghe leggere di alluminio.
| Materiale | Densità (g/cm3) | Resistenza alla trazione (MPa) | Modulo a trazione (GPa) |
|---|---|---|---|
| Leghe Al | 2.7 | 200 | 70 |
| Carbon PA Roboze | 1.4 | 138 | 15* |
| PEEK Roboze | 1.3 | 89 | 3.4* |
* I valori di resistenza e modulo di Carbon PA e PEEK, sono relativi a test meccanici eseguiti su provini stampati con Roboze One+400.
Resistenza specifica
Nel grafico in gallery sono riportati i valori di resistenza specifica, ottenuta rapportando la resistenza a trazione del material alla sua densità.
Componenti realizzati in PEEK o Carbona PA sono quindi 2 volte più leggeri rispetto alle leghe di alluminio ma assicurano rigidezza e resistenza.
Settori in cui si sfruttano le caratteristiche di leggerezza dei polimeri:
- Automotive
- Motorsport
- Aircraft
- Aerospace
La leggerezza del componente è una caratteristica fondamentale all’interno di tutti questi settori in cui la riduzione del peso si traduce nella riduzione dei consumi e delle emissioni, nonché nell’aumento delle prestazioni del veicolo o del velivolo.