Materiali rinforzati in fibra continua realizzati mediante manifattura additiva: studio sperimentale del comportamento a trazione per differenti configurazioni di rinforzo

Questo lavoro analizza l'influenza della tipologia di fibre continue e della loro orientazione sulle proprietà meccaniche dei materiali compositi realizzati mediante il processo di fabbricazione a filamento fuso con fibra continua (CF4). Sono stati considerati tre rinforzi continui: fibra di carbonio, fibra di vetro e fibra di Kevlar, i quali presentano intrinsecamente proprietà meccaniche superiori rispetto alla matrice polimerica, ma la cui efficacia dipende fortemente dall'orientazione del rinforzo rispetto alla direzione del carico e dai parametri di stampa utilizzati durante il processo. La produzione additiva ha consentito la fabbricazione di provini con configurazioni controllate di orientazione delle fibre, rendendo possibile un confronto sistematico tra orientazione stessa e materiali di rinforzo. Le prove di trazione ottenute sono state analizzate applicando sia i metodi previsti dalla normativa di riferimento per prove di trazione nel campo dei materiali compositi rinforzati in fibra continua, sia da un'elaborazione statistica basata sull'analisi dei residui, volta a migliorare l'identificazione del tratto elastico e la stima delle proprietà meccaniche. I risultati mostrano che l'approccio statistico offre un miglioramento significativo solo nei provini rinforzati con fibra di carbonio, mentre nei casi di fibra di vetro e Kevlar la procedura della normativa si conferma più affidabile. L'analisi complessiva evidenzia come la scelta della tipologia di fibra e della sua orientazione rivesta un ruolo cruciale nella risposta meccanica del composito, confermando l'importanza di un'accurata definizione dei parametri di processo. Il lavoro si conclude proponendo possibili sviluppi futuri, tra cui l'approfondimento dei parametri legati alla fabbricazione e l'estensione della caratterizzazione a componenti reali con fibre multi-orientate.