Stampa 3D anche con fibra di carbonio

Filamento continuo in LATAMID 12 H2 K/15, compound LATI su base PA12 rinforzato con fibra di carbonio al 15%

Anche in ambito stampa 3D vanno consolidandosi nuovi punti di riferimento e sempre più interessanti nicchie di mercato.

Profplast, azienda attiva nel campo dei filamenti per additive manufacturing basata in Polonia, ha deciso di specializzarsi nella produzione di articoli caratterizzati da un forte contenuto tecnico e destinati quindi a una clientela esigente che per i propri manufatti cerca prestazioni specifiche, es. conduttività termica o elettrica.
La scelta di Profplast è supportata da una robusta esperienza nell’estrusione di materiali complessi su profili di ogni tipo. È sicuramente grazie a questo peculiare know-how che è stato possibile ricavare un filamento continuo in LATAMID 12 H2 K/15, compound LATI su base PA12 rinforzato con fibra di carbonio al 15%.

La deposizione di un filato così formulato potrebbe destare non poche perplessità legate per esempio all’integrità del filo, alla precisione del diametro dello stesso e al ritiro del materiale fuso.
Il prodotto si e comportato invece in modo ineccepibile, tanto in estrusione quanto in bobinatura grazie anche alle caratteristiche meccaniche della matrice.
Il processo di stampa avviene senza problemi a 150 mm/min, alla temperatura di circa 240°C e utilizzando ugelli ottimizzati per resistere all’abrasione potenzialmente promossa delle fibre di carbonio.

Il rinforzo presente nel materiale conferisce interessanti proprietà meccaniche legate naturalmente alle modalità di deposizione, es. orientamento e infill.
Il filamento, commercializzato da Finnotech (https://f3dfilament.com/) con il nome commerciale di Nanocarbon, si propone quindi per applicazioni tecniche in cui l’adozione di ABS, PET-G o PLA è impensabile.
La notevole stabilità dimensionale, la robustezza e il comportamento insensibile all’umidità ambientale e all’attacco chimico ne fanno un eccellente candidato per la realizzazione di parti strutturali per applicazioni aerospaziali, medicali, ottiche, in robotica e in automazione.

Il contributo di LATI allo sviluppo inarrestabile della stampa 3D non si ferma qui.
Sono infatti già disponibili compound per la filatura di soluzioni radiopache, rilevabili al metal detector, termicamente ed elettricamente conduttive, rinforzate e caricate.


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I nuovi antistatici permanenti e colorabili LATIOHM PD02

I nuovi antistatici permanenti e colorabili LATIOHM PD02

La crescente introduzione di compound conduttivi in soluzioni tecnologiche d’avanguardia impone un controllo sempre più attento delle caratteristiche elettriche disponibili sui manufatti. Ciò è particolarmente necessario nel caso di progetti che devono risultare conformi alla normativa ATEX, quindi destinati all’impiego in presenza di atmosfere esplosive.

I capitolati ATEX impongono infatti una soglia precisa di resistività superficiale sul manufatto, dove il limite superiore è fissato 109 ohm. Se è vero che il problema è affrontabile adottando compound molto conduttivi, è altrettanto vero che spesso una resistività troppo bassa può creare problemi di natura elettrica, meccanica o estetica a causa della presenza di carbon black, fibre di carbonio o grafite.

La nuova generazione dei LATIOHM PD02 nasce per ovviare a simili inconvenienti. Il punto di forza di questi materiali risiede nell’adozione di polimeri intrinsecamente antistatici il cui scopo è proprio quello di assicurare un intervallo di resistività permanente compreso fra 107 e 109 ohm. I compound sono progettati partendo da matrici amorfe o semicristalline come ABS, PP e PA, se necessario rinforzate in modo da offrire ottime prestazioni meccaniche anche a freddo.

I requisiti legati ai tipici campi d’impiego impongono poi anche ottima resistenza ai cicli termici e stabilizzazione alle radiazioni UV, come richiesto per esempio agli alloggiamenti delle elettroniche di comando per utilizzo outdoor prolungato nel tempo, utilizzate in cantieri, nell’industria mineraria, petrolifera ed estrattiva, nel trasporto di polveri minerali o alimentari.

Un notevole vantaggio proprio delle formulazioni PD02 è la colorabilità e l’eccellente aspetto esteriore consentito dall’adozione dei polimeri conduttivi. Non più quindi solo gli articoli in colore nero a cui ci hanno abituato carbon black e fibra di carbonio, ma anche oggetti che finalmente si adattano – senza limiti di sorta – alle richieste di mercati tecnici ma sempre più esigenti anche in fatto di estetica.

Come insegnato dalla lunga esperienza LATI, i nuovi LATIOHM sono pensati per una trasformazione semplice e senza vincoli particolari né in termini di processo né per quanto riguarda le attrezzature. I gradi PD02 non richiedono infatti accorgimenti specifici nella realizzazione degli stampi e anche la dispersione dei polimeri antistatici avviene spontaneamente e in modo uniforme in tutta la massa fusa, garantendo una continuità di prestazioni elettriche su tutto il manufatto stampato.


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Macchine per caffè? In tecnopolimero!

Le materie plastiche si sono da tempo affermate per la costruzione di macchine da caffè, tanto nei dispositivi domestici che in quelli professionali incluso il vending per hotel, ristorazione e catering.

I campi d’impiego diventano però sempre più sfidanti e con essi le esigenze cui i materiali devono rispondere. Infatti, non si parla più solo di plastiche estetiche per scocche e rivestimenti, bensì di compound altamente ingegnerizzati capaci di resistere a sollecitazioni meccaniche importanti, anche in presenza di temperature superiori ai 100°C e di attacco chimico costante da parte di vapore acqueo e del caffè stesso.

I gradi della famiglia LATIGLOSS sono ottenuti rinforzando PA66 o PPA con fibra di vetro fino al 60% e sono stati progettati proprio nell’ottica di rispondere alle molte richieste provenienti da questo settore industriale, sempre restando in perfetta conformità alle normative internazionali che regolano il contatto con alimenti e acqua potabile NSF, ACS, KTW e WRAS.

È proprio il LATIGLOSS 57 G/50 che Tecnoplastica Group, divisione Coffee (http://www.tpvcoffee.com/espresso-coffee-machines/) ha deciso di adottare per la produzione del gruppo infusore destinato all’intera gamma delle sue macchine da caffè espresso a capsula.

Durante il processo di infusione la polvere di caffè viene attraversata da acqua a 90°C circa con pressioni prossime ai 20 bar. Temperatura e sollecitazioni meccaniche devono essere sostenute da tutta la struttura che deve naturalmente restare affidabile nel tempo.

La PPA del LATIGLOSS 57 rappresenta la scelta ideale per temperatura e contatto con acqua calda e caffè, l’elevato contenuto di fibra di vetro permette di resistere a creep e fatica meccanica senza cedimenti che potrebbero tradursi in rotture o perdite di liquidi e pressione.

La realizzazione di elementi così critici in compound termoplastico ha richiesto numerose verifiche sin dalla fase progettuale. Tutti le parti dell’infusore devono infatti non solo risultare meccanicamente affidabili, ma anche molto precise dal punto di vista dimensionale, pena la perdita di tenuta, i trafilamenti e la rapida usura delle parti in movimento e delle guarnizioni.

È stato quindi simulato preventivamente il processo di stampaggio al fine di validare la geometria dello stampo e i parametri di trasformazione.
Contestualmente anche il dimensionamento e la geometria dell’infusore sono stati il tema di calcoli FEM che ne hanno confermato la versione definitiva.

Ottima progettazione, scelta dei materiali corretta, una visione chiara e innovativa del settore: ecco gli ingredienti della ricetta vincente di Tecnoplastica Group.


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LATI Salto generazionale

LATI salto generazionale

Intervista di: Andrea Selva, Plastix n.9 Novembre 2018, 64-70, http://www.plastix.it tutti i diritti riservati

“Una gestione corretta della successione è fondamentale sia per assicurare la continuità di un’impresa, sia per favorirne lo sviluppo. È una transizione che va pianificata in anticipo, meglio se in sinergia generazionale e con il supporto di professionisti competenti.
Così ha fatto LATI, che con una politica lungimirante e per niente scontata, ha trasformato il passaggio di consegne nella conduzione aziendale in un’occasione di crescita, con risultati immediatamente tangibili. Ne parliamo con Michela Conterno, l’attuale AD.

LATI è una realtà di successo perché può contare su peculiarità importanti, a partire dalla storia: nata nel 1945, è infatti gestita e controllata ora come allora dalla stessa famiglia.
Si tratta di un aspetto non scontato, che deve sommarsi alla capacità di operare in un contesto solido, con un’offerta continuativa di prodotti di qualità, che garantiscano un futuro sostenibile.
Tutti presupposti che ci contraddistinguono e che hanno rappresentato un preciso punto di riferimento quando è stato il momento di pianificare il passaggio in azienda della terza generazione, la mia».
Michela Conterno, amministratore delegato di LATI, parte da queste considerazioni per ragionare sul presente, ma soprattutto sul futuro di un gruppo diventato uno dei leader europei nel compounding di termoplastici per uso ingegneristico senza mai perdere di vista le proprie radici.

Come avete gestito il passaggio generazionale, un momento che spesso penalizza le aziende con una storia famigliare?

Con la consapevolezza di non cadere nell’errore in cui incorrono molti titolari che non riescono a compiere il famoso “passo indietro” quando si avvicina il momento di guardare al futuro.
Abbiamo avuto la fortuna di poter contare sulla lungimiranza di mio padre Francesco, l’attuale presidente di LATI, che negli anni ha saputo impostare una pianificazione corretta, assicurandosi che ogni nuova professionalità in ingresso garantisse le necessarie competenze.
Un’altra decisione importante è stata quella di avvalersi della collaborazione di un consulente specializzato nel passaggio generazionale delle aziende, oggi nel consiglio di amministrazione dopo aver affiancato mio padre nello sviluppo della nuova governance, portando a un progressivo trasferimento di deleghe…

LATI Salto generazionalePer approfondire: leggi l’intervista “LATI Salto generazionale” Plastix, n.9 Novembre 2018

 

 

 

 


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Compound elettricamente conduttivi per il settore HVAC

Compound elettricamente conduttivi per il settore HVAC

Il continuo miglioramento dei livelli di confort presenti nei luoghi chiusi in cui si vive e lavora è ottenuto grazie alle soluzioni che i professionisti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento mettono a nostra disposizione.
Gli obiettivi della ricerca in questo ambito sono volti tanto al conseguimento di prestazioni sempre migliori, quanto al contenimento del consumo energetico; il tutto senza compromessi con la sicurezza, naturalmente.
Le caldaie a condensazione costituiscono una famiglia di dispositivi progettati proprio allo scopo di fornire le quantità di calore richieste nelle nostre case riducendo al minimo le perdite.

Wolf GmbH, azienda tedesca leader nel settore del riscaldamento e della climatizzazione, ha messo al centro della sua attività proprio il bisogno dell’Uomo di confort e protezione. Al fine di garantire la sicurezza delle sue caldaie a gas, Wolf ha deciso di adottare i compound elettricamente conduttivi LATIOHM per la realizzazione dei manicotti che gestiscono la miscela aria-gas.

Le esigenze di un progetto così delicato sono ovviamente molte e imprescindibili. La conduttività elettrica innanzitutto, che deve essere omogenea, uniforme e sufficientemente elevata da garantire l’assenza di accumuli di cariche elettrostatiche. Con il LATIOHM 66-07 PD08 G/30 che Wolf ha inserito nel suo progetto la resistività elettrica è tenuta sotto controllo da fibre di carbonio e additivi elettricamente conduttivi selezionati ad hoc.

Imperativa la robustezza meccanica anche alle temperature normalmente presenti all’interno di una caldaia. Questo compito viene assolto dalle fibre di rinforzo – vetro e carbonio – che portano il carico a rottura del materiale ben oltre i 100 MPa anche a 90°C.
La tenuta delle parti accoppiate è assicurata dalla stabilità dimensionale del compound, frutto di un intenso lavoro di R&D LATI  e straordinariamente elevata per un materiale contenente quantità consistenti di fibre di rinforzo.

L’aspettativa di vita dei manicotti in LATIOHM è innalzata dalla massima inerzia chimica alle sostanze presenti nella miscela aria-gas e dalla resistenza all’invecchiamento termico della componente polimerica del compound.
Considerando la diffusione di questi manufatti anche sul mercato USA, il LATIOHM 66-07 PD08 G/30 gode anche di certificazione UL con RTI.

La gamma dei compound elettricamente conduttivi LATIOHM presenta soluzioni adatte a ogni tipo di esigenza, dai prodotti antistatici alle formulazioni più complesse basate su polimeri conduttivi e nanotubi di carbonio.


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Il PEEK sostituisce acciaio e titanio: l’esperienza di Metau Engineering

Il PEEK sostituisce acciaio e titanio

L’industria chimica è fra i settori applicativi che hanno tratto i maggiori benefici dall’introduzione dei materiali sintetici. Diversi polimeri offrono infatti una notevole resistenza all’aggressione da parte di acidi, basi, solventi e idrocarburi.
Compound su base PPS o PEEK per esempio, capaci di rimanere inalterati anche in situazioni ambientali in cui invece la maggior parte dei metalli, comprese leghe nobili come gli acciai anticorrosione, cede in breve tempo.

LARPEEK 10 K/30, un compound LATI basato su PEEK rinforzato con fibre di carbonio alta tenacità al 30%

I rischi connessi alle operazioni dell’industria chimica hanno sovente imposto costose e complesse soluzioni basate su materiali tradizionali, come l’acciaio AISI316 o addirittura il titanio.
Cedimenti e anche semplici manutenzioni devono essere previste e scongiurate adottando ogni accorgimento necessario.

Metau Engineering, azienda italiana leader nella progettazione e produzione di sistemi oleodinamici, conosce bene tutti i criteri da rispettare quando si realizzano macchine per il settore chimico – a maggior ragione se si lavora su impianti che gestiscono sostanze delicate o pericolose.

È proprio questo il caso delle nuova generazione di giunti a trascinamento magnetico destinati, per esempio, al trasferimento dei monomeri di poliuretano.
In questi dispositivi il trascinamento magnetico viene introdotto proprio per evitare sollecitazioni assiali e radiali, vibrazioni e il minimo contatto fra il lato dell’utilizzo e l’ambiente esterno es. a seguito di trafilamenti.

LARPEEK 10 K/30, un compound LATI basato su PEEK rinforzato con fibre di carbonio alta tenacità al 30%

La separazione fra le due zone è affidata a un’apposita campana, un oggetto vincolato da una serie consistente di requisiti.

Innanzitutto la resistenza chimica, che deve essere massima per poter garantire la massima flessibilità d’impiego.

Durante il funzionamento la campana è anche soggetta a temperature prossime ai 100°C e a una pressione interna che può raggiungere i 50 bar.

Temperatura e sollecitazione meccanica vanno a deformare la campana, la quale rischia di danneggiarsi strisciando contro la camicia interna del giunto.

E’ chiaro che quindi anche la resistenza termica e meccanica debbano essere molto elevate per assicurare il massimo delle prestazioni anche nel caso della trasmissione di coppie impegnative, fino a 500 Nm.

Dopo molte prove e verifiche, Metau ha optato per il LARPEEK 10 K/30, un compound LATI basato su PEEK rinforzato con fibre di carbonio alta tenacità al 30% w/w.
Con il PEEK, temperatura e attacco chimico vengono affrontati in tranquillità mentre le fibre di carbonio assicurano la necessaria robustezza strutturale e stabilità dimensionale anche sotto sforzo.
L’elevata conduttività elettrica delle fibre di carbonio permette infine di certificare l’intero apparato come conforme ATEX secondo marchiatura Ex II 2GD c II C TX.

Una nuova importante vittoria per Metau, che lancia sul mercato prodotti ancora più sicuri e longevi, e per i compound speciali LATI.
LARPEEK 10 K/30, un compound LATI basato su PEEK rinforzato con fibre di carbonio alta tenacità al 30%


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Soluzioni autolubrificanti PTFE-free

Soluzioni autolubrificanti PTFE-free

Il PTFE è un polimero dotato di caratteristiche peculiari, fra le quali il ridottissimo coefficiente d’attrito. Questa proprietà è disponibile anche in quei compound caricati con polveri di PTFE finemente disperse nella matrice termoplastica. Il comportamento tribologico di formulazioni così impostate è contraddistinto da bassi coefficienti d’attrito statico e dinamico anche per gradi rinforzati con fibra di vetro o carbonio. Le straordinarie prestazioni conferite dal PTFE hanno permesso ai compound autolubrificanti di affermarsi in soluzione tecnologiche d’avanguardia ovunque serva limitare attrito e usura.

La trasformazione di compound autolubrificanti contenenti PTFE presenta però inconvenienti legati tanto alla formazione di depositi sugli stampi, quanto a problemi corrosione delle attrezzature e di pericolosità dei fumi dovuti all’eventuale degradazione termica di una parte del polimero florurato.

Le formulazioni contenenti PTFE hanno inoltre problemi legati alla natura del fluoro, un alogeno  la cui presenza è soggetta oggi a vincoli normativi sempre più stringenti a causa dei rischi connessi con il rilascio in ambiente a fine vita dei manufatti.

La sostituzione del PTFE è quindi un tema di grande attualità e LATI  ha messo a punto una famiglia di gradi autolubrificanti LATILUB formulati in modo da assicurare prestazioni tribologiche eccellenti senza ricorrere a polimeri florurati. La scelta di LATI è caduta sul UHMWPE, una poliolefina a elevatissimo peso molecolare nota per la sua estrema resistenza all’abrasione.

I risultati ottenuti sono entusiasmanti, anche in formulazioni altamente rinforzate con fibra di vetro. Il UHMWPE, disperso in matrici amorfe o semicristalline, consente di registrare coefficienti d’attrito paragonabili a quelli del PTFE con tempi di rodaggio simili. Anche l’usura abrasiva e adesiva risultano decisamente contrastate. Dal punto di vista meccanico non si notano differenze rilevanti né sotto l’azione di carichi statici né in presenza di sollecitazioni impulsive. La densità inferiore rispetto al PTFE permette infine di proporre soluzioni interessanti anche dal punto di vista economico.

I LATILUB con UHMWPE sono disponibili in gradi rinforzati e non, in presenza anche di ulteriori sistemi autolubrificanti (es. olio di silicone o fibre aramidiche) e per prestazioni termiche fino a 200°C.

LATI supporta le formulazioni LATILUB anche agevolando il lavoro di ingegneri e progettisti. Il LATILUB 66-10E G/15 caricato con UHMWPE è stato dotato di caratterizzazione completa Gold Moldflow, mediante la quale è possibile simulare lo stampaggio con la massima affidabilità.


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Artemide e LATI: il successo di Ameluna

Artemide e LATI: il successo di Ameluna

“Una nuova frontiera di progetto dove la luce genera emozione e interazione”.

È con questa immagine che Artemide completa la presentazione di Ameluna, la lampada progettata in collaborazione con il centro stile di Mercedes Benz.

Artemide e Mercedes Benz sono leader nei rispettivi campi e dalla loro sinergia non ci si poteva aspettare che la nascita di una nuova icona, destinata a diventare un punto di riferimento senza tempo nel mondo dell’illuminotenica.

Ameluna, nome che fonde Artemide e Mercedes con Luna, è una lampada concepita per riflettere e diffondere in modo inaspettato la luce prodotta da una serie di LED alloggiati al proprio interno e pilotati da un sofisticato e innovativo sistema optoelettronico. L’elegante cupola asimmetrica in PMMA è naturalmente la parte più sorprendente dell’oggetto, ma il contenuto estremamente innovativo si estende a ogni elemento di cui è costituito l’assieme.

Innnovazione: un concetto che per Artemide non può prescindere dal rispetto di valori etici e sostenibili soprattutto quando si parla di manufatti destinati all’uomo e all’ambiente che lo circonda.

Da questa profonda filosofia progettuale nasce la decisione di adottare soluzioni innovative e a ridotto impatto ambientale anche per la parte più nascosta di Ameluna, ossia il grande anello circolare che alloggia i LED e contemporaneamente permette la sospensione della lampada a soffitto.

Per la realizzazione di questo importante elemento Artemide ha optato per i compound termoconduttivi LATI.  Le esigenze del progetto impongono che il tecnopolimero sia in grado di evacuare efficacemente il calore prodotto dai LED e svolgere funzioni strutturali sostenendo per intero il peso della lampada. Per garantire la massima qualità estetica Artemide ha poi deciso di realizzare l’anello in un unico pezzo monolitico: una sfida nella sfida, considerate le notevoli dimensioni del manufatto e la necessaria stabilità dimensionale  – in termini di planarità e circolarità – richiesta dall’accoppiamento perfetto con la cupola.

La fase di progettazione ha visto i tecnici LATI impegnati in un’intensa attività di simulazione e calcolo FEM che ha permesso di validare le prestazioni termiche del materiale, la migliore configurazione dello stampo e il perfetto setup del processo di stampaggio. Anche il materiale è stato fatto oggetto di studio e miglioramento soprattutto sotto l’aspetto reologico, considerata la fluidità richiesta per riempire la cavità dello stampo nonostante il quantitativo imponente di cariche ceramiche non abrasive necessariamente disperse nella matrice polimerica.

Il cuore di Ameluna è oggi realizzato in LATICONTHER 62 CEG/500-V0HF1, un compound su base PA6 caricato con ceramiche termoconduttive isotropiche, autoestinguente ma primo di additivi nocivi all’ambiente come alogeni e fosforo rosso. La formulazione del materiale contribuisce non solo alle ottime prestazioni termiche e meccaniche, ma anche a ritiri dimensionali contenuti, all’eccellente finitura superficiale e alla verniciabilità.

Prestazioni sicure e affidabilità nel tempo completano il racconto dell’avventura Ameluna.


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PPA e carbonio per le linee carburante

PPA e carbonio per le linee carburante

Il settore automotive è sicuramente fra quelli in cui i compound termoplastici ad alte prestazioni hanno conosciuto negli ultimi anni un aumento esponenziale di interesse e applicazioni.
Le ragioni sono molteplici: dalla sempre pressante necessità di contenere pesi e costi al dilagante impiego dell’elettronica nel controllo del veicolo e delle utenze in esso ospitate, dalle soluzioni ibride in cui è prevista la gestione di carichi elettrici e termici all’incremento delle temperature in ambiente sottocofano.
I compound speciali LATI rappresentano la risposta naturale a tutte queste esigenze connaturate con l’evoluzione del concetto di automobile e di trasporto.

PPS, PSU, PPA e PEEK trovano quindi impiego in prossimità del motore per le loro caratteristiche termiche, i materiali autoestinguenti laddove si devono gestire correnti elettriche importanti, i compound elettricamente conduttivi e schermanti a protezione di elettroniche e computer di bordo, i gradi termoconduttivi nel raffreddamento delle soluzioni ottiche a LED, i materiali strutturali ovunque si voglia disporre della robustezza e della resistenza del metallo.
Il trasporto del carburante rappresenta un ambito particolarmente critico all’interno del complesso sistema propulsore per evidenti ragioni di sicurezza e affidabilità.

Qualsiasi particolare operi infatti con i flussi di combustibile deve resistere al contatto continuo con gli idrocarburi senza infragilirsi o perdere robustezza.
Anche l’accumulo di cariche elettrostatiche deve essere scongiurato, pena rischi di malfunzionamento o incendio.

Per queste ragioni SAROPLAST, azienda italiana specializzata nello stampaggio di resine ad alte prestazioni, ha deciso di adottare il compound LARAMID K/30 per produrre raccordi adottati sulle linee di trasporto del gasolio per motori diesel.
Le ragioni di questa scelta sono riconducibili alla straordinaria resistenza chimica a olii, solventi, grassi e idrocarburi della matrice PPA, e alle caratteristiche elettriche e meccaniche offerte dal 30% di fibra di carbonio contenuta nel compound.

Il carbonio permette infatti di disporre di tecnopolimeri elettricamente conduttivi e quindi adatti a scaricare verso terra le cariche elettrostatiche.
Contemporaneamente le fibre aumentano anche la resistenza strutturale e la stabilità dimensionale del pezzo stampato, parametri necessari per gestire in tranquillità la pressione e la portata del carburante verso il motore.

Come ormai consuetudine nelle applicazioni sottocofano, anche la temperatura di funzionamento deve essere affrontata con sicurezza.
In questo caso il LARAMID K/30 garantisce massime prestazioni ben oltre i 130°C richiesti.
La gamma delle soluzioni LATI formulate su poliammide aromatica comprende non solo i rinforzati con fibra di carbonio, ma anche gradi puramente strutturali con fibra di vetro fino al 60%, prodotti autoestinguenti, autolubrificanti e termoconduttivi.


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LED COB e compound termoconduttivi

LED COB e compound termoconduttivi

La rapida evoluzione dei sistemi di illuminazione a LED ha portato alla creazione di dispositivi sempre più potenti ed efficienti, adatti a sostituire le sorgenti tradizionali anche nelle applicazioni più sfidanti, es. fari per impiego pubblico e industriale. I protagonisti di questo settore sono i LED COB (Chip On Board) in cui numerosi diodi luminosi vengono uniti fra loro e montati sul substrato a costituire un’unica sorgente di grandi dimensioni. I vantaggi delle soluzioni LED COB sono molteplici, dalla riduzione dei componenti necessari al minor numero di punti di saldatura, dall’assenza di lenti alla maggior densità luminosa.

È chiaro come la gestione del calore prodotto da un sistema così strutturato risulti di vitale importanza per la durata del prodotto. L’adozione di dissipatori di calore in alluminio è una soluzione ritenuta obbligatoria anche a fronte di temperature di giunzione massime prossime ai 150°C.

Electromagnetica, azienda basata in Romania e leader nella produzione di attrezzature elettriche ed elettroniche, ha deciso di andare controcorrente puntando invece sui compound plastici termoconduttivi per realizzare un nuovo proiettore industriale costruito proprio con sorgenti luminose LED COB.

La sfida ha richiesto un robusto approccio scientifico, basato su numerose simulazioni e sperimentazioni rigorose volte specialmente a valutare contemporaneamente il raffreddamento e la qualità della luce emessa.
Il risultato è il faro CASTOR 2M, un proiettore industriale che ospita due moduli COB per una potenza complessiva prossima ai 70W. Il complesso deve risultare affidabile fino a una temperatura ambiente di 45°C e in regime di convezione naturale, ovvero in assenza di aria forzata. Nonostante l’elevata efficienza elettrica, il sistema genera una grande quantità di calore da disperdere.

È possibile adottare un dissipatore in tecnopolimero con un simile scenario? La risposta è affermativa, a patto di configurare correttamente la geometria degli elementi radianti e dell’interfaccia fra il substrato del PCB e il compound termoplastico. Il materiale scelto da Electromagnetica è il LATICONTHER 62 GR/70, prodotto che LATI ha messo a punto caricando nella matrice polimerica di PA6 il 70% di grafite selezionata.

Le prestazioni termiche di questo compound sono state misurate meticolosamente. La conduttività termica media è risultata prossima ai 10 W/mK effettivi anche ad alte temperature ambientali e indipendentemente dall’orientamento dei flakes grafitici. Valori ben al di sopra di quanto registrato al banco da altri compound di LATI e concorrenti.
La corretta progettazione del radiatore si è rivelata fondamentale a fronte della grande quantità di calore da smaltire e dei limiti termici della matrice termoplastica. È stato quindi ottimizzato tanto lo spessore della base del dissipatore, quanto la forma e la spaziatura delle alette.

Fondamentale anche lo studio meticoloso dei fenomeni termici alla base dell’efficienza di raffreddamento, alla quale l’irraggiamento contribuisce in modo paragonabile alla convezione stessa.
La conduttività termica delle leghe normalmente utilizzate per realizzare i dissipatori è prossima ai 150 W/mK contro i 237 dell’alluminio. Questa differenza avvicina ulteriormente le prestazioni del LATICONTHER a quelle dei metalli. A ulteriore vantaggio della soluzione plastica è anche la maggiore capacità termica dei compound che permette la riduzione del carico termico da trasferire durante il raffreddamento grazie alla possibilità di accumulare calore nel dissipatore stesso.
I vantaggi resi disponibili dalla proposta LATICONTHER comprendono anche il bassissimo ritiro e la stabilità dimensionale dei manufatti, necessari per il perfetto assemblaggio, e la leggerezza di materiali la cui densità è circa la metà dell’allumino.

Il faro è in grado di fornire un flusso luminoso minimo di 8000 lm senza che la giunzione superi gli 80°C. L’eccellente aspetto estetico del manufatto è anche garantito dalla qualità della finitura superficiale del radiatore in LATICONTHER e dalla verniciatura per cataforesi eseguita direttamente sul tecnopolimero. La classificazione IP65 completa il quadro tecnico del CASTOR 2M.

Per qualsiasi ulteriore informazione prego contattare l’assistenza tecnica alla clientela LATI.


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