Macchina per la costruzione di ali
sottovuoto
Vacuum Bagging
Con il sistema raffigurato sopra è possibile eseguire rivestimenti di ogni tipo con la quasi certezza che l'incollaggio avvenga per ogni cm quadrato della superficie alare. Questo è dovuto alla pressione atmosferica, regolabile da 0 g fino a circa 1 kg per cm quadrato, tramite uno spillo di regolazione che agisce sulla quantità di vuoto all' interno del sacco. Mancando aria , la pressione atmosferica preme su tutto il pacco alare consentendo il contatto e l' adesione del rivestimento con l' anima di polistirolo.
E' inoltre possibile effettuare rivestimenti di entrambe le superfici contemporaneamente.
L' adesivo d' obbligo è la resina epoxi, necessaria per le sue caratteristiche di resistenza, ma soprattutto per la sua capacita di essiccaggio in assenza di aria. Con collanti ad evaporazione il sistema non funziona.
PROCEDIMENTO
il rivestimento e l'anima di polistirolo, entrambi cosparsi di resina diluita fino al 100% , vengono inseriti all' interno dei gusci di taglio, isolati da questi tramite due teli di nylon ( spessore 0.1 mm ca ) che ne impediscano le infiltrazioni di resina verso i gusci stessi. Il pacco, bloccato con nastro adesivo, viene inserito all' interno di un "sacco" le cui misure devono essere sufficientemente abbondanti affinchè, durante il processo, aderisca perfettamente a tutti gli angoli senza formare zone di tensione che sarebbero trasmesse al profilo compromettendone la fedeltà. Per evitare inconvenienti di questo tipo, alle estremità del pacco, è consigliabile inserire sempre due prolungamenti di polistirolo ( 3/4 cm ) delle stesse dimensioni ( altezza e larghezza ) del pacco, in modo che le tensioni del "sacco " , se presenti, vadano a scaricarsi su di essi.
Il " sacco " non è un vero e proprio sacco ma è composto da un telo di nylon di spessore minimo ( 0.1 mm ) apoggiato sopra al pacco stesso e sigillato accuratamente tutt' intorno al piano di appoggio, tramite nastro adesivo o stucco. Il tutto deve essere a prova di aria. Eventuali difetti di tenuta, causati da microfori o impefetta tenuta, impediranno la creazione parziale o totale del vuoto.
L' impostazione del valore del vuoto dipende dalla densità del polistirolo usato. Normalmente con polistitolo di densita 30/35 kgmc si sceglie un valore compreso fra 300 e 400 g mentre per densità inferiori è consigliabile scendere per non provocare deformazioni del profilo.
La quantità di resina per l'incollaggio dei rivestimenti varia da persona a persona e seconda dei casi. i valori limite vanno da 0.5 a 1.5 gdmq. La resina consigliata è la 285 del Model Center di Firenze. Questo tipo di epoxi può essere diluito fortemente e essicca parzialmente in circa 8/9 ore, anche in strati molto sottili. Pertanto la durata del vuoto deve essere di almeno 10 ore. Successivamente è consigliabile mantenere l' ala sotto peso per almeno tre giorni soprattutto per la chiusura finale. La resina, per catalizzare completamente, impiega circa una settimana. Il pacco alare deve poggiare su un piano privo di difetti: eventuali deformazioni del piano, verranno ritrasmesse al pacco e il risultato finale sarà un' ala arcuata o svergolata. Generalmente all' interno del rivestimento vengono inseriti tessuti di vetro di rinforzo. Le caratteristiche di questi tessuti sono molto importanti e, di riflesso, dipendono alcune caratteristiche dell' ala e il risultato finale. La trama e l' ordito, devono essere perpendicolari tra loro. Alcuni tessuti hanno disposizioni diagonali e sono causa di svergolamenti. Altri hanno l' ordito con un maggior numero di fibre. L' ordito deve essere disposto parallelamente alla linea di mezzeria alare. I tessuti da disporre diagonalmente, per ottenere una certa rigidità antisvergolamento, devono avere nella trama e nell' orditolo stesso numero di fibre. I nastri generalmente creano un piccolo scalino, peggiorando la fedeltà del profilo.
La Macchina
La soluzione indicata nel disegno comprende tutti i dispositivi suggeriti dalle esperienze di aeromodellisti che praticano attualmente questo tipo di incollaggio e che sono scaturine dopo una lunga discussione avvenuta sulla Mailing List "Aeromodellismo": http://www.onelist.com/subscribe.cgi/aeromodellismo. Alcune di queste soluzioni possono essere soggettive. Personalmente, per anni, ho utilizzato il compressore con una valvola di regolazione dell' aria ( spillo carburatore ), vuotometro e due tubi di aspirazione. Un semplice contatto temporizzato staccava il compressore dopo 10 ore di lavoro continuo, raffreddato dal flusso di un' elettroventola. Durante tutto questo periodo solo un compressore si è danneggiato. Ultimamente, ho voluto sperimentare personalmente un vuotostato e devo dire che il vuotostato non ha affatto migliorato il risultato ma mi ha contribuito ad abbassare notevolmente la elevata temperatura di esercizio del compressore dal momento che il tempo di accensione del motore si è ridotto drasticamente.
La pompa di aspirazione.
Non si tratta di una vera e propria pompa per il vuoto ma di un compressore che generalmente viene recuperato da un vecchio frigo. Il compressore contiene olio che serve alla sua lubrificazione e che ( se espulso )dovrebbe essere recuperato in un serbatoio apposito e reimmesso al suo interno tramite il tubo di aspirazione, collegato allo spillo di regolazione manuale. Alcuni tipi di compressore hanno un dispositivo di protezione che in caso di funzionamento continuo deve essere eliminato.
Il compressore dispone di due tubi: uno di aspirazione e uno di espulsione dell' aria. Al tubo di aspirazione vanno collegati tramite raccordi multipli: l' elettrovalvola dell' aria, il vuotometro, il vuotostato, il serbatoio del vuoto, lo spillo di regolazione e il serbatoio di raccolta olio. Al pacco è preferibile collegare due tubi di aspirazione come da disegno.
Il serbatoio del vuoto è soggettivo e può essere impiegato per aumentare il tempo di riposo del compressore , il cui intervento viene regolato dal vuotostato in base al valore impostato compatibilmente con le perdite del sacco.
L' elettrovalvola ha il compito di chiudere il condotto di aspirazione del compressore che potrebbe avere delle perdite e compromettere la tenuta nel tempo del sistema.
Tutte le tubazioni devono essere realizzate con tubo ad alta pressione reperibile presso negozi di forniture industriali come il vuotometro, vuotostato e l' elettrovalvola.
Lo spillo di regolazione è indispensabile per il servizio continuo: in presenza di un vuotostato lo spillo non serve.
Vuotostato personale
I vuotostati industriali generalmente hanno un differenziale di intervento poco confacente alle nostre esigenze: in pratica il tempo di intervento potrebbe essere eccessivo per cui si verificherebbe un indesiderato calo della depressione all' interno del sacco con maggiori probabilità di rottura dello stesso per il cedimento dei punti di sigillo. Per questo motivo ho costruito personalmente il polmone che rappresenta il cuore del dispositivo, realizzandolo in fibra di vetro.La forma del polmone preferibile è quella sferica ma i due semigusci possono assumere qualsiasi forma, l' importante è che siano sufficientemente robusti e che vengano assemblati, separati da uno disco di gomma da 1 mm di spessore, al centro del quale applicheremo l' asta ( blù, vedere disegno) di 2 mm. Il montaggio dell' asta al disco deve essere eseguito a tenuta d' aria: ad una estremità dell' asta salderemo un primo dischetto metallico, oppure uno ottenuto da vetronite ( diam. 10/15 mm ) che serve ad assicurare l' asta al disco di gomma che è poi l' oggetto che trasmette il movimento necessario all'azionamento del micro. La faccia rame della vetronite da circuiti stampati si presta ottimamente per effettuare la saldatura, mentre il disco di gomma, forato al centro e cosparso per tutta l'area di contatto con la vetronite, di silicone, lo inseriremo sull' asta, serrato dalla parte opposta con un secondo dischetto anche questo saldato e cosparso di silicone.
I due semigusci in fibra che compongono il polmone possono essere stampati utilizzando come modello una lampada di diametro 7/8 cm affogata parzialmente su un piano di laminato, stuccando la fessura con plastilina. Dopo la prima stampata la lampada sicuramente si romperà per cui, utilizzando il primo semiguscio appena ottenuto, stamperemo una cupola che servirà come modello per il secondo semiguscio e che potrà essere impiegato per la copertura di un servo alare. Da questo potremo ottenere anche un terzo guscio , utilizzabile come stampo per le cupole dei servi. Lo spessore dei semiguschi dovra essere intorno a 1,5/2 mm.
Il montaggio del disco di gomma fra i due semigusci può essere effettuato con collante al silicone e per essere sicuri della tenuta delle flangie esterne dei due semigusci le foreremo tutt' intorno, serrandole con viti da 3 mm.
Il polmone dovrà essere assicurato alla base di supporto piuttosto rigidamente in modo da ottenere una certa precisione d' intervento del switch.
la soglia di intervento è regolabile tramite i collari, mentre la durata dell' intervallo dipende dalla tenuta del sacco in primo luogo e dalla durezza della molla..
Circuito elettrico
Utilizzando tutti i dispositivi rappresentati è necessario effettuare un minimo circuito elettrico. Il compressore deve ricevere il consenso dal vuotostato che regolato alla soglia voluta disinserisca anche elettrovalvola dell' aria ( optional ). Se il vuotostato ( il tipo industriale ) dispone di tre contatti, si può interrompere l' alimentazione del compressore ( fase e neutro = entrambi i fili ) e la sola fase dell' elettrovalvola . Se invece dispone di un solo contatto, è necessario aggiungere un relais pilota azionato dallo stesso vuotostato e che a sua volta agisca sul compressore e elettrovalvola.
Ultimamente ho modificato il circuito del mio vuotostato, che tramite la bacchetta di comando aziona due microinterruttori che vanno ad agire sul relais pilota. Il primo micro aziona il relais che a sua volta comanda il motore a partire dalla soglia minima . Il secondo micro stacca il motore quando la pressione max viene raggiunta. Sia la soglia minima che massima possono essere regolate tramite le due cammes ( costituite da due assi per ruote da aeromodelli).
In questo modo è possibile ottenere una regolazione più fine dell' intervallo.
A monte di tutto ciò è consigliabile montare un' interruttore magnetotermico differenziale 10 A - Delta I : 0.03A a garanzia di eventuali cortocircuiti e dispersioni verso terra
mariomarzocchi@inwind.it