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Glossario dei materiali compositi

Aggiornato il 15 ottobre 2026

I termini che usiamo quando parliamo di AFP, additive manufacturing e materiali compositi, spiegati in poche righe dal team Spherecube.

AFP (Automated Fibre Placement) · ATL (Automated Tape Laying) · Towpreg · Prepreg · Fibra continua · Fiber steering · Raggio di curvatura minimo · Filament winding · Co-cura (co-curing) · Inserto co-curato · Compression moulding (stampaggio a compressione) · Autoclave · Cura in forno con sacco a vuoto · Vf, frazione volumetrica di fibra · Contenuto di vuoti · ILSS · Buy-to-fly · Matrice termoindurente · Termoplastico · Vitrimero · LCA (Life Cycle Assessment)

AFP (Automated Fibre Placement)

Processo automatizzato in cui una testa robotizzata depone più nastri pre-impregnati affiancati lungo un percorso programmato, li compatta con un rullo e li taglia dove serve. Nato per grandi aerostrutture come ali e fusoliere, garantisce ripetibilità e scarti bassi. LOOP di Spherecube ne è l'evoluzione per pezzi piccoli e medi complessi, fino a 6 assi.

ATL (Automated Tape Laying)

Deposizione automatica di nastri pre-impregnati larghi su superfici piane o poco curve. Rispetto all'AFP usa un nastro unico e più largo, quindi è molto produttiva su pannelli e superfici ampie ma meno adatta a curve strette, doppie curvature e geometrie complesse. Si usa soprattutto per grandi componenti aeronautici con forme semplici.

Towpreg

Fascio di fibre continue (tow) già impregnato di resina in modo uniforme, pronto per la deposizione automatica. Il rapporto fibra/resina è fissato prima della lavorazione, così rigidezza, resistenza e porosità restano prevedibili. Spherecube produce il proprio towpreg in casa con LOOM, partendo da bobine secche di carbonio, vetro, quarzo, aramidica, lino o canapa.

Prepreg

Tessuto o nastro di fibre già impregnato con una resina parzialmente reticolata, conservato al freddo e laminato in strati nello stampo. È il materiale di riferimento per i compositi strutturali aerospaziali. Si stende a mano o con macchine automatiche, poi si compatta e si cura, spesso in autoclave. Con la laminazione manuale i ritagli delle pelli diventano scarto.

Fibra continua

Rinforzo in cui le fibre corrono senza interruzioni per tutta la lunghezza del percorso, al contrario delle fibre corte o tagliate disperse nella matrice. Una fibra continua porta il carico finché non viene interrotta, per questo offre rigidezza e resistenza molto superiori. In LOOP la fibra resta continua e si interrompe solo dove lo richiede il pezzo.

Fiber steering

Tecnica che curva il nastro di fibra nel proprio piano durante la deposizione, invece di posarlo solo in linea retta. Permette di seguire i carichi intorno a fori, inserti e cambi di geometria. Il limite è la formazione di grinze sul lato interno della curva: LOOP curva il nastro mantenendone larghezza e spessore costanti.

Raggio di curvatura minimo

Raggio più piccolo con cui un nastro può essere curvato nel proprio piano senza formare grinze, pieghe o distacchi. Dipende da larghezza del nastro, materiale e testa di deposizione. Nelle celle AFP tradizionali limita le curve strette e quindi i pezzi piccoli e complessi. Più il raggio minimo è basso, più la fibra può seguire da vicino i carichi.

Filament winding

Processo in cui la fibra impregnata viene avvolta su un mandrino rotante in eliche continue o spire circonferenziali, mentre un carrello si muove lungo l'asse. È rapido ed efficiente per tubi, alberi, serbatoi e recipienti in pressione. Non permette fibre a 0° sui pezzi rotanti né interruzioni del filo e fatica con estremità chiuse e forme non assialsimmetriche.

Co-cura (co-curing)

Cura simultanea di più elementi in un unico ciclo, così che si uniscano durante la reticolazione della resina invece di essere incollati o fissati dopo. Si usa per unire parti in composito tra loro o per integrare inserti metallici nel laminato. Riduce passaggi di assemblaggio, adesivi e fissaggi meccanici e rende il pezzo un corpo unico.

Inserto co-curato

Boccola, filetto o elemento metallico posizionato durante la deposizione della fibra e curato insieme al laminato. La fibra continua può girare intorno all'inserto e il pezzo esce con i punti di fissaggio già integrati, senza incollaggi successivi. Nel caso studio della staffa Spherecube, tre boccole metalliche sono co-curate nei fori di fissaggio.

Compression moulding (stampaggio a compressione)

Processo in cui il materiale composito viene chiuso tra stampo e controstampo riscaldati e compattato in pressa fino alla cura. Rispetto all'autoclave i cicli sono rapidi e la superficie è definita su entrambi i lati. È una delle opzioni di compattazione dopo la deposizione con LOOP, scelta in base a tempi, costi e prestazioni.

Autoclave

Recipiente in pressione riscaldato in cui i laminati in composito, chiusi sotto sacco a vuoto, vengono curati applicando insieme temperatura, pressione e vuoto. È lo standard aerospaziale per ottenere bassa porosità e alta qualità, ma richiede cicli lunghi, molta energia e un investimento elevato. È il riferimento per il confronto CO₂ dello studio Andreozzi et al. 2025.

Cura in forno con sacco a vuoto

Metodo di cura fuori autoclave: il laminato viene chiuso in un sacco a tenuta, si estrae l'aria per compattarlo con la sola pressione atmosferica e lo si cura in forno. Costa meno dell'autoclave e richiede attrezzature più semplici, ma la compattazione è inferiore. È adatto a resine formulate per la cura fuori autoclave e a pezzi meno critici.

Vf, frazione volumetrica di fibra

Percentuale del volume del composito occupata dalle fibre; il resto è matrice ed eventuali vuoti. Più fibra significa, in genere, più rigidezza e resistenza nella direzione della fibra, fino al limite oltre il quale la resina non bagna più bene le fibre. La scheda tecnica Spherecube del carbonio 3K UD/epossidica riporta una Vf oltre il 60%.

Contenuto di vuoti

Percentuale di volume del composito occupata da porosità, cioè bolle d'aria o di gas rimaste intrappolate durante la deposizione e la cura. I vuoti riducono soprattutto le proprietà dominate dalla matrice, come la resistenza a taglio interlaminare. Si misura al microscopio o per via densimetrica. Nel carbonio/epossidica Spherecube è sotto il 2%, verificato al microscopio elettronico.

ILSS

Interlaminar Shear Strength, resistenza a taglio interlaminare: indica quanto bene gli strati di un laminato restano uniti quando un carico tende a farli scorrere l'uno sull'altro. Si misura di solito con la prova a trave corta. Dipende molto da matrice, adesione fibra/resina e vuoti. La scheda tecnica Spherecube del carbonio 3K UD/epossidica riporta 90 MPa.

Buy-to-fly

Rapporto tra la massa di materiale acquistato e la massa del pezzo finito che vola. Un pezzo fresato dal pieno può avere un rapporto molto alto, perché quasi tutto il blocco diventa truciolo. Con la deposizione di fibra solo dove serve il rapporto si avvicina a uno. Nel caso studio della staffa, gli scarti di materiale sono scesi del 99%.

Matrice termoindurente

Resina che durante la cura reticola in modo irreversibile, formando una rete tridimensionale che non torna fluida con il calore. Epossidiche, fenoliche e cianoestere sono esempi comuni. Offre ottime proprietà meccaniche, termiche e chimiche ed è lo standard dei compositi strutturali. LOOP oggi lavora con towpreg a matrice termoindurente, anche bio-based o ignifuga.

Termoplastico

Polimero che si ammorbidisce con il calore e si solidifica raffreddandosi, in modo ripetibile. Nei compositi il consolidamento avviene per fusione, senza ciclo di cura: i pezzi sono tenaci, saldabili e riciclabili. Richiede però temperature di lavorazione più alte. I nastri unidirezionali a matrice termoplastica strutturale per LOOP sono in sviluppo in Spherecube.

Vitrimero

Classe di polimeri reticolati con legami dinamici che possono riorganizzarsi a temperatura elevata. Si comportano come un termoindurente in esercizio, ma possono essere rimodellati, riparati o riciclati, come un termoplastico. Nei compositi sono studiati per rendere riciclabili le matrici strutturali. La loro sostenibilità è analizzata nell'articolo Procedia CIRP 2024 del gruppo UNIVPM.

LCA (Life Cycle Assessment)

Analisi del ciclo di vita: metodo standardizzato (ISO 14040/14044) che misura gli impatti ambientali di un prodotto o processo, dall'estrazione delle materie prime alla produzione, all'uso e al fine vita. Secondo l'LCA di Andreozzi et al. (2025), il processo Spherecube ha −30,5% di emissioni di CO₂ rispetto alla laminazione di prepreg con cura in autoclave.

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