CH718768A2 - Method for the generation of predetermined breaking lines in oblong elements in thermoplastic polymers. - Google Patents

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CH718768A2
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cutting
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Martino Maria Ribi Sebastiano
Antoine Marie Ribi Léon
Pascolo Graziano
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Abstract

L'invenzione ha per oggetto un metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi (1) piatti o lastriformi o oblunghi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati, il detto elemento (1) comprendendo almeno due facce fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito ed il quale metodo prevede l'esecuzione di un pre-taglio mediante un utensile di taglio in cui detto pre-taglio avviene in modo da creare una fessura appuntita mantenendo o generando una fase vetrosa del materiale nella zona dello spessore di materiale restante oltre l'estremità appuntita della detta fessura di pre-taglio.The invention relates to a method for generating predetermined breaking lines in flat or sheet-like or oblong elements (1) in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives, said element (1) comprising at least two faces opposite sides and which are spaced apart by a predetermined thickness and which method provides for the execution of a pre-cut by means of a cutting tool in which said pre-cut takes place in such a way as to create a sharp slit while maintaining or generating a glassy phase of the material in the area of the thickness of material remaining beyond the pointed end of said pre-cut slot.

Description

- INTRODUZIONE -- INTRODUCTION -

[0001] L'invenzione si riferisce ad un metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi oblunghi, ovvero dove almeno una dimensione è superiore alle restanti, in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati. [0001] The invention refers to a method for generating pre-established breaking lines in oblong elements, or where at least one dimension is greater than the remaining ones, in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives.

[0002] L'invenzione si applica in particolare, sia ad elementi come lastre pannelli od altro sia ad elementi oblunghi, come fibre, o nastri o cavi o simili. [0002] The invention applies in particular, both to elements such as plates, panels or the like and to oblong elements, such as fibres, or ribbons or cables or the like.

[0003] Le politiche ambientali a livello internazionale stanno dando forti impulsi a transizioni ecologiche delle attività produttive che generino sempre meno carichi sull'ambiente. [0003] Environmental policies at an international level are giving strong impulses to ecological transitions of production activities which generate less and less loads on the environment.

[0004] Le materie plastiche costituiscono un fattore critico per quanto riguarda l'inquinamento e il trend di sviluppo punta verso la sostituzione di materiali difficilmente riciclabili con materiali riciclabili, possibilmente in elevata misura. I futuri regolamenti che entreranno in vigore nei prossimi anni avranno per oggetto restrizioni sempre più severe all'utilizzo di determinati materiali che risultano difficilmente smaltibili e che quindi rappresentano un elevato peso ecologico. [0004] Plastics constitute a critical factor as regards pollution and the development trend points towards the replacement of materials that are difficult to recycle with recyclable materials, possibly to a large extent. The future regulations that will enter into force in the coming years will have as their object increasingly severe restrictions on the use of certain materials which are difficult to dispose of and which therefore represent a high ecological burden.

[0005] Un campo tecnico particolarmente interessato, ma non l'unico, da questi futuri sviluppi è quello del packaging. Un settore ad elevato consumo di materie plastiche a causa della grande quantità di rifiuti che genera. Ciò è dovuto sia al fatto che il packaging attiene a prodotti di massa, sia al fatto che il packaging ha una vita molto breve e cioè il tempo che passa dall'uscita dal sito di produzione al consumo da parte dell'utente finale. [0005] A technical field particularly interested, but not the only one, by these future developments is that of packaging. A sector with a high consumption of plastics due to the large amount of waste it generates. This is due both to the fact that the packaging pertains to mass products, and to the fact that the packaging has a very short life, i.e. the time it passes from leaving the production site to consumption by the end user.

[0006] Una materia plastica che presenta caratteristiche di elevata riciclabilità e che quindi si presta moltissimo ad evitare un peso eccessivo sull'ambiente è costituita da poliestere o simili e/o derivati. Questo materiale consente di realizzare contenitori e/o altri tipi di packaging anche per uso alimentare. Nonostante le indubbie qualità di resistenza meccanica, formabilità, elevata trasparenza, compatibilità con prodotti alimentari ed elevata riciclabilità, questa materia plastica presenta alcune caratteristiche che la rendono poco adattabile a condizioni in cui si necessiti di prevedere linee di separazione prestabilita fra parti adiacenti e fra loro collegate della detta materia plastica, lungo cui grazie ad una azione ad esempio solo manuale e che richiede poco impegno di forza sia possibile attuare la separazione. [0006] A plastic material which has highly recyclable characteristics and which therefore lends itself very well to avoiding an excessive burden on the environment is made up of polyester or the like and/or derivatives. This material allows you to create containers and/or other types of packaging also for food use. Despite the undoubted qualities of mechanical resistance, formability, high transparency, compatibility with food products and high recyclability, this plastic material has some characteristics that make it not very adaptable to conditions in which it is necessary to provide pre-established separation lines between adjacent parts and between them connected of said plastic material, along which thanks to an action for example only manual and which requires little effort of force it is possible to carry out the separation.

[0007] Questo inconveniente rende l'utilizzo del poliestere vergine e/o riciclato quale materiale alternativo poco appetibile tutte le volte che l'esigenza di manipolazione del prodotto richiedano la presenza di linee di rottura o sezionatura prestabilita e la separazione lungo dette linee mediante una azione prettamente manuale. [0007] This drawback makes the use of virgin and/or recycled polyester as an unattractive alternative material whenever the need to handle the product requires the presence of pre-established breaking or cutting lines and the separation along said lines by means of a purely manual action.

- STATO DELL'ARTE -- STATE OF THE ART -

[0008] Il comportamento alla separazione lungo linee di rottura prestabilita di prodotti in poliestere o simili e/o derivati trova inconvenienti anche nell'esecuzione non manuale di tali operazioni, essendo difficoltoso ottenere una linea di separazione netta e ben definita. [0008] The separation behavior along pre-established breaking lines of products made of polyester or the like and/or derivatives also has drawbacks in the non-manual execution of these operations, since it is difficult to obtain a clear and well-defined separation line.

[0009] Diversi documenti dello stato dell'arte come ad esempio WO2011119639, WO20200055274, WO2O200055275 tentano di risolvere il problema fornendo materiali multistrato in cui gli strati sono composti da polimeri aventi una diversa carica stechiometrica di poliestere e carichi per consentire la possibilità di presentare rotture mediante fratture o spaccature lungo linee nette e pulite di separazione. [0009] Several state of the art documents such as for example WO2011119639, WO20200055274, WO2O200055275 attempt to solve the problem by providing multilayer materials in which the layers are composed of polymers having different stoichiometric charge of polyester and loads to allow for the possibility of cracking by fractures or splits along sharp and clean lines of separation.

[0010] Altri tentativi come EP3722217 e EP3566832 richiedono una complessa combinazione di diversi intagli che rendono il processo costoso e complesso. [0010] Other attempts such as EP3722217 and EP3566832 require a complex combination of different notches which make the process costly and complex.

[0011] Altri ancora (EP3766799) rivendicano, in combinazione con diversi intagli, la necessità di trattamenti termici di raffreddamento per irrigidire il materiale con proprietà viscoelastiche ed evitarne dunque lo schiacciamento durante il taglio. [0011] Still others (EP3766799) claim, in combination with various notches, the need for thermal cooling treatments to stiffen the material with viscoelastic properties and therefore avoid its crushing during cutting.

[0012] Le soluzioni attualmente allo stato dell'arte, non risultano pertanto soddisfacenti e presentano diversi inconvenienti. Nel caso degli elementi multimateriale, viene meno l'elevata rata di riciclabilità del poliestere o simili e/o derivati, per cui i materiali non soddisfano i futuri standard ecologici che verranno imposti agli utenti. In relazione ai processi che prevendono, pre-tagli o zone di indebolimento combinati, un primo inconveniente è costituito dall'elevato costo di manutenzione degli utensili di taglio che risultano in numero maggiore rispetto alle tecniche utilizzate con altri materiali. Un ulteriore inconveniente è legato alla complessità e quindi al costo maggiore dei dispositivi per eseguire i pre-tagli e quindi alla maggiore sensibilità delle macchine a rotture e malfunzionamenti. Inoltre, i processi rivendicati finora sono spesso energicamente inefficaci e non tengono conto di problematiche industriali come l'elevato grado di degradazione dei taglienti nel taglio di materiali in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati e la conseguente alta manutenzione degli impianti. In tutti i casi, le soluzioni non forniscono linee di separazione che sono pulite e nette. [0012] The solutions currently in the state of the art are therefore not satisfactory and have various drawbacks. In the case of multi-material elements, the high rate of recyclability of polyester or similar and/or derivatives is lost, so the materials do not meet the future ecological standards that will be imposed on users. In relation to processes which provide for pre-cuts or combined areas of weakening, a first drawback is constituted by the high maintenance cost of the cutting tools which are more numerous than in the techniques used with other materials. A further drawback is linked to the complexity and therefore to the higher cost of the devices for performing the pre-cuts and therefore to the greater sensitivity of the machines to breakages and malfunctions. Furthermore, the processes claimed up to now are often energetically ineffective and do not take into account industrial problems such as the high degree of degradation of the cutting edges in the cutting of materials in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives and the consequent high maintenance of the plants. In all cases, the solutions do not provide dividing lines that are clean and sharp.

[0013] E' importante considerare che una linea di separazione frastagliata in un materiale relativamente rigido può avere una maggiore efficienza di taglio su materiali morbidi e quindi può presentare una maggiore pericolosità per gli utenti di una linea di taglio netta e pulita che si estende senza punte o creste per tutto lo spessore del materiale e per la lunghezza della linea di separazione. [0013] It is important to consider that a jagged parting line in a relatively stiff material can have greater cutting efficiency on soft materials and therefore can present a greater danger to users than a sharp and clean cut line that extends without spikes or ridges throughout the thickness of the material and along the length of the parting line.

[0014] Esiste pertanto l'esigenza di prevedere processi di lavorazione che consentano di realizzare linee di rottura prestabilita in elementi piatti o lastriformi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati, grazie ai quali è possibile separare lungo dette linee due parti senza l'utilizzo di utensili da taglio. [0014] There is therefore the need to provide working processes which allow to create pre-established breaking lines in flat or sheet-like elements in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives, thanks to which it is possible to separate two parts along said lines without the use of cutting tools.

[0015] Un ulteriore scopo consiste nel realizzare processi di lavorazione del suddetto tipo in cui, grazie alle linee di rottura prestabilita fra due parti in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati, è possibile separare le dette parti fra loro mediante una azione manuale di piegatura o di sollecitazione meccanica grazie ad una movimentazione relativa delle due parti da separare. [0015] A further object consists in carrying out working processes of the aforementioned type in which, thanks to the pre-established breaking lines between two parts in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives, it is possible to separate said parts from each other by means of an manual bending or mechanical stress thanks to a relative movement of the two parts to be separated.

[0016] Un ulteriore problema che l'invenzione si prefigge di superare è quello di poter realizzare soluzioni per l'esecuzione di pre-tagli, cioè incisioni di profondità corrispondente ad una porzione di una dimensione complessiva dello spessore del materiale, che consentano una efficace separazione delle parti di materiale divise dal pre-taglio in tempi successivi, anche lontani e che però permettano di eseguire i pre tagli nelle diverse condizioni dei detti materiali termoplastici determinate da una lavorazione precedente e/o contestuale all'esecuzione del pre taglio e/o determinate da una condizione di immagazzinamento dei pezzi da sottoporre a pre-taglio costituiti da detti materiali termoplastici. [0016] A further problem that the invention aims to overcome is that of being able to create solutions for performing pre-cuts, i.e. incisions with a depth corresponding to a portion of an overall dimension of the thickness of the material, which allow effective separation of the parts of material divided by the pre-cut in subsequent times, even distant ones and which however allow the execution of the pre-cuts in the different conditions of the said thermoplastic materials determined by a previous processing and/or contextual to the execution of the pre-cut and/or determined by a storage condition of the pieces to be subjected to pre-cutting made of said thermoplastic materials.

[0017] Infine, ma non meno importante dal punto di vista industriale ed ecologico, occorre trovare soluzioni che considerino i problemi della manutenzione degli utensili da taglio sopperendo efficacemente alla tenacità e la duttilità del materiale sotto determinate condizioni ambientali e di sollecitazione. [0017] Lastly, but no less important from an industrial and ecological point of view, it is necessary to find solutions which take into account the problems of maintenance of cutting tools by effectively compensating for the toughness and ductility of the material under certain environmental and stress conditions.

- SOMMARIO DELL'INVENZIONE-- SUMMARY OF THE INVENTION -

[0018] Secondo una prima forma esecutiva più generale, un metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi oblunghi o lastriformi in polimeri termoplastici, come poliestere o simili e/o derivati, il detto elemento comprendendo almeno due facce o superfici fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito, prevede l'esecuzione di un pre-taglio mediante un utensile da taglio in cui detto pre-taglio avviene in modo da creare una fessura appuntita mantenendo o generando una fase vetrosa del materiale nella zona dello spessore di materiale restante oltre l'estremità appuntita della detta fessura di pre-taglio. [0018] According to a first more general embodiment, a method for generating predetermined breaking lines in oblong or sheet-like elements in thermoplastic polymers, such as polyester or the like and/or derivatives, said element comprising at least two faces or surfaces between them opposite and which are spaced apart by a predetermined thickness, provides for the execution of a pre-cut by means of a cutting tool in which said pre-cut takes place in such a way as to create a sharp slit while maintaining or generating a glassy phase of the material in the area of the thickness of material remaining beyond the pointed end of said pre-cut slot.

[0019] Con il termine pre-taglio si intende una incisione di profondità avente dimensioni corrispondenti a solo parte dello spessore complessivo fra le dette due opposte superfici. [0019] The term pre-cut means a deep incision having dimensions corresponding to only part of the overall thickness between said two opposite surfaces.

[0020] In una forma esecutiva l'utensile di taglio è configurato in modo tale da risultare sottile e con un raggio del tagliente prossimo a zero all'apice. [0020] In one embodiment, the cutting tool is configured in such a way as to be thin and with a cutting edge radius close to zero at the apex.

[0021] È da notare che in presenza di una lama meccanica, lo spessore della lama si rastrema verso l'apice con una inclinazione costante al di sotto di massimo 20 gradi, preferibilmente di massimo alcuni gradi. L'impronta finale della lama risulta ristretta ulteriormente dal rilassamento della tensione elastica dopo l'estrazione della lama dalla fenditura. Nel caso di una attuazione ultrasonica della suddetta lama, l'impronta finale della fenditura sarà il più conforme possibile al negativo del tagliente in quanto la compressione laterale della plastica sarà rilassata termicamente durante la penetrazione per via dell'attrito tra corpo vibrante e substrato. [0021] It should be noted that in the presence of a mechanical blade, the thickness of the blade tapers towards the apex with a constant inclination below a maximum of 20 degrees, preferably a maximum of a few degrees. The final blade imprint is further constricted by the relaxation of the spring tension after the blade is withdrawn from the slit. In the case of an ultrasonic actuation of the aforementioned blade, the final impression of the slit will be as close as possible to the negative of the cutting edge since the lateral compression of the plastic will be thermally relaxed during penetration due to the friction between the vibrating body and the substrate.

[0022] Quando si tratta di utensili da taglio come laser a freddo a impulsi ultrarapidi, la focalizzazione degli stessi è tale, per cui il fronte di energia è il più sottile possibile cioè presenta un'apertura più piccola possibile (circa un micron) in direzione trasversale all'estensione della linea di taglio. Il materiale viene asportato per ablazione senza trasmettere calore alla zona circostante a quella esposta. [0022] When it comes to cutting tools such as ultra-fast pulsed cold lasers, their focus is such that the energy front is as thin as possible, i.e. it has the smallest possible aperture (about one micron) in direction transverse to the extension of the cutting line. The material is removed by ablation without transmitting heat to the area surrounding the exposed one.

[0023] Secondo una caratteristica il suddetto metodo prevede combinazioni alternative di passi: una prima alternativa che prevede un azionamento ed una penetrazione impulsiva ed essenzialmente adiabatica dell'utensile di taglio nel materiale; una seconda alternativa che prevede un azionamento dell'utensile di taglio in direzione di penetrazione dello stesso nello spessore del materiale e opzionalmente anche in direzione di scorrimento lungo una prestabilita linea di taglio od incisione, ed al tempo stesso opzionalmente una differenza di temperatura tra la temperatura del materiale e la temperatura dell'utensile di taglio; una terza alternativa prevede l'esecuzione del taglio mediante una lama a rotolamento, ovvero una lama circolare rotante che viene fatta avanzare lungo il percorso previsto per la prestabilita linea di taglio od incisione, opzionalmente prevedendo una differenza di temperatura tra la temperatura del materiale e la temperatura dell'utensile di taglio.[0023] According to a characteristic, the aforementioned method provides for alternative combinations of steps: a first alternative which provides for an impulsive and essentially adiabatic actuation and penetration of the cutting tool into the material; a second alternative which provides for an actuation of the cutting tool in the direction of penetration of the same into the thickness of the material and optionally also in the direction of sliding along a predetermined cutting or incision line, and at the same time optionally a temperature difference between the temperature of the material and the temperature of the cutting tool; a third alternative provides for the execution of the cut by means of a rolling blade, i.e. a rotating circular blade which is made to advance along the path foreseen for the pre-established cutting or incision line, optionally providing for a temperature difference between the material temperature and the cutting tool temperature.

[0024] Con riferimento alla prima alternativa, una prima forma esecutiva prevede che l'azionamento impulsivo del coltello che determina la detta penetrazione adiabatica nel materiale può essere ottenuto con una singola impulsione idealmente puntiforme da 1-10 Joule od in alternativa con una vibrazione ultrasonica avente una frequenza compresa fra 20000Hz e 50.000Hz, preferibilmente intorno a circa 30.000Hz. [0024] With reference to the first alternative, a first embodiment provides that the impulsive actuation of the knife which determines said adiabatic penetration into the material can be obtained with a single, ideally punctiform impulse of 1-10 Joules or alternatively with an ultrasonic vibration having a frequency between 20,000Hz and 50,000Hz, preferably around about 30,000Hz.

[0025] Una variante esecutiva della detta prima alternativa prevede che l'impulso venga generato meccanicamente mediante una massa battente che colpisce la lama dell'utensile da taglio con l'energia cinetica su indicata e per la durata dell'impulso, generalmente sotto il millisecondo. [0025] A variant embodiment of said first alternative provides for the pulse to be generated mechanically by means of a striking mass which strikes the blade of the cutting tool with the kinetic energy indicated above and for the duration of the pulse, generally under one millisecond .

[0026] In alternativa, in luogo di una massa battente, la penetrazione impulsiva adiabatica può essere ottenuta mediante un utensile di taglio ad ultrasuoni, i quali ultrasuoni sono comandati per emettere impulsi da taglio con una frequenza nell'ambito su descritto. [0026] Alternatively, instead of an impact mass, the adiabatic pulse penetration can be achieved by means of an ultrasonic cutting tool, which ultrasounds are controlled to emit cutting pulses with a frequency in the above-described range.

[0027] Per quanto riguarda la prima alternativa e le varianti della stessa con il termine penetrazione adiabatica od intaglio adiabatico si intende nella presente descrizione una penetrazione ad impulso in cui le caratteristiche di durata dell'impulso sono tali da impedire in larga misura una trasformazione e/o un trasferimento di energia dall'utensile di taglio al materiale sottostante al taglio e/o viceversa, la quale energia possa essere assorbita sotto forma di energia termica dal materiale stesso e/o dall'utensile di taglio tramite una deformazione permanente. [0027] As regards the first alternative and the variants thereof, the term adiabatic penetration or adiabatic notch in the present description means a pulse penetration in which the pulse duration characteristics are such as to largely prevent a transformation and /or a transfer of energy from the cutting tool to the material underlying the cut and/or vice versa, which energy can be absorbed in the form of thermal energy by the material itself and/or by the cutting tool through a permanent deformation.

[0028] In questo modo si evita una trasformazione del materiale per lo spessore residuo al di sotto del fondo della fessura o dell'intaglio con cui il materiale assume caratteristiche di flessibilità ed elasticità che si oppongono ad una rottura a causa di una oscillazione relativa lungo la detta linea di pre-taglio delle due parti di materiale divise dalla detta linea di pre-taglio, assumendo un comportamento analogo a quello di una cerniera a pellicola. [0028] In this way, a transformation of the material due to the residual thickness below the bottom of the crack or notch is avoided, with which the material assumes characteristics of flexibility and elasticity which oppose breakage due to a relative oscillation along said pre-cut line of the two parts of material divided by said pre-cut line, assuming a behavior analogous to that of a film hinge.

[0029] Con riferimento alla seconda alternativa, il metodo prevede di trattare termicamente una zona di materiale lungo il percorso lungo cui è prevista una incisione od una fessura di pre-taglio. [0029] With reference to the second alternative, the method provides for thermally treating a material area along the path along which an incision or a pre-cut slit is provided.

[0030] Secondo una variante esecutiva, il materiale presenta una temperatura più elevata, almeno lungo la linea lungo cui viene seguito l'intaglio essendo tale temperatura scelta in dipendenza dal materiale in modo da facilitare la penetrazione della lama dell'utensile di taglio nel materiale stesso evitando modificazioni strutturali del materiale dovute a schiacciamenti o compressioni dello stesso da parte dell'utensile di taglio. [0030] According to a variant embodiment, the material has a higher temperature, at least along the line along which the incision is followed, this temperature being chosen depending on the material so as to facilitate the penetration of the blade of the cutting tool into the material itself avoiding structural modifications of the material due to crushing or compression of the same by the cutting tool.

[0031] Secondo una ulteriore variante esecutiva che può essere prevista alternativamente od in combinazione con la precedente, è previsto di raffreddare la tempratura dell'utensile di taglio rispetto al materiale, in modo da aumentare la resistenza dell'utensile di taglio all'usura ed in particolare da limitare la perdita dell'affilatura del tagliente. [0031] According to a further executive variant which can be provided alternatively or in combination with the previous one, provision is made for cooling the tempering of the cutting tool with respect to the material, so as to increase the resistance of the cutting tool to wear and in particular to limit the loss of sharpness of the cutting edge.

[0032] Secondo una forma esecutiva, la temperatura del materiale e/o dell'utensile di taglio è tale da consentire di conservare le fasi vetrose, e di creare successivamente e/o contestualmente al detto trattamento termico una fessura appuntita grazie all'intervento di un elemento tagliente. [0032] According to one embodiment, the temperature of the material and/or of the cutting tool is such as to allow the vitreous phases to be preserved, and to create a sharp crack subsequently and/or simultaneously with said heat treatment thanks to the intervention of a sharp element.

[0033] Secondo una forma esecutiva, le due alternative più sopra descritte possono anche essere applicate in combinazione fra loro per cui il metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi oblunghi, piatti o lastriformi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati, il detto elemento comprendendo almeno due facce fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito prevede i seguenti passi: la definizione di un percorso della detta linea di rottura prestabilita lungo almeno parte dell'estensione delle dette facce; l'esecuzione di una incisione o di un intaglio da almeno una delle dette facce e lungo il detto percorso la quale incisione è realizzata con una profondità corrispondente a parte dello spessore complessivo del detto elemento, cioè a parte della distanza delle dette due facce fra loro; ed in cui l'incisione per la realizzazione del pre-taglio può essere ottenuta attraverso diversi metodi di penetrazione nella materia (a ghigliottina o a coltello) e con diversi tipi di carico (progressivo o impulsivo) a seconda della semplicità di applicazione o della scelta del materiale da tagliare; almeno durante l'incisione, eseguire un controllo della temperatura dell'utensile di taglio e/o del materiale almeno lungo la detta incisione od il detto intaglio, cioè almeno lungo le pareti laterali del detto intaglio e lungo il ponte del materiale della parte di spessore dell'elemento in cui non è presente l'incisione o l'intaglio; il controllo della temperatura consiste nel mantenere una differenza di temperatura tra corpo tagliente dell'utensile di taglio e substrato, dovendo la temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente essere compresa tra quelle dei due elementi;[0033] According to an embodiment, the two alternatives described above can also be applied in combination with each other whereby the method for generating predetermined breaking lines in oblong, flat or sheet-like elements in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/ or derivatives, the said element comprising at least two faces opposite each other and which are spaced apart by a predetermined thickness, envisages the following steps: defining a path of said predetermined breaking line along at least part of the extension of said faces; the execution of an incision or notch from at least one of said faces and along said path which incision is made with a depth corresponding to part of the overall thickness of said element, i.e. to part of the distance between said two faces ; and in which the incision for the pre-cut can be obtained through different methods of penetration into the material (guillotine or knife) and with different types of load (progressive or impulsive) depending on the simplicity of application or the choice of material to be cut ; at least during the incision, carry out a temperature control of the cutting tool and/or of the material at least along said incision or said notch, i.e. at least along the side walls of said notch and along the bridge of the material of the thick part of the element in which there is no engraving or carving; the temperature control consists in maintaining a temperature difference between the cutting body of the cutting tool and the substrate, since the glass transition temperature of the constituent polymer must be between those of the two elements;

[0034] Secondo una forma esecutiva, la detta differenza di temperatura può essere ottenuta attraverso il condizionamento termico di uno o entrambi gli elementi prima del contatto e incisione. [0034] According to one embodiment, said temperature difference can be obtained through thermal conditioning of one or both elements prior to contact and etching.

[0035] Secondo una caratteristica un passo di stabilizzazione termica tramite raffreddamento può essere effettuato dopo l'esecuzione dell'intaglio per preservare fedelmente la topografia realizzata e/o per portare il tagliente nuovamente alla temperatura di lavoro prestabilita. [0035] According to one characteristic, a step of thermal stabilization by cooling can be carried out after the execution of the notch in order to faithfully preserve the topography created and/or to bring the cutting edge back to the pre-established working temperature.

[0036] Il suddetto passo di stabilizzazione termica può essere previsto in combinazione con ambedue le alternative più sopra descritte e/o con la terza alternativa che prevede la combinazione delle suddette alternative. [0036] The aforesaid thermal stabilization step can be provided in combination with both of the alternatives described above and/or with the third alternative which provides for the combination of the aforesaid alternatives.

[0037] Per quanto riguarda il condizionamento termico sono possibili diverse forme esecutive del metodo. [0037] As regards the thermal conditioning, various embodiments of the method are possible.

[0038] In una prima forma esecutiva, il controllo della temperatura ha luogo riscaldando ad una temperatura al di sotto della temperatura di transizione vetrosa, prima dell'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio e/o durante l'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio, almeno una parte del materiale, almeno lungo il percorso lungo cui viene eseguito l'intaglio o l'incisione e per una certa estensione in larghezza a cavallo del detto percorso ed una certa profondità, preferibilmente l'intero spessore del materiale. [0038] In a first embodiment, the temperature control takes place by heating to a temperature below the glass transition temperature, prior to performing the etching or notching and/or while performing the etching or of the notch, at least a part of the material, at least along the path along which the notch or incision is performed and for a certain width astride said path and a certain depth, preferably the entire thickness of the material.

[0039] Una forma esecutiva può prevedere in combinazione od in alternativa il raffreddamento almeno del tagliente della lama dell'utensile di taglio e/o dell'intera lama ad una temperatura largamente inferiore alla temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente il substrato. [0039] One embodiment may provide, in combination or alternatively, for cooling at least the cutting edge of the blade of the cutting tool and/or the entire blade to a temperature much lower than the glass transition temperature of the polymer constituting the substrate.

[0040] Vantaggiosamente il tagliente della lama può diventare più resistente a seguito del raffreddamento della lama implicando perciò una minore usura del corpo tagliente e di conseguenza un tempo di vita superiore, ciò si risolve in una manutenzione ridotta del dispositivo atto a mettere in pratica questo principio di taglio. [0040] Advantageously, the cutting edge of the blade can become more resistant following the cooling of the blade thus implying less wear of the cutting body and consequently a longer life time, this results in reduced maintenance of the device capable of putting this into practice cutting principle.

[0041] Altrettanto vantaggiosamente, il materiale ad una temperatura prossima o superiore a quella di transizione vetrosa riduce la sua durezza e facilita la penetrazione e/o lo scorrimento del tagliente durante l'esecuzione dell'intaglio o incisione. Questo fenomeno riduce ulteriormente l'usura del tagliente così come la forza necessaria e la conseguente pressione sull'utensile, ciò si risolve in un ulteriore economia di energia e possibilmente in macchinari più leggeri ed economici. [0041] Equally advantageously, the material at a temperature close to or higher than the glass transition temperature reduces its hardness and facilitates the penetration and/or sliding of the cutting edge during the execution of the carving or engraving. This phenomenon further reduces the wear of the cutting edge as well as the necessary force and the consequent pressure on the tool, this results in a further saving of energy and possibly in lighter and cheaper machinery.

[0042] La temperatura della lama, possibilmente alterata dal contatto col substrato durante l'incisione, può essere ristabilita seguito alla fase di intaglio in combinazione o parallelamente al processo di stabilizzazione termica del substrato. [0042] The temperature of the blade, possibly altered by the contact with the substrate during engraving, can be re-established following the engraving step in combination or parallel to the thermal stabilization process of the substrate.

[0043] Secondo ancora una ulteriore forma esecutiva, l'incisione o l'intaglio possono essere eseguiti utilizzando in alternativa ad un coltello, laser ultra veloci per ablazione a freddo. [0043] According to yet another embodiment, the incision or carving can be performed using, as an alternative to a knife, ultra-fast lasers for cold ablation.

[0044] Una forma esecutiva può prevedere che la lama od almeno il tagliente siano sotto l'influenza di unità riscaldanti (per contatto, induzione o convezione) durante tutto il passo di esecuzione dell'incisione o dell'intaglio. [0044] An embodiment can provide that the blade or at least the cutting edge are under the influence of heating units (by contact, induction or convection) during the whole step of performing the engraving or notching.

[0045] Questa forma esecutiva può essere prevista in combinazione con un passo di condizionamento termico del materiale stesso prima dell'esecuzione del passo di incisione o di intaglio o durante l'esecuzione del detto passo di incisione o di intaglio se il substrato si trova ad una temperatura superiore di quella di transizione vetrosa del polimero costituente. [0045] This embodiment can be provided in combination with a thermal conditioning step of the material itself before carrying out the etching or notching step or during the execution of said etching or notching step if the substrate is at a temperature higher than the glass transition temperature of the constituent polymer.

[0046] Secondo questa forma esecutiva il tagliente caldo porta in fase gommosa o fusa il substrato in contatto durante l'intaglio o incisione. Questo meccanismo genera un effetto di autolubrificazione del taglio riducendo l'attrito e di conseguenza l'usura dell'unità di taglio. Il materiale in fase gommosa o fusa (comunque al di sopra della temperatura di transizione vetrosa) riduce la sua durezza e facilita la penetrazione e/o lo scorrimento del tagliente durante l'esecuzione dell'intaglio o incisione. Questo fenomeno riduce ulteriormente l'usura del tagliente così come la forza necessaria e la conseguente pressione sull'utensile, ciò si risolve in una ulteriore economia di energia e possibilmente in macchinari più leggeri ed economici. [0046] According to this embodiment, the hot cutting edge brings the substrate into contact during carving or etching in the rubbery or molten phase. This mechanism generates a self-lubricating effect on the cut, reducing friction and consequently the wear of the cutting unit. The material in the rubbery or molten phase (in any case above the glass transition temperature) reduces its hardness and facilitates the penetration and/or sliding of the cutting edge during the execution of the carving or engraving. This phenomenon further reduces the wear of the cutting edge as well as the necessary force and the consequent pressure on the tool, which results in a further saving of energy and possibly in lighter and cheaper machinery.

[0047] Queste attenzioni garantiscono una maggiore facilità di penetrazione e/o di scorrimento della lama e/o nella migliore conservazione della stessa, risultando in una manutenzione ridotta degli impianti di incisione e in un minore dispendio energetico dovuto alla minor forza richiesta e, se posizionato strategicamente nel processo di lavorazione del materiale, garantisce anche una ottimizzazione termica rispetto ad altri processi apparentemente similari. [0047] These attentions guarantee greater ease of penetration and/or sliding of the blade and/or better conservation of the same, resulting in reduced maintenance of the engraving systems and in less energy expenditure due to the lower force required and, if strategically positioned in the material manufacturing process, it also guarantees thermal optimization compared to other apparently similar processes.

[0048] Secondo una ulteriore forma esecutiva il tagliente è realizzato da una lama sottile con una forma in sezione tale per cui il raggio in corrispondenza dell'apice tende al valore zero. [0048] According to a further embodiment, the cutting edge is made from a thin blade with a sectional shape such that the radius at the apex tends to zero.

[0049] Per accentuare l'effetto di apice aguzzo del taglio si può eseguire l'incisione attraverso un carico impulsivo per facilitare la creazione di una crepa che germina dalla base dell'intaglio in direzione della faccia opposta a quella dell'intaglio. [0049] To accentuate the sharp apex effect of the cut, the incision can be performed using an impulsive load to facilitate the creation of a crack which germinates from the base of the notch in the direction of the face opposite to that of the notch.

[0050] Secondo la forma esecutiva che prevede un carico impulsivo, la modalità di sollecitazione permette inoltre di aumentare la rigidità apparente del materiale seguito al suo comportamento viscoelastico alla deformazione, il tutto senza agire sulla temperatura del materiale, permettendo così un taglio meccanicamente adiabatico. [0050] According to the embodiment which provides for an impulsive load, the stress mode also makes it possible to increase the apparent stiffness of the material following its viscoelastic behavior to deformation, all without acting on the temperature of the material, thus allowing a mechanically adiabatic cut.

[0051] L'invenzione prevede inoltre un metodo per la rottura assistita da linee, incisioni o intagli di rottura prestabilita di un elemento oblungo o lastriforme in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati ed il quale elemento comprende almeno due facce fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito, il quale metodo prevede la realizzazione lungo il percorso di una linea di rottura prestabilita di una incisione o di un intaglio secondo i passi di una delle suddette forme esecutive del metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi piatti o lastriformi o in elementi oblunghi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati o di una qualsivoglia combinazione o sotto combinazione di dette forme esecutive del detto metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi oblunghi, piatti o lastriformi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati ed in combinazione con questi passi, il passo di flettere le due parti del detto elemento separate dalla detta linea di rottura prestabilita, intorno ad un asse di piegatura coincidente con la detta linea ed in direzione di avvicinamento reciproco delle superfici delle dette due parti corrispondenti alla faccia opposta a quella da cui è stata praticata l'incisione o l'intaglio. [0051] The invention also provides a method for breaking assisted by pre-established breaking lines, incisions or notches of an oblong or plate-shaped element made of thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives and which element comprises at least two mutually facing faces opposite and which are spaced apart by a predetermined thickness, which method provides for the creation along the path of a predetermined breaking line of an incision or notch according to the pitches of one of the aforementioned embodiments of the method for generating breaking lines predetermined in flat or sheet-like elements or in oblong elements in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives or any combination or sub-combination of said embodiments of said method for generating predetermined breaking lines in oblong, flat or sheets in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives and in combination with these steps, the step of flexing the two parts of said element separated by said pre-established breaking line, around a bending axis coinciding with said line and in the direction of mutual approach of the surfaces of said two parts corresponding to the face opposite to that from which the engraving or carving was made.

- MECCANISMI SOGGIACENTI-- UNDERLYING MECHANISMS-

[0052] In sintesi il presente procedimento di rottura assistita lungo linee di rottura prestabilita prevede la realizzazione di un intaglio nello spessore del materiale, il quale intaglio presenta una profondità parziale rispetto allo spessore complessivo ed il quale intaglio è realizzato secondo una delle forme esecutive o delle varianti più sopra descritte, la piegatura dell'elemento piatto o lastriforme dal lato opposto al detto intaglio causando l'improvviso rilassamento dell'energia elastica e la progressiva propagazione della frattura dal fondo dell'intaglio attraverso il corpo, lungo lo spessore del detto elemento non interessato dall'intaglio fino alla prossima superfice. [0052] In summary, the present assisted breaking process along pre-established breaking lines provides for the creation of a notch in the thickness of the material, which notch has a partial depth with respect to the overall thickness and which notch is made according to one of the embodiments or of the variants described above, the bending of the flat or plate-shaped element on the side opposite to said notch causing the sudden relaxation of the elastic energy and the progressive propagation of the fracture from the bottom of the notch through the body, along the thickness of said element unaffected by the notch until the next surface.

[0053] Questa flessione a un grado di libertà determina una fessurazione propagante del ponte di materiale corrispondente alla parte dello spessore dell'elemento che non è stata attraversata dall'intaglio o dall'incisione, la quale fessurazione ha luogo secondo caratteristiche tipiche della fratturazione di materiali con caratteristiche vetrose. La fessurazione è una spaccatura che si estende con previsione e senza slabbrature lungo la linea di rottura prestabilita definita dall'incisione o dall'intaglio, per cui il bordo delle due parti lungo la detta linea resta pulito ed omogeneo per tutto lo spessore del materiale senza formare cuspidi od apici anche frastagliati che possono costituire taglienti in grado di incidere materiali più morbidi. [0053] This single-degree-of-freedom bending causes propagating cracking of the material bridge corresponding to the part of the thickness of the element which has not been crossed by the notch or incision, which cracking takes place according to characteristics typical of the cracking of materials with glassy characteristics. Cracking is a split that extends predictably and without tearing along the pre-established breaking line defined by the incision or notch, so that the edge of the two parts along said line remains clean and homogeneous throughout the thickness of the material without form even jagged cusps or apexes which can form cutting edges capable of cutting softer materials.

[0054] Per quanto riguarda i meccanismi scientifici che stanno alla base dell'efficacia del suddetto metodo, la titolare suppone quanto segue: I polimeri sono materiali dotati generalmente di tenacia elevata e un comportamento duttile che privilegia la formazione di zone di deformazione plastica (Irwin). La deformazione plastica può indurre snervamento (una forma di cristallizzazione locale) nella struttura studiata e si concentra intorno all'apice della fessura. Diversamente, i materiali fragili come il vetro minerale tendono a fessurarsi per meccanica di frattura (Griffith) senza creazione di zona di dissipazione plastica.[0054] As regards the scientific mechanisms underlying the effectiveness of the aforementioned method, the proprietor assumes the following: Polymers are materials generally endowed with high tenacity and a ductile behavior which favors the formation of zones of plastic deformation (Irwin ). Plastic deformation can induce yield stress (a form of local crystallization) in the studied structure and is concentrated around the crack apex. Conversely, brittle materials such as mineral glass tend to crack due to fracture mechanics (Griffith) without creating a plastic dissipation zone.

[0055] L'energia necessaria a causare la propagazione delle fessure dipende dunque da due fattori, l'energia elastica di un corpo sotto tensione che cerca di far crescere la sua superficie, detta energia (o tensione) superficiale, e l'energia dissipata termicamente nella deformazione della zona limitrofa alla fessura, quest'ultima offre resistenza alla propagazione. [0055] The energy necessary to cause the propagation of the cracks therefore depends on two factors, the elastic energy of a body under tension which tries to make its surface grow, called surface energy (or tension), and the energy dissipated thermally in the deformation of the area adjacent to the crack, the latter offers resistance to propagation.

[0056] La figura 1 mostra un esempio di modalità di frattura che si applica al presente metodo. [0056] Figure 1 shows an example of a fracture mode that applies to the present method.

[0057] In una situazione simile a quella della figura, la fessura tenderà ad aprirsi se lo sforzo applicato si risolve in una tensione normale, cioè perpendicolare alla superficie della fessura, ad esempio nel caso di una tensione planare o di una piegatura convessa rispetto all'intaglio. Lo spessore del ponte di materiale non intaccato dal taglio deve essere spesso abbastanza da garantire un'momento di inerzia della sezione elevato e non confondere la linea neutra di flessione con le estremità del ponte, di modo da permettere la concentrazione locale dello stress e l'accumulazione di energia elastica che si rilascerà improvvisamente durante la frattura. [0057] In a situation similar to that in the figure, the crack will tend to open if the applied force results in normal tension, i.e. perpendicular to the surface of the crack, for example in the case of planar tension or convex bending with respect to the 'carving. The thickness of the bridge of material not affected by the shear must be thick enough to guarantee a high moment of inertia of the section and not to confuse the neutral line of flexure with the ends of the bridge, so as to allow local stress concentration and the accumulation of elastic energy which will be suddenly released during the fracture.

[0058] I fattori perciò determinanti alla fessurazione sono la forma dell'intaglio, cioè un raggio alla punta tendente a zero che offre la massima concentrazione dello stress, e la tenacità del materiale cioè la capacità di sopportare la deformazione. [0058] The determining factors for cracking are therefore the shape of the notch, i.e. a radius at the tip tending to zero which offers the maximum concentration of stress, and the toughness of the material, i.e. the ability to withstand deformation.

[0059] Mentre il taglio del vetro minerale per fessurazione è uso comune per via del comportamento puramente fragile delle ceramiche, per quanto riguarda i polimeri l'inattitudine alla rottura dipende quasi esclusivamente dal loro comportamento plastico. Per questo motivo alcune plastiche denominate rigide possono rispondere alla fessurazione similmente al vetro mentre altre, come i polimeri termoplastici, possono manifestare uno snervamento e dissipano l'energia elastica in deformazione, cristallizzazione e conseguente riscaldamento dell'elemento sotto sforzo. [0059] While cutting mineral glass by cracking is common practice due to the purely brittle behavior of ceramics, as far as polymers are concerned, the inability to break depends almost exclusively on their plastic behaviour. For this reason, some so-called rigid plastics can respond to cracking similar to glass, while others, such as thermoplastic polymers, can show a yield strength and dissipate the elastic energy in deformation, crystallization and consequent heating of the element under stress.

[0060] Si è rilevato sperimentalmente che, a titolo di esempio per il poliestere e/o derivati, la natura termoplastica del PET non si presta incondizionatamente alla fessurazione assistita, cioè a seguito di un semplice pre-taglio e che necessita invece di una particolare modalità di esecuzione dell'incisione di pre-taglio. [0060] It has been found experimentally that, by way of example for polyester and/or derivatives, the thermoplastic nature of PET does not unconditionally lend itself to assisted cracking, i.e. following a simple pre-cut and which instead requires a particular how to perform the pre-cut incision.

[0061] Una di queste modalità prevede appunto la su descritta penetrazione adiabatica impulsiva eventualmente con un passo successivo di condizionamento termico per compensare eventuali riscaldamenti del materiale e/o dell'utensile di taglio; una seconda modalità prevede una differenza di tempratura fra tagliente e materiale, una terza modalità prevede una combinazione delle due suddette modalità, in cui è previsto il condizionamento termico del materiale e/o dell'utensile di taglio per conservare le fasi vetrose locali allo scopo di ridurre la tenacità e fragilizzare il materiale nella zona della fessura d'intaglio.[0061] One of these methods precisely provides for the aforementioned impulsive adiabatic penetration possibly with a subsequent step of thermal conditioning to compensate for any heating of the material and/or of the cutting tool; a second method envisages a tempering difference between the cutting edge and the material, a third method envisages a combination of the two aforementioned methods, in which the thermal conditioning of the material and/or the cutting tool is foreseen to preserve the local glassy phases for the purpose of reduce the toughness and embrittle the material in the notch area.

[0062] In caso di fessura indotta per trattamento termico come un laser pulsato con impulsi lunghi o un laser azionato in continuo, la zona influenzata termicamente intorno al taglio tende a ridurre la concentrazione dello stress in prossimità dello stesso. Inoltre, il trattamento totalmente termico induce una microstrutturazione locale, per esempio smussamento dell'apice della faglia per coalescenza, morfologia che non è consona alla propagazione della fessura. [0062] In case of cracking induced by heat treatment such as a pulsed laser with long pulses or a continuously operated laser, the heat-affected zone around the cut tends to reduce the stress concentration in the vicinity thereof. Furthermore, the totally thermal treatment induces a local microstructuration, for example smoothing of the fault tip by coalescence, a morphology which is not suitable for crack propagation.

[0063] La temperatura del materiale durante la lavorazione è dunque ininfluente, se prese le adeguate precauzioni come indicato nelle forme esecutive illustrate, fintanto che la topografia raggiunta attraverso l'intaglio o incisione sia preservata fino alla rottura e che questa avvenga quando la zona di propagazione della fessura sia in uno stadio fragile, cioè al di sotto della temperatura di vetrificazione e priva di fasi cristalline. La preservazione della morfologia può dunque essere forzata attraverso una fase di stabilizzazione termica di raffreddamento il più presto possibile dopo l'intaglio. [0063] The temperature of the material during processing is therefore irrelevant, if the adequate precautions are taken as indicated in the illustrated embodiments, as long as the topography achieved through the notch or incision is preserved up to failure and that this occurs when the area of crack propagation is in a brittle stage, i.e. below the vitrification temperature and without crystalline phases. The preservation of the morphology can therefore be enforced through a cooling thermal stabilization step as soon as possible after carving.

[0064] In seguito ad altri rilievi sperimentali si è accertata l'influenza del metodo di taglio sulla fratturabilità dell'elemento inciso. Sono possibili diverse modalità di penetrazione dell'elemento tagliente nel materiale plastico. La cinematica del taglio può essere essenzialmente di tre tipi (o una combinazione dei tre tipi): normale alla superfice (a ghigliottina), traslato sulla superficie (a coltello) e traslato sulla superficie (a rotella). La dinamica del taglio anch'essa può variare da lenta continua o progressiva a rapida e impulsiva. Mentre è nella sensibilità comune la differenza nel tagliare „schiacciando“ o „scivolando“ o „rotolando“, è invece sorprendente il comportamento dei materiali viscoelastici in reazione a diverse dinamiche di sollecitazione. Infatti, mentre nei materiali puramente elastici, come il vetro, il materiale non entra mai in deformazione e si frattura quando lo stress supera il suo limite elastico, i polimeri termoplastici in fase vetrosa („fredda“) sono elastici ma tendono a snervarsi quando si supera il limite elastico per ottenere una deformazione permanente. Il comportamento reologico dei materiali viscoelastici appare come proprietà derivata dalla termoplasticità e aggiunge una dipendenza della rigidità non solo dalla temperatura ma anche dalla dinamica di sollecitazione. Microscopicamente i polimeri hanno bisogno di un tempo di adattamento per muovere le catene polimeriche sotto sforzo e riordinarle per rilassare le tensioni, se non si lascia il tempo si può incorrere in un sovraccarico delle singole catene che cominciano a strapparsi anche con poco allungamento del materiale. Un'altra conseguenza dell'effetto viscoelastico è lo scorrimento viscoso: secondo questo fenomeno un corpo sotto carico tende a rilassare il suo stress seguito alla riorganizzazione dell'ordine delle molecole per dissipare la tensione o la compressione, questo può indurre deformazioni permanenti sul lungo termine anche con carichi moderati rispetto al limite elastico nominale del materiale. La conseguenza è che la risposta armonica (vibrazionale) alla sollecitazione non è lineare e dipende fortemente dall'ampiezza e dalla frequenza di eccitazione meccanica risultando quindi in un ciclo di isteresi non adiabatica dovuta all'assorbimento innato del sistema. Il materiale si comporta quindi puramente di maniera elastica (o meccanicamente adiabatica) per alte frequenze d'eccitazione e/o piccole ampiezze. Per risolvere la questione del tipo di carico da utilizzare per sfruttare una risposta adiabatica, la sollecitazione deve avere uno spettro di frequenze ricco nelle alte frequenze. Un delta (o impulso) di Dirac (modello matematico per un carico impulsivo) è una funzione discontinua e non armonica che ha per definizione come trasformata di Fourier uno spettro „bianco“, ossia a „banda infinita“. In altri termini per comporre un impulso bisogna sommare tutte le frequenze d'eccitazione risolvendosi in un'eccitazione teoricamente immediata o puntiforme, senza ondulazione se non nella risposta armonica impulsiva del materiale sollecitato, un'onda di shock ad alta frequenza ed evanescente che può germinare crepe dalle zone di concentrazione di stress. Per estensione, questo comportamento relativo e dinamico dei componenti involti nel taglio può essere ottenuto alternativamente attraverso una sollecitazione ciclica e rapida come per effetto di un elemento tagliente provvisto di un azionatore ad ultrasuoni agente su uno o due assi riposanti sul piano di penetrazione della lama. [0064] Following other experimental findings, the influence of the cutting method on the fractureability of the engraved element was ascertained. Different modes of penetration of the cutting element into the plastic material are possible. The kinematics of the cut can be essentially of three types (or a combination of the three types): normal to the surface (guillotine), translated on the surface (knife) and translated on the surface (wheel). The dynamics of the cut can also vary from slow continuous or progressive to rapid and impulsive. While the difference in cutting "squeezing" or "slipping" or "rolling" is in the common sensitivity, the behavior of viscoelastic materials in reaction to different stress dynamics is instead surprising. In fact, while in purely elastic materials, such as glass, the material never undergoes deformation and fractures when the stress exceeds its elastic limit, thermoplastic polymers in the glass phase ("cold") are elastic but tend to yield when exceeds the elastic limit to obtain permanent deformation. The rheological behavior of viscoelastic materials appears as a property derived from thermoplasticity and adds a dependence of stiffness not only on temperature but also on stress dynamics. Microscopically, polymers need an adaptation time to move the polymer chains under stress and rearrange them to relax the tensions, if time is not left, one can run into an overload of the single chains which begin to tear even with little stretching of the material. Another consequence of the viscoelastic effect is creep: according to this phenomenon, a body under load tends to relax its stress following the reorganization of the order of the molecules to dissipate the tension or compression, this can induce permanent deformations in the long term even with moderate loads compared to the nominal elastic limit of the material. The consequence is that the harmonic (vibrational) response to stress is non-linear and strongly depends on the amplitude and frequency of mechanical excitation thus resulting in a non-adiabatic hysteresis loop due to the innate absorption of the system. The material therefore behaves purely elastically (or mechanically adiabatically) for high excitation frequencies and/or small amplitudes. To resolve the question of the type of load to be used to exploit an adiabatic response, the stress must have a frequency spectrum rich in the high frequencies. A Dirac delta (or impulse) (mathematical model for an impulsive load) is a discontinuous and non-harmonic function which by definition has a "white" spectrum, i.e. an "infinite band", as its Fourier transform. In other words, to compose an impulse it is necessary to add up all the excitation frequencies resulting in a theoretically immediate or punctiform excitation, without ripple except in the impulsive harmonic response of the stimulated material, a high-frequency and evanescent shock wave which can germinate cracks from stress concentration zones. By extension, this relative and dynamic behavior of the components involved in the cut can be obtained alternatively through a cyclic and rapid stress as through the effect of a cutting element provided with an ultrasonic actuator acting on one or two axes resting on the plane of penetration of the blade.

[0065] Questa dipendenza dalla velocità di carico, fa sì che il sistema di taglio possa beneficiare di un carico impulsivo per aumentare drasticamente la rigidità apparente del materiale, senza bisogno di alterarne la temperatura e anzi permettendo di manifestare un comportamento rigido e fragile anche in un materiale nella fase gommosa, al di sopra della temperatura di transizione vetrosa. Perciò una sollecitazione repentina non fa deformare verticalmente la zona di taglio sotto il carico del tagliente ma permette una recisione netta delle catene polimeriche e dunque un taglio pulito. In caso che esso sia nella fase vetrosa (al di sotto della temperatura di transizione vetrosa), questo un carico impulsivo può germinare una crepa dal fondo dell'intaglio portando l'angolo della fessura ancora più prossimo allo zero. [0065] This dependence on the load speed means that the cutting system can benefit from an impulsive load to drastically increase the apparent stiffness of the material, without needing to alter its temperature and indeed allowing it to show a stiff and brittle behavior even in a material in the rubbery phase, above the glass transition temperature. Therefore, a sudden stress does not cause the cutting area to deform vertically under the load of the cutting edge but allows a clear cut of the polymer chains and therefore a clean cut. In case it is in the glass phase (below the glass transition temperature), this impulsive load can germinate a crack from the bottom of the notch bringing the crack angle even closer to zero.

[0066] L'invenzione prende in considerazione problematiche industriali di ottimizzazione della manutenzione neglette da soluzioni analoghe per la rottura facilitata dei polimeri termoplastici. Queste considerazioni hanno benefici diretti dal punto di vista economico, energetico e logistico, parametri influenti nell'industria e coadiuvanti al bilancio ecologico di un sito di lavorazione. [0066] The invention takes into consideration industrial problems of optimization of maintenance neglected by analogous solutions for the facilitated breaking of thermoplastic polymers. These considerations have direct benefits from an economic, energy and logistical point of view, influential parameters in the industry and adjuvants to the ecological balance of a processing site.

[0067] Sinergicamente il posizionamento strategico di tale invenzione all'interno di una linea di lavorazione può approfittare del condizionamento termico inerente ai metodi precedenti o successivi nella linea per evitare una o più fasi di condizionamento attivo, preventivo o susseguente all'intaglio o incisione. Un particolare posizionamento nella linea di lavorazione può dunque ridurre ulteriormente l'impronta ecologica dell'impianto e semplificarne l'implementazione. [0067] Synergistically, the strategic positioning of this invention within a processing line can take advantage of the thermal conditioning inherent in the methods preceding or following the line to avoid one or more phases of active conditioning, prior to or subsequent to carving or etching. A particular positioning in the processing line can therefore further reduce the ecological footprint of the plant and simplify its implementation.

[0068] L'effetto tribologico di autolubrificazione del taglio è ottenibile solamente se almeno uno dei corpi in contatto è al di sopra della temperatura di transizione vetrosa del polimero in quanto le materie termoplastiche sono per natura duttili nella fase gommosa o fusa in quanto la viscosità scende con la temperatura. In questa situazione termica le catene polimeriche guadagnano mobilità e allineano i bandoli mozzati nel senso della direzione di scorrimento della lama creando una superficie atta allo scivolamento (più liscia e con un coefficiente d'attrito radente ridotto). Nel caso in cui il polimero all'interfaccia con il tagliente si trovi in questa fase, il coefficiente di attrito relativo si abbatte in quanto la zona limitrofa, estremamente duttile per via della maggior mobilità delle catene polimeriche, si comporta come un gel lubrificante e, in caso di un'azione sufficientemente rapida i corpi entrano in contatto elastoidrodinamico o addirittura idrodinamico per alte velocità e temperature. Inoltre, con l'abbassarsi del modulo elastico, la pressione laterale reagente alla penetrazione del tagliente nel substrato si riduce. Conseguentemente, dipendendo la forza di attrito dal coefficiente d'attrito e dalla forza normale alla superficie di contatto, la resistenza alla penetrazione e allo scorrimento scendono. [0068] The tribological effect of self-lubrication of the cut can only be obtained if at least one of the bodies in contact is above the glass transition temperature of the polymer since thermoplastic materials are by nature ductile in the rubbery or molten phase since the viscosity drops with temperature. In this thermal situation, the polymer chains gain mobility and align the cut ends in the direction of the blade's sliding direction, creating a surface suitable for sliding (smoother and with a reduced coefficient of sliding friction). If the polymer at the interface with the cutting edge is in this phase, the relative friction coefficient drops since the adjacent area, extremely ductile due to the greater mobility of the polymer chains, behaves like a lubricating gel and, in case of a sufficiently rapid action the bodies come into elastohydrodynamic or even hydrodynamic contact for high speeds and temperatures. Furthermore, as the elastic modulus decreases, the lateral pressure reacting to the penetration of the cutting edge into the substrate is reduced. Consequently, as the friction force depends on the coefficient of friction and on the force normal to the contact surface, the resistance to penetration and sliding decreases.

[0069] L'effetto di autolubrificazione è perciò più efficace per un intaglio od una incisione „a coltello“ con movimento a strisciamento o mediante coltello rotante mentre l'effetto di indurimento apparente e „crepatura“ è più evidente in un taglio „a ghigliottina“, cioè un intaglio od una incisione impulsivi. [0069] The self-lubricating effect is therefore more effective for a "knife" notch or incision with sliding movement or with a rotating knife while the apparent hardening and "cracking" effect is more evident in a "guillotine" cut “, that is, an impulsive carving or incision.

[0070] L'invenzione ha per oggetto anche un sistema per l'attuazione del metodo secondo una o più delle precedenti forme esecutive e varianti. [0070] The invention also relates to a system for implementing the method according to one or more of the preceding embodiments and variants.

[0071] Secondo una prima forma esecutiva, il detto sistema può comprendere: un utensile di taglio con un tagliente, il quale utensile di taglio è spostabile per una prestabilita corsa in direzione perpendicolare al tagliente verso la superficie di un pezzo in cui generare mediante penetrazione parziale un intaglio ed il quale utensile di taglio è azionato da un corpo battente che viene accelerato in direzione di penetrazione contro detto utensile di taglio e che trasferisce mediante urto contro il detto utensile di taglio l'energia cinetica in modo impulsivo; un meccanismo di ritorno dell'utensile e/o del battente nella posizione retratta rispetto alla superficie del detto pezzo.[0071] According to a first embodiment, said system can comprise: a cutting tool with a cutting edge, which cutting tool is movable for a predetermined stroke in a direction perpendicular to the cutting edge towards the surface of a piece in which to generate by penetration partially a notch and which cutting tool is driven by a striking body which is accelerated in the direction of penetration against said cutting tool and which transfers the kinetic energy by impact against said cutting tool in an impulsive manner; a return mechanism of the tool and/or hammer in the retracted position with respect to the surface of said piece.

[0072] Secondo una seconda forma esecutiva, il detto sistema può comprendere: una unità di condizionamento termico di un pezzo in lavorazione almeno lungo una zona di materiale coincidente con un prestabilito percorso di esecuzione di un intaglio od una incisione che si estende per parte dello spessore del detto pezzo e/o una unità di condizionamento termico di un organo di taglio; il detto organo di taglio essendo spostabile in direzione di penetrazione nel detto pezzo in lavorazione e/o in direzione di scorrimento lungo un percorso definito dall'intaglio da eseguire per l'esecuzione della detta incisione o del detto intaglio partendo da una faccia del detto elemento e con la detta estensione in profondità corrispondente ad una parte dello spessore complessivo del materiale; una unità di misura e regolazione precisa della o delle temperature del materiale dell'elemento in lavorazione e/o della detta lama di taglio ad una temperatura al di sotto o al di sopra della temperatura di transizione vetrosa del detto materiale.[0072] According to a second embodiment, said system can comprise: a unit for thermal conditioning of a workpiece at least along an area of material coinciding with a predetermined path of execution of a notch or an incision which extends for part of the thickness of said piece and/or a thermal conditioning unit of a cutting member; the said cutting element being movable in the direction of penetration into the said workpiece and/or in the direction of sliding along a path defined by the incision to be made for the execution of the said incision or of the said incision starting from a face of the said element and with said extension in depth corresponding to a part of the overall thickness of the material; a unit of measurement and precise regulation of the temperature or temperatures of the material of the workpiece and/or of said cutting blade at a temperature below or above the glass transition temperature of said material.

[0073] Secondo una forma esecutiva è possibile prevedere una stazione di stabilizzazione con una detta unità di raffreddamento a valle di una stazione di incisione e/o intaglio del materiale realizzata secondo una delle suddette due varianti. [0073] According to one embodiment it is possible to provide a stabilizing station with a said cooling unit downstream of a material engraving and/or carving station made according to one of the above two variants.

[0074] Secondo una ulteriore variante esecutiva è possibile prevedere in alternativa od in combinazione una stazione di stabilizzazione del materiale integrata con l'unità di incisione e/o di intaglio e/o con la controparte di sostegno e battuta, venendo la stabilizzazione per raffreddamento del materiale eseguita in seguito all'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio. [0074] According to a further embodiment it is possible to provide, alternatively or in combination, a stabilization station for the material integrated with the engraving and/or carving unit and/or with the supporting and abutment counterpart, since the stabilization by cooling of the material performed following the execution of the engraving or carving.

[0075] L'invenzione ha per oggetto ulteriori perfezionamenti che sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. [0075] The invention relates to further improvements which are the subject of the dependent claims.

- DESCRIZIONE DEI DISEGNI E FORME ESECUTIVE AVANZATE-- DESCRIPTION OF THE DRAWINGS AND ADVANCED EXECUTIVE FORMS-

[0076] Le caratteristiche dell'invenzione ed i vantaggi risulteranno con maggiori dettagli dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui: La figura 1 mostra schematicamente un esempio di intaglio e di sollecitazione delle due parti separate dall'intaglio al fine di una loro separazione mediante frattura assistita dall'intaglio. La figura 2 mostra in una immagine ingrandita un intaglio che si estende per parte dello spessore complessivo di un elemento piatto o lastriforme, partendo da una faccia del detto elemento piatto o lastriforme. Le figure 3 a 7 mostrano schematicamente i passi di una forma esecutiva del metodo secondo la presente invenzione. La figura 8 mostra schematicamente un esempio esecutivo di un impianto per l'attuazione del metodo secondo un esempio del metodo della presente invenzione. La figura 9 mostra schematicamente una forma esecutiva in cui l'utensile di taglio esegue un movimento combinato di penetrazione nello spessore del materiale per una prestabilita profondità ed una traslazione lungo il percorso della linea di pre-taglio.[0076] The characteristics of the invention and the advantages will emerge in greater detail from the following description of some non-limiting embodiments illustrated in the attached drawings in which: Figure 1 schematically shows an example of notching and stressing of the two parts separated by the notching for their separation by notch-assisted fracture. Figure 2 shows in an enlarged image a notch which extends for part of the overall thickness of a flat or sheet-like element, starting from one face of said flat or sheet-like element. Figures 3 to 7 schematically show the steps of an embodiment of the method according to the present invention. FIG. 8 schematically shows an embodiment of a plant for implementing the method according to an example of the method of the present invention. Figure 9 schematically shows an embodiment in which the cutting tool performs a combined movement of penetration into the thickness of the material for a predetermined depth and a translation along the path of the pre-cut line.

[0077] La figura 10 mostra schematicamente una forma esecutiva in cui l'utensile di taglio realizza l'intaglio per una profondità corrispondente a parte dello spessore mediante una penetrazione impulsiva adiabatica dell'utensile, secondo un percorso a ghigliottina ed in cui l'azionamento dell'utensile di taglio impulsivo è indicato mediante un esempio schematico di impulso trasmesso allo stesso utensile come nel caso di una lama od un coltello e/o dallo stesso al materiale come nel caso di un utensile di taglio ad ultrasuoni. [0077] Figure 10 schematically shows an embodiment in which the cutting tool makes the notch for a depth corresponding to part of the thickness by means of an adiabatic impulsive penetration of the tool, according to a guillotine path and in which the actuation of the impulsive cutting tool is indicated by a schematic example of an impulse transmitted to the same tool as in the case of a blade or a knife and/or from the same to the material as in the case of an ultrasonic cutting tool.

[0078] Quanto illustrato nelle figure costituisce solamente un esempio del metodo secondo la presente invenzione che non ha alcuna finalità limitativa relativamente al concetto tecnico più generale oggetto delle rivendicazioni. [0078] What is illustrated in the figures constitutes only an example of the method according to the present invention which has no limiting purpose with respect to the more general technical concept object of the claims.

[0079] Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni il termine intaglio è utilizzato quale sinonimo del termine incisione e fessura. [0079] In the present description and in the claims the term notch is used as a synonym for the term incision and slot.

[0080] Nella figura 3 viene mostrato un elemento piatto o lastriforme che è costituito da un polimero termoplastico come poliestere o simili e/o derivati. [0080] Figure 3 shows a flat or sheet-like element which is made of a thermoplastic polymer such as polyester or the like and/or derivatives.

[0081] Con il termine piatto o lastriforme si intende un elemento avente almeno due facce fra loro opposte, la cui estensione è maggiore della distanza delle dette due facce, la quale distanza è definita come spessore nella presente descrizione e nelle rivendicazioni. [0081] The term flat or sheet-like means an element having at least two mutually opposite faces, the extension of which is greater than the distance of said two faces, which distance is defined as thickness in the present description and in the claims.

[0082] In alternativa, il termine piatto può anche comprendere elementi oblunghi aventi anche una sezione sostanzialmente arrotondata o cilindrica o poligonale. [0082] Alternatively, the term plate may also include oblong elements also having a substantially rounded or cylindrical or polygonal section.

[0083] L'elemento 1 presenta quindi uno spessore D e due opposte facce 101, 201 che sono distanziate fra loro nella misura del detto spessore D. [0083] The element 1 therefore has a thickness D and two opposite faces 101, 201 which are spaced apart to the extent of said thickness D.

[0084] Con 2 è mostrata una linea virtuale lungo cui l'elemento 1 deve essere separato in due parti rispettivamente 1.1 e 1.2. [0084] Number 2 shows a virtual line along which element 1 must be separated into two parts 1.1 and 1.2, respectively.

[0085] Secondo una forma esecutiva del metodo della presente invenzione e come mostra schematicamente la figura 2, il procedimento prevede di sottoporre l'elemento 1 ad un primo passo di raffreddamento ad una temperatura abbondantemente al di sotto della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente. [0085] According to an embodiment of the method of the present invention and as shown schematically in Figure 2, the process provides for subjecting the element 1 to a first cooling step at a temperature well below the glass transition temperature of the constituent polymer .

[0086] Con 3 è mostrato un dispositivo di raffreddamento che opera ad esempio in base a convogliamento di un flusso di gas od aria fredda 103 almeno contro una zona 301 dell'elemento 1 coincidente con la linea virtuale 2 di separazione delle due parti 1.1 e 1.2 fra loro. [0086] Reference 3 shows a cooling device which operates for example on the basis of conveying a flow of cold gas or air 103 at least against a zone 301 of the element 1 coinciding with the virtual line 2 separating the two parts 1.1 and 1.2 among them.

[0087] In relazione alla soluzione indicata nella figura 4, la profondità e l'estensione della zona 103 possono variare rispetto a quanto illustrato. Anche l'unità di raffreddamento può essere diversa e non operare mediante convogliamento di gas freddo sulla zona 301, ma ad esempio il raffreddamento può essere ottenuto mediante conduzione termica attraverso contatto diretto fra un corpo di raffreddamento e l'elemento 3 od in altro modo. Tale raffreddamento ha luogo preferibilmente durante e/o immediatamente dopo il taglio al fine di stabilizzare il materiale in cui è stata praticata l'incisione. [0087] In relation to the solution indicated in figure 4, the depth and extension of the zone 103 can vary with respect to what is illustrated. The cooling unit can also be different and not operate by conveying cold gas to the zone 301, but for example the cooling can be obtained by thermal conduction through direct contact between a cooling body and the element 3 or in other ways. Such cooling preferably takes place during and/or immediately after cutting in order to stabilize the material in which the incision has been made.

[0088] Inoltre, come si vedrà in seguito, il passo di raffreddamento ad una temperatura al disotto di quella di transizione vetrosa del polimero costituente, almeno della zona 301 che contiene la linea virtuale 2 che traccia il percorso della linea di rottura prestabilita può anche essere omesso ed eseguito contestualmente al passo di esecuzione dell'incisione lungo la traccia definita dalla linea virtuale 2. [0088] Furthermore, as will be seen below, the step of cooling to a temperature below the glass transition temperature of the constituent polymer, at least of the zone 301 which contains the virtual line 2 which traces the path of the predetermined breaking line can also be omitted and performed at the same time as the incision execution step along the trace defined by virtual line 2.

[0089] Tale possibilità è resa evidente nella figura 5 in cui l'unità 3 di raffreddamento mediante convogliamento di un flusso 103 di gas od aria fredda è illustrata con linee discontinue. [0089] This possibility is made evident in figure 5 in which the cooling unit 3 by conveying a flow 103 of cold gas or air is illustrated with broken lines.

[0090] In figura 5 è illustrato in modo schematico il passo di esecuzione dell'incisione mediante una fustella od un utensile di taglio di cui è mostrata solo la zona del tagliente della lama che è indicata con 4. [0090] Figure 5 shows schematically the execution step of the incision using a punch or a cutting tool of which only the area of the cutting edge of the blade is shown, which is indicated with 4.

[0091] Nella figura 5, è mostrata in modo esplicito, sebbene schematico, una forma esecutiva in cui la detta lama od almeno il detto tagliente della lama 4 sono sottoposti a raffreddamento ad una temperatura di lavoro anch'essa abbondantemente al di sotto della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente. Una unità 5 di raffreddamento, come una unità criogenica è in contatto termico con la lama 4 che viene così mantenuta ad una temperatura di lavoro minore nella misura prestabilita della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente e ideale alla conservazione delle lame. [0091] Figure 5 shows explicitly, albeit schematically, an embodiment in which said blade or at least said cutting edge of blade 4 are subjected to cooling to a working temperature which is also abundantly below the temperature of glass transition of the constituent polymer. A cooling unit 5, such as a cryogenic unit, is in thermal contact with the blade 4 which is thus maintained at a working temperature which is lower by the predetermined extent than the glass transition temperature of the constituent polymer and ideal for the conservation of the blades.

[0092] L'azione di raffreddamento della lama 4 può avvenire in un passo a monte dell'esecuzione dell'intaglio nell'elemento 1 oppure tale azione di raffreddamento può protrarsi anche durante l'esecuzione dell'intaglio od in alternativa il raffreddamento può avere luogo solamente durante l'esecuzione dell'intaglio. [0092] The cooling action of the blade 4 can take place in a step upstream of the execution of the cut in the element 1 or this cooling action can continue even during the execution of the cut or alternatively the cooling can have place only during the execution of the cut.

[0093] Nella figura 5, l'azione di esecuzione dell'intaglio è rappresentata schematicamente dalla freccia I. [0093] In figure 5, the action of performing the notch is schematically represented by the arrow I.

[0094] La figura 6 mostra la condizione dell'elemento 1 dopo l'esecuzione dell'intaglio lungo la linea virtuale 2 e nella zona 301 dell'elemento 1. Questa zona è stata sottoposta a raffreddamento secondo una o più delle precedenti varianti che prevedono alternativamente od in combinazione un passo di raffreddamento dell'elemento 1 ed in particolare della zona 301 prima dell'esecuzione dell'intaglio e/o un passo di raffreddamento durante l'intaglio dell'elemento 1 che può avere luogo direttamente mediante una unità 3 di raffreddamento che agisce termicamente direttamente sull'elemento od alternativamente od in combinazione indirettamente mediante raffreddamento dell'unità di taglio, ovvero della lama. L'intaglio è illustrato schematicamente e dimensionalmente non realistico al solo scopo illustrativo ed è indicato dal numero di riferimento 7. [0094] Figure 6 shows the condition of the element 1 after the incision has been made along the virtual line 2 and in the area 301 of the element 1. This area has been subjected to cooling according to one or more of the previous variants which provide alternatively or in combination a cooling step of the element 1 and in particular of the area 301 before performing the notch and/or a cooling step during the notch of the element 1 which can take place directly by means of a unit 3 of cooling which acts thermally directly on the element or alternatively or in combination indirectly by cooling the cutting unit, i.e. the blade. The notch is illustrated schematically and dimensionally not realistic for illustrative purposes only and is indicated by the reference number 7.

[0095] A seconda della variante con cui viene raffreddata e quindi controllata la temperatura del materiale in modo che la stessa resti sempre decisamente ed abbondatemene al di sotto della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente, la temperatura alla quale l'elemento deve venire raffreddato direttamente e la temperatura a cui deve venire raffreddato l'utensile di taglio devono essere tali da evitare che l'energia termica generata durante l'intaglio riscaldi anche solo localmente parte del materiale del ponte di materiale dello spessore restante non interessato dall'intaglio e che nella figura 2 è identificato con D2. [0095] Depending on the variant with which the temperature of the material is cooled and therefore controlled so that it always remains decidedly and abundantly below the glass transition temperature of the constituent polymer, the temperature to which the element must be cooled directly and the temperature to which the cutting tool must be cooled must be such as to prevent the thermal energy generated during the cut from heating even only locally part of the material of the bridge of material of the remaining thickness not affected by the cut and that in figure 2 it is identified with D2.

[0096] In questo modo l'energia termica generata dall'azione di intaglio viene largamente compensata evitando che la stessa raggiunga valori al di sopra della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente ed induca nella zona prossima all'intaglio modificazioni microstrutturali per coalescenza e/o cristallizzazione locale rendendola plasticamente duttile. [0096] In this way, the thermal energy generated by the incision action is largely compensated by preventing it from reaching values above the glass transition temperature of the constituent polymer and inducing microstructural modifications by coalescence and/or in the area close to the incision or local crystallization making it plastically ductile.

[0097] Grazie a questa condizione la separazione delle due parti 1.1 e 1.2 dell'elemento 1 lungo la traccia 2 dell'intaglio 7 può avvenire semplicemente mediante spostamento angolare delle due parti 1.1 e 1.2 l'una contro l'altra in direzione di avvicinamento delle semi-superfici opposte a quella in cui è stato praticato l'intaglio 7 come indicato dalla frecce S della figura 6 e 7. [0097] Thanks to this condition, the separation of the two parts 1.1 and 1.2 of the element 1 along the track 2 of the notch 7 can simply take place by angular displacement of the two parts 1.1 and 1.2 against each other in the approach direction of the semi-surfaces opposite to the one in which the notch 7 has been made as indicated by the arrows S in figures 6 and 7.

[0098] L'intaglio eseguito secondo una o più delle varianti sopra descritte consente di generare una linea di rottura prestabilita, la quale assiste la separazione mediante fessurazione ovvero frattura del materiale anche lungo la parte dello spessore che non è stata interessata dall'intaglio stesso (vedi parte identificata con D2 nella figura 2). La superficie di separazione indicata con 8 nella figura 7 e lungo la quale avviene la rottura o frattura del materiale assume una forma continua, netta e non frastagliata priva di dentellature o cuspidi taglienti. [0098] The notch performed according to one or more of the variants described above allows for the generation of a pre-established breaking line, which assists the separation by means of cracking or fracture of the material also along the part of the thickness which was not affected by the notch itself (see part identified with D2 in figure 2). The separation surface indicated by 8 in figure 7 and along which the breakage or fracture of the material takes place assumes a continuous, clear-cut and non-jagged shape without indentations or cutting cusps.

[0099] In relazione alla profondità dell'intaglio D1 con riferimento allo spessore complessivo D dell'elemento 1, questa profondità può variare fra circa 10 e 90% dello spessore complessivo e compatibilmente alle necessità funzionali richieste per l'elemento 1, cioè alle condizioni a cui si desidera consentire di mantenere collegate efficacemente le due parti 1.1 e 1.2 dell'elemento 1 fino a che non venga esercitato il passo di piegatura intorno alla linea di rottura prestabilita definita dall'intaglio 7 ed alle condizioni di forza necessarie per eseguire questa operazione di piegatura intorno alla linea di rottura prestabilita, cioè all'intaglio od alla incisione. [0099] In relation to the depth of the notch D1 with reference to the overall thickness D of the element 1, this depth can vary between about 10 and 90% of the overall thickness and compatibly with the functional needs required for the element 1, i.e. with the conditions to which it is desired to allow the two parts 1.1 and 1.2 of the element 1 to be effectively connected until the bending step is exercised around the pre-established breaking line defined by the notch 7 and at the force conditions necessary to carry out this operation bending around the pre-established breaking line, i.e. the notch or incision.

[0100] Si noti che la forza con cui la lama viene spinta contro il materiale varia a seconda dello spessore complessivo del materiale e/o alla profondità di taglio desiderata, la larghezza dell'elemento da rompere, dalla qualità del tagliente usato nonché anche alle condizioni di temperatura e sollecitazione del materiale. Per lastre relativamente sottili, cioè sotto al centimetro, in particolare uno o due millimetri, l'energia applicata per esercitare questa spinta può essere dell'ordine di qualche joule, al massimo di qualche decina di Joule. [0100] Note that the force with which the blade is pushed against the material varies according to the overall thickness of the material and/or the desired depth of cut, the width of the element to be broken, the quality of the cutting edge used as well as the temperature conditions and stress of the material. For relatively thin slabs, ie below a centimetre, in particular one or two millimetres, the energy applied to exert this push can be of the order of a few joules, at most a few tens of joules.

[0101] La forza di penetrazione o l'energia di azionamento dell'utensile di taglio possono facilmente e velocemente essere determinate empiricamente mediante esperimento nelle fasi di setting del sistema di pre-taglio. [0101] The penetration force or driving energy of the cutting tool can easily and quickly be determined empirically by experiment in the setting steps of the pre-cutting system.

[0102] L'esempio esecutivo sopra illustrato e le diverse varianti descritte fanno riferimento all'utilizzo di una lama per eseguire l'intaglio. Il controllo della temperatura ha luogo mediante raffreddamento preventivo del substrato e/o mediante raffreddamento della lama di taglio. [0102] The embodiment illustrated above and the various variants described refer to the use of a blade to perform the incision. Temperature control takes place by pre-cooling the substrate and/or by cooling the cutting blade.

[0103] Una possibile forma esecutiva alternativa prevede, in luogo dell'utilizzo di una lama di intaglio, l'utilizzo di un laser ultrarapido del tipo femto-secondo per ablazione a freddo. Anche in questo caso, prima dell'esecuzione dell'intaglio e/o anche durante la detta esecuzione mediante il detto laser freddo, è possibile prevedere un passo di raffreddamento del materiale dell'elemento 1 ed in particolare della zona 301 in cui verrà o viene praticato l'intaglio 7 secondo una o più delle varianti sopra descritte. [0103] A possible alternative embodiment provides, instead of using an incision blade, the use of an ultra-fast laser of the femto-second type for cold ablation. Also in this case, before carrying out the incision and/or also during said execution by means of said cold laser, it is possible to provide a cooling step of the material of the element 1 and in particular of the area 301 in which it will or is notch 7 is made according to one or more of the variants described above.

[0104] Un laser freddo che si è dimostrato funzionale all'esecuzione del metodo secondo l'invenzione è ad esempio il dispositivo laser denominato SATSUMA e commercializzato da Amplitude. [0104] A cold laser which has proved to be functional for carrying out the method according to the invention is for example the laser device known as SATSUMA and marketed by Amplitude.

[0105] La figura 8 mostra schematicamente ed a titolo di esempio non limitativo un sistema od impianto per l'attuazione dei passi del metodo secondo una delle forme esecutive della presente descrizione. [0105] Figure 8 shows schematically and by way of non-limiting example a system or plant for carrying out the steps of the method according to one of the embodiments of the present description.

[0106] Le figure sono da considerare come simboli iconici di unità operative che mostrano sostanzialmente il layout del sistema e la sua corrispondenza con la sequenza dei passi di metodo, nonché le funzionalità essenziali delle unità operative. [0106] The figures are to be considered as iconic symbols of operating units which substantially show the layout of the system and its correspondence with the sequence of method steps, as well as the essential functionalities of the operating units.

[0107] Un trasportatore 800 trasporta un elemento 1 da una stazione di lavorazione a quella successiva. Una prima stazione di lavorazione consiste nella stazione di controllo della temperatura dell'elemento 1 od almeno della detta zona 301. Tale stazione è indicata come stazione di raffreddamento preventivo ed è indicata con 801. La stazione comprende una unità di condizionamento termico 811 dell'elemento 1 che operando secondo una o più diverse modalità di generazione e di trasferimento termico mantiene la temperatura del detto elemento 1 ad una prestabilita temperatura di lavoro. In particolare, detta temperatura è minore della temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente il substrato da incidere. [0107] A conveyor 800 transports an element 1 from one processing station to the next. A first processing station consists of the temperature control station of the element 1 or at least of said area 301. This station is indicated as a pre-cooling station and is indicated with 801. The station comprises a thermal conditioning unit 811 of the element 1 which, operating according to one or more different heat generation and transfer methods, maintains the temperature of said element 1 at a predetermined working temperature. In particular, said temperature is lower than the glass transition temperature of the polymer constituting the substrate to be etched.

[0108] Una successiva stazione 802 prevede l'unità di incisione od intaglio che può essere realizzata secondo una delle varianti su descritte. In combinazione con l'unità di intaglio indicata con 812, la detta stazione 802 può comprendere una unità di controllo della temperatura che è destinata a controllare la temperatura dell'utensile di taglio e/o anche una unità di controllo della temperatura che è destinata ad ulteriormente controllare la temperatura del materiale almeno nella zona 301. La, o le, dette unità di controllo della temperatura sono mostrate con linea discontinua e sono indicate con 813 sia che siano presenti ambedue sia che ne sia presente solo una delle due alternative. [0108] A subsequent station 802 provides the engraving or notching unit which can be made according to one of the variants described above. In combination with the notching unit indicated by 812, said station 802 may comprise a temperature control unit which is intended to control the temperature of the cutting tool and/or also a temperature control unit which is intended to further control the temperature of the material at least in the area 301. The temperature control unit or units are shown with a broken line and are indicated with 813 whether both are present or only one of the two alternatives is present.

[0109] Quando ad esempio in luogo di una lama di taglio è utilizzato un laser ultrarapido, l'unità di controllo della temperatura della lama non è necessaria ed è sostituita in modo equivalente per quanto attiene l'effetto tecnico di mantenere controllata la temperatura del materiale, dai parametri di impostazione del laser che influenzano la dissipazione di calore nella zona di taglio e dal regime di interazione luce-materia che deve restare in ablazione adiabatica del del substrato nella zona 301. [0109] When for example an ultra-fast laser is used in place of a cutting blade, the blade temperature control unit is not required and is replaced in an equivalent manner as regards the technical effect of keeping the temperature of the blade controlled. material, the laser setup parameters that affect heat dissipation in the cutting zone, and the light-matter interaction regime that must remain in adiabatic ablation of the substrate in zone 301.

[0110] Secondo una variante è possibile che la stazione 801 non sia prevista e che sia prevista solo la stazione 802 in una o più delle varianti descritte per la stessa. [0110] According to a variant it is possible that the station 801 is not provided and that only the station 802 is provided in one or more of the variants described for the same.

[0111] Nell'esempio della figura 8, il sistema illustrato comprende anche mezzi automatici per la separazione delle due parti 1.1 e 1.2 dell'elemento 1. Nonostante tali mezzi indicati nelle stazioni 803 ed 804 sono illustrati in linea questa soluzione è solo opzionale, essendo la soluzione preferita quella di prevedere detti mezzi automatici in un dispositivo separato che viene utilizzato in tempi diversi dal momento della esecuzione della linea di rottura prestabilita nelle stazioni 801 e/o 802. [0111] In the example of figure 8, the illustrated system also comprises automatic means for the separation of the two parts 1.1 and 1.2 of the element 1. Although these means indicated in stations 803 and 804 are illustrated online, this solution is only optional, the preferred solution being that of providing said automatic means in a separate device which is used at different times from the moment of execution of the pre-established breaking line in stations 801 and/or 802.

[0112] Ovviamente i passi di separazione messi in atto nelle stazioni 803 e 804 possono e normalmente sono eseguiti anche mediante una azione manuale da parte di persone umane. [0112] Obviously the separation steps performed in the stations 803 and 804 can and are normally performed also by means of a manual action by human persons.

[0113] Le unità operative delle diverse stazioni 801, 802, 803, 804 sono controllate da una unità centrale di controllo 805 che opera in base ad un software di controllo 806. Il software di controllo elabora i dati ottenuti da sensori 807, in particolare dai sensori di temperatura per quanto attiene le unità di controllo della temperatura del substrato e/o delle lame di taglio e/o del laser freddo, per generare i segnali di comando delle dette singole unità operative. Un'unità di acquisizione dati 808 riceve i segnali dai sensori 807 e li fornisce all'unità di controllo 805. [0113] The operating units of the various stations 801, 802, 803, 804 are controlled by a central control unit 805 which operates on the basis of a control software 806. The control software processes the data obtained from sensors 807, in particular by the temperature sensors as regards the temperature control units of the substrate and/or of the cutting blades and/or of the cold laser, to generate the command signals of said individual operating units. An 808 data acquisition unit receives signals from the 807 sensors and supplies them to the 805 control unit.

[0114] Il software di controllo 806 comprende la codifica delle istruzioni e delle impostazioni necessarie per l'esecuzione dei passi di metodo secondo una o più delle forme esecutive e delle varianti esecutive sopra esposte. [0114] The control software 806 comprises the coding of the instructions and settings necessary for the execution of the method steps according to one or more of the embodiments and embodiments described above.

[0115] La figura 9 mostra schematicamente una variante esecutiva in cui, in presenza di una differenza di tempratura fra coltello e materiale, sia preesistente che indotta mediante condizionamento dell'uno o dell'altra parte, come mostrato con gli elementi tratteggiati 3, 103 e 5, l'utensile di taglio 4 esegue sia il movimento in direzione di penetrazione, cioè perpendicolarmente al tagliente, sia uno spostamento a scorrimento lungo il percorso previsto per l'intaglio 2. [0115] Figure 9 schematically shows a variant embodiment in which, in the presence of a difference in tempering between the knife and the material, both pre-existing and induced by conditioning one or the other part, as shown with the dashed elements 3, 103 and 5, the cutting tool 4 performs both the movement in the direction of penetration, i.e. perpendicular to the cutting edge, and a sliding movement along the path provided for the notch 2.

[0116] La figura 10 mostra invece l'esecuzione dell'intaglio con profondità parziale dello spessore esercitato mediante una penetrazione impulsiva adiabatica dell'utensile di taglio nel materiale. Poiché sono possibili svariate forme esecutive di un sistema di taglio di questo tipo, meccanica, mediante ultrasuoni, elettromagnetica ed altro, questo tipo di azionamento dell'utensile da taglio è mostrato generalizzato mediante una lama 4 ed un meccanismo di applicazione di un moto impulsivo della stessa lama 4 che mostra l'impulso energetico trasmesso alla lama in un grafico. [0116] Figure 10 instead shows the execution of the notch with partial depth of the thickness exerted by means of an adiabatic impulsive penetration of the cutting tool into the material. Since various embodiments of a cutting system of this type are possible, mechanical, by means of ultrasound, electromagnetic and others, this type of actuation of the cutting tool is shown generalized by means of a blade 4 and a mechanism for applying an impulsive motion of the same blade 4 showing the energy impulse transmitted to the blade in a graph.

[0117] Tale impulso è dell'ordine, da 2 a 20N*s, fra 1 e 10J di energia cinetica e una durata di 0.1-0.5ms. [0117] This pulse is of the order, from 2 to 20N*s, between 1 and 10J of kinetic energy and a duration of 0.1-0.5ms.

[0118] Un sistema di attuazione meccanico può prevedere un azionamento per gravità con un ritorno comandato da motore od elementi elastici. [0118] A mechanical actuation system can provide an actuation by gravity with a return controlled by a motor or elastic elements.

[0119] Una alternativa può prevedere una massa battente azionata meccanicamente lungo una corsa verso e contro la lama e indietro. [0119] An alternative may provide for a mechanically driven striking mass along a stroke towards and against the blade and backwards.

[0120] Una alternativa elettromagnetica può prevedere una massa battente la cui corsa in direzione di urto contro la lama ed in dietro è controllata da un elettromagnete, analogamente ad esempio ai martelletti odontoiatrici ad azionamento elettromagnetico. [0120] An electromagnetic alternative can provide a striking mass whose stroke in the direction of impact against the blade and backwards is controlled by an electromagnet, similarly for example to electromagnetically actuated dental hammers.

[0121] Un'alternativa ad ultrasuoni può approfittare dell'effetto di penetrazione pulsata che consiste essenzialmente nella rapida ripetizione di impulsi minori indirizzabili in direzione verticale o parallela alla superficie ad una frequenza tra 20kHz e 40kHz ed una potenza tra i 20W e i 100W. [0121] An ultrasonic alternative can take advantage of the pulsed penetration effect which essentially consists in the rapid repetition of minor pulses addressable in a vertical or parallel direction to the surface at a frequency between 20kHz and 40kHz and a power between 20W and 100W.

- ESEMPI SPERIMENTALI -- EXPERIMENTAL EXAMPLES -

[0122] Il metodo secondo la presente invenzione è stato testato in alcuni semplici esperimenti di cui ai seguenti esempi: [0122] The method according to the present invention has been tested in some simple experiments as in the following examples:

ESEMPIO 1EXAMPLE 1

[0123] Una lastra di PET è stata sottoposta all'esecuzione dei tre intagli mediante cutter ciascuno con una diversa pressione esercitata sulla lama e cioè leggera, media e forte come nel precedente esempio e mediante azionamento combinato in direzione di penetrazione e di scorrimento della lama. [0123] A PET sheet was subjected to the execution of the three notches by means of a cutter each with a different pressure exerted on the blade, i.e. light, medium and strong as in the previous example and by means of a combined drive in the direction of penetration and sliding of the blade .

[0124] Prima di eseguire l'intaglio, la lama del cutter è stata raffreddata ogni volta mediante un gas freddo ad una temperatura prossima a 0°C al fine di generare la differenza di temperatura fra lama e materiale. E' stato immediatamente eseguito l'intaglio prima che la lama si riscaldasse. [0124] Before carrying out the carving, the blade of the cutter was cooled each time by means of a cold gas at a temperature close to 0°C in order to generate the temperature difference between the blade and the material. The carving was done immediately before the blade warmed up.

[0125] I tre campioni con i tre diversi tipi di intaglio sono stati manipolati mediante piegatura come per i campioni su descritti. In tutti e tre i casi al raggiungimento di un angolo dell'ordine di grandezza di circa 90° le due parti si sono separate mediante fratturazione del ponte di materiale nella zona dello spessore non interessata dall'intaglio. La separazione è stata netta per tutti e tre i campioni e il fronte della frattura su ambedue le parti della lastra era costituito da una superficie netta senza rugosità, dentellature od altre deformazioni. La forza e/o l'inclinazione necessaria era inversamente proporzionale alla profondità di taglio, la lama nella sua condizione ideale di conservazione. [0125] The three samples with the three different types of notches were manipulated by bending as for the samples described above. In all three cases, upon reaching an angle of the order of magnitude of approximately 90°, the two parts separated by fracturing the material bridge in the thickness area not affected by the notch. The separation was clear for all three samples and the fracture front on both sides of the plate was a clear surface without roughness, indentations or other deformations. The force and/or inclination required was inversely proportional to the depth of cut, the blade in its ideal conservation condition.

ESEMPIO 2EXAMPLE 2

[0126] La stessa tipologia di lastra è stata sottoposta all'esecuzione dei tre intagli mediante cutter ciascuno con una diversa pressione esercitata sulla lama e cioè leggera, media e forte come nel precedente esempio. [0126] The same type of slab was subjected to the execution of the three notches by means of a cutter each with a different pressure exerted on the blade, ie light, medium and strong as in the previous example.

[0127] In questo esempio, la zona in cui doveva essere praticata l'incisione è stata sottoposta a raffreddamento mediante esposizione ad un gas in espansione. La temperatura del materiale lungo la zona destinata ad essere incisa è stata di circa 0°C. Immediatamente dopo il raffreddamento è stata eseguita l'incisione. [0127] In this example, the area where the incision was to be made was subjected to cooling by exposure to an expanding gas. The temperature of the material along the area intended to be engraved was approximately 0°C. Immediately after cooling, the incision was made.

[0128] L'incisione è stata eseguita immediatamente dopo il raffreddamento per evitare un riscaldamento del materiale. [0128] The engraving was performed immediately after cooling to avoid heating of the material.

[0129] I tre campioni con i tre diversi tipi di intaglio sono stati manipolati mediante piegatura come per i campioni su descritti. In tutti e tre i casi al raggiungimento di un angolo dell'ordine di grandezza di circa 90° le due parti si sono separate mediante fratturazione del ponte di materiale nella zona dello spessore non interessata dall'intaglio. La separazione è stata netta per tutti e tre i campioni e il fronte della frattura su ambedue le parti della lastra era costituito da una superficie netta senza rugosità, dentellature od altre deformazioni. [0129] The three samples with the three different types of notches were manipulated by bending as for the samples described above. In all three cases, upon reaching an angle of the order of magnitude of approximately 90°, the two parts separated by fracturing the material bridge in the thickness area not affected by the notch. The separation was clear for all three samples and the fracture front on both sides of the plate was a clear surface without roughness, indentations or other deformations.

ESEMPIO 3EXAMPLE 3

[0130] La stessa tipologia di lastra è stata sottoposta all'esecuzione dei tre intagli mediante cutter ciascuno con una diversa pressione esercitata sulla lama e cioè leggera, media e forte come nel precedente esempio. [0130] The same type of slab was subjected to the execution of the three notches by means of a cutter each with a different pressure exerted on the blade, ie light, medium and strong as in the previous example.

[0131] In questo esempio, la zona in cui doveva essere praticata l'incisione è stata sottoposta a riscaldamento mediante esposizione ad un flusso di gas riscaldato da una resistenza. La temperatura del materiale lungo la zona destinata ad essere incisa è stata tale da ammorbidire il materiale. Immediatamente dopo il riscaldamento è stata eseguita l'incisione. [0131] In this example, the area where the incision was to be made was subjected to heating by exposure to a gas flow heated by a resistance. The temperature of the material along the area intended to be engraved was such as to soften the material. Immediately after heating, the incision was made.

[0132] Inoltre ogni volta è stata raffreddata la lama del cutter con un trattamento analogo e ad una temperatura di circa 0°C. [0132] Furthermore, each time the blade of the cutter was cooled with a similar treatment and at a temperature of about 0°C.

[0133] L'incisione è stata eseguita immediatamente dopo il riscaldamento del materiale ed il raffreddamento per evitare un riscaldamento della lama tramite contatto con il substrato. Il materiale della lastra è stato raffreddato sotto la sua temperatura di transizione vetrosa in seguito all'incisione per fissare e conservare la morfologia ottenuta. Il taglio così eseguito ha richiesto sforzi considerabilmente minori per penetrare e/o traslare nel materiale, la lama sarà conservata ancora più a lungo. Il taglio risulta particolarmente netto, l'incisione è pressocché invisibile. [0133] The etching was performed immediately after heating the material and cooling it to avoid heating the blade by contact with the substrate. The plate material was cooled below its glass transition temperature following etching to fix and preserve the resulting morphology. The cut thus performed required considerably less effort to penetrate and/or translate into the material, the blade will be kept even longer. The cut is particularly clean, the incision is almost invisible.

Esempio 4Example 4

[0134] La stessa lastra è stata sottoposta ad incisione mediante penetrazione impulsiva adiabatica dell'utensile. [0134] The same slab was subjected to etching by adiabatic impulsive penetration of the tool.

[0135] Una lama è stata appoggiata sulla superficie del materiale con il tagliente della stessa in appoggio contro detta superficie. Una massa battente guidata verticalmente è stata fatta cadere da diverse altezze contro il lato della lama opposto al tagliente. [0135] A blade was placed on the surface of the material with its cutting edge resting against said surface. A vertically guided hammer mass was dropped from various heights against the side of the blade opposite the cutting edge.

[0136] Mediante prove si è stabilito un valore di altezza da cui far cadere la massa battente tale per cui la lastra non venisse tranciata completamente, cioè tale per cui la penetrazione della lama avveniva solo per parte dello spessore della lastra. [0136] Trials established a height value from which to drop the striking mass such that the slab was not sheared completely, i.e. such that the blade penetrated only part of the thickness of the slab.

[0137] Sono stati eseguiti tra intagli a diverse altezze minori dell'altezza massima limite oltre alla quale si è ottenuta una tranciatura completa del materiale. [0137] Between incisions were made at different heights lower than the maximum limit height beyond which a complete shearing of the material was obtained.

[0138] Si sono ottenuti tre campioni ciascuno con un intaglio di differente profondità. I tre diversi tipi di intaglio sono stati manipolati mediante piegatura come per i campioni su descritti. In tutti e tre i casi al raggiungimento di un angolo dell'ordine di grandezza decisamente minore di 90° le due parti si sono separate mediante fratturazione del ponte di materiale nella zona dello spessore non interessata dall'intaglio. La separazione è stata netta con una frattura secca che per tutti e tre i campioni presentava un fronte della frattura su ambedue le parti della lastra era costituito da una superficie netta senza rugosità, dentellature od altre deformazioni. [0138] Three samples were obtained each with a notch of different depth. The three different types of carving were manipulated by bending as for the specimens described above. In all three cases, upon reaching an angle of the order of magnitude decidedly smaller than 90°, the two parts separated by fracturing the material bridge in the thickness area not affected by the notch. The separation was clean with a dry fracture which for all three samples presented a fracture front on both sides of the plate consisting of a clean surface without roughness, indentations or other deformations.

[0139] Lo stesso esperimento è stato eseguito combinando un condizionamento termico preventivo del coltello e/o del materiale al fine di generare una differenza di temperatura fra gli stessi e si sono verificate la facilità di rottura lungo l'intaglio analogamente a quanto sopra descritto per gli altri esperimenti. Anche in questo caso, la separazione è stata netta con una frattura secca che per tutti e tre i campioni presentava un fronte della frattura su ambedue le parti della lastra che era costituito da una superficie netta senza rugosità, dentellature od altre deformazioni. La facilità di rottura non è determinata dal condizionamento termico del materiale prima e durante il taglio. L'altezza della massa battente è stata ridotta per ottenere un comportamento simile alla modalità senza trattamenti termici, lo scopo del condizionamento preventivo o contemporaneo è quello di ridurre lo sforzo richiesto per incidere e ridurre la manutenzione degli utensili. [0139] The same experiment was carried out by combining a preventive thermal conditioning of the knife and/or of the material in order to generate a temperature difference between them and the ease of breaking along the notch was verified similarly to what was described above for the other experiments. Also in this case, the separation was clear with a dry fracture which for all three samples presented a fracture front on both sides of the plate which was constituted by a clear surface without roughness, indentations or other deformations. The ease of breaking is not determined by the thermal conditioning of the material before and during cutting. The height of the striking mass has been reduced to obtain a behavior similar to the mode without heat treatments, the purpose of the preventive or contemporary conditioning is to reduce the effort required to engrave and reduce tool maintenance.

[0140] In una ulteriore prova sperimentale, per l'esecuzione di un intaglio con profondità parziale rispetto allo spessore complessivo di circa 2mm di una lastra e con una lunghezza dell'intaglio di circa 2,5cm, l'intaglio parziale è stato realizzato mediante penetrazione impulsiva con una energia di circa da 0,2 a 0,6Joule. A seguito, la piegatura in direzione opposta al lato in cui è praticato l'intaglio delle due parti separate dall'intaglio ha consentito di ottenere una rottura netta e decisa i cui bordi sono lisci e privi di seghettature od altre irregolarità superficiali. [0140] In a further experimental test, for the execution of a notch with partial depth with respect to the overall thickness of about 2mm of a slab and with a length of the notch of about 2.5cm, the partial notch was made by impulsive penetration with an energy of about 0.2 to 0.6 Joule. Subsequently, the folding of the two parts separated by the notch in the opposite direction to the side on which the notch is made made it possible to obtain a clean and decisive break whose edges are smooth and free of serrations or other surface irregularities.

[0141] Nelle figure schematiche, la modalità di esecuzione dell'intaglio mediante una lama è mostrato solo per la variante esecutiva ad impulso, in cui l'intaglio è generato con una movimento del coltello solo in direzione di penetrazione e per una variante esecutiva in cui il coltello scorre lungo un prestabilito percorso che definisce la posizione dell'intaglio. Una azione di penetrazione iniziale è seguita dalla traslazione della lama lungo il detto percorso, mantenendo la posizione di penetrazione. [0141] In the schematic figures, the incision execution mode using a blade is shown only for the impulse execution variant, in which the incision is generated with a movement of the knife only in the direction of penetration and for an execution variant in which the knife slides along a pre-established path which defines the position of the notch. An initial piercing action is followed by translation of the blade along said path, maintaining the piercing position.

[0142] Una alternativa non illustrata prevede che la lama sia sotto forma di disco rotante che presenta un tagliente lungo il suo bordo periferico. L'intaglio avvenendo mediante penetrazione inziale nella misura prestabilita nello spessore del materiale e quindi traslazione lungo il percorso che definisce la posizione dell'intaglio, durante la quale traslazione, la lama circolare ruota su se stessa, portando sempre una nuova parte di tagliente ad incidere il materiale. [0142] An alternative not shown provides for the blade to be in the form of a rotating disk which has a cutting edge along its peripheral edge. The notch takes place by initial penetration in the pre-established thickness of the material and then translation along the path that defines the position of the notch, during which translation, the circular blade rotates on itself, always bringing a new part of the cutting edge to incise the material.

[0143] In questo caso il raffreddamento della lama può avvenire durante la realizzazione dell'intaglio mediante una delle alternative su descritte ed in cui la parte di tagliente che non è ancora venuta ad incidere il materiale e opportunamente raffreddata per aumentarne la resistenza e la durata. [0143] In this case, the cooling of the blade can take place during the making of the notch by means of one of the alternatives described above and in which the part of the cutting edge which has not yet cut into the material is suitably cooled to increase its resistance and duration .

[0144] Tale concetto si applica anche quando in alternativa alla variante che prevede il raffreddamento della lama, si utilizza la variante che prevede il riscaldamento della lama. In questo caso, è possibile che venga riscaldata alla temperatura di lavoro solo la parte di tagliente che deve venire ancora ad incidere il materiale, immediatamente prima dell'incisione. [0144] This concept also applies when, as an alternative to the variant which provides for cooling of the blade, the variant which provides for heating of the blade is used. In this case, it is possible that only the part of the cutting edge which still has to engrave the material, immediately before the incision, is heated to the working temperature.

Claims (17)

1. Metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi piatti o lastriformi o oblunghi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati, il detto elemento comprendendo almeno due facce fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito ed il quale metodo prevede l'esecuzione di un pre-taglio mediante un utensile di taglio in cui detto pre-taglio avviene in modo da creare una fessura appuntita mantenendo o generando una fase vetrosa del materiale nella zona dello spessore di materiale restante oltre l'estremità appuntita della detta fessura di pre-taglio.1. Method for the generation of pre-established breaking lines in flat or sheet-like or oblong elements in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives, said element comprising at least two mutually opposite faces which are spaced apart by a pre-established thickness and the which method provides for the execution of a pre-cut by means of a cutting tool in which said pre-cut takes place in such a way as to create a sharp slit while maintaining or generating a glassy phase of the material in the area of the thickness of material remaining beyond the sharp end of said pre-cut slot. 2. Metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi piatti o lastriformi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati secondo la rivendicazione 1, il detto prevedendo combinazioni alternative di passi secondo: una prima alternativa che prevede un azionamento ed una penetrazione impulsiva ed essenzialmente adiabatica dell'utensile di taglio nel materiale; una seconda alternativa che prevede un azionamento dell'utensile di taglio in direzione di penetrazione dello stesso nello spessore del materiale e opzionalmente anche in direzione di scorrimento lungo una prestabilita linea di taglio, ed al tempo stesso una differenza di temperatura tra la temperatura del materiale e la temperatura dell'utensile di taglio; una terza alternativa prevede l'esecuzione del taglio mediante una lama a rotolamento, ovvero una lama circolare rotante che viene fatta avanzare lungo il percorso previsto per la prestabilita linea di taglio od incisione, opzionalmente prevedendo una differenza di temperatura tra la temperatura del materiale e la temperatura dell'utensile di taglio.2. Method for generating predetermined breaking lines in flat or plate-like elements in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives according to claim 1, the said providing for alternative combinations of steps according to: a first alternative which provides for an impulsive and essentially adiabatic actuation and penetration of the cutting tool into the material; a second alternative which provides for an actuation of the cutting tool in the direction of penetration of the same into the thickness of the material and optionally also in the direction of sliding along a predetermined cutting line, and at the same time a temperature difference between the temperature of the material and the temperature of the cutting tool; a third alternative provides for the execution of the cut by means of a rolling blade, i.e. a rotating circular blade which is made to advance along the path foreseen for the pre-established cutting or incision line, optionally providing for a temperature difference between the material temperature and the cutting tool temperature. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l'azionamento impulsivo del coltello che determina la detta penetrazione adiabatica nel materiale, avviene con impulsi aventi una durata di meno di un millisecondo e un'energia compresa tra 0.1 e 10J per cm di taglio o alternativamente con una ripetizione ciclica dello sforzo ad una frequenza compresa fra 20kHz e 50kHz, preferibilmente intorno a circa 30kHz.3. Method according to claim 2, wherein the impulsive actuation of the knife which determines said adiabatic penetration into the material, takes place with impulses having a duration of less than one millisecond and an energy comprised between 0.1 and 10J per cm of cut or alternatively with a cyclical repetition of the effort at a frequency between 20kHz and 50kHz, preferably around about 30kHz. 4. Metodo secondo le rivendicazioni 2 o 3, in cui l'azionamento impulsivo viene generato meccanicamente e/o elettromeccanicamente e/o elettromagneticamente mediante azionamento di una massa battente che colpisce la lama dell'utensile di taglio per la durata dell'impulso e con una energia prestabilita e preimpostata oppure la penetrazione impulsiva adiabatica è ottenuta mediante un utensile di taglio ad ultrasuoni.The method according to claims 2 or 3, wherein the impulse drive is generated mechanically and/or electromechanically and/or electromagnetically by actuation of a striking mass which strikes the blade of the cutting tool for the duration of the impulse and with a pre-set and pre-set energy or adiabatic impulsive penetration is achieved by means of an ultrasonic cutting tool. 5. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il metodo prevede il passo di trattare termicamente una zona di materiale lungo il percorso lungo cui è prevista una incisione od una fessura di pre-taglio.The method according to one or more of the preceding claims, wherein the method provides the step of thermally treating an area of material along the path along which a pre-cutting incision or slot is provided. 6. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è previsto di raffreddare la tempratura dell'utensile di taglio rispetto al materiale, in modo da aumentare la resistenza dell'utensile di taglio all'usura ed in particolare da limitare la perdita dell'affilatura del tagliente e/o di portare il materiale ad una temperatura più elevata rispetto alla temperatura dell'utensile di taglio, almeno lungo la linea lungo cui viene seguito l'intaglio essendo tale temperatura scelta in dipendenza del materiale in modo da facilitare la penetrazione della lama dell'utensile di taglio nel materiale stesso evitando modificazioni strutturali del materiale dovute a schiacciamenti o compressioni dello stesso da parte dell'utensile di taglio e conseguenti possibili imprecisioni sulla profondità effettiva dell'incisione.6. Method according to one or more of the preceding claims, wherein the tempering of the cutting tool with respect to the material is cooled, so as to increase the resistance of the cutting tool to wear and in particular to limit the loss of sharpening of the cutting edge and/or to bring the material to a higher temperature than the temperature of the cutting tool, at least along the line along which the notch is followed, this temperature being chosen depending on the material so as to facilitate penetration of the blade of the cutting tool in the material itself, avoiding structural modifications of the material due to crushing or compression of the same by the cutting tool and consequent possible inaccuracies on the effective depth of the incision. 7. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui la temperatura del materiale e/o dell'utensile di taglio è tale da consentire di conservare le fasi vetrose del detto materiale, e di creare successivamente e/o contestualmente al detto trattamento termico una fessura appuntita grazie all'intervento dell'utensile di taglio.7. Method according to one or more of the preceding claims, wherein the temperature of the material and/or of the cutting tool is such as to allow the vitreous phases of said material to be preserved, and subsequently and/or simultaneously with said heat treatment to be created sharp slot thanks to the intervention of the cutting tool. 8. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che prevede una combinazione delle alternative secondo la rivendicazione 2 ed in cui sono previsti i seguenti passi: – la definizione di un percorso della detta linea di rottura prestabilita lungo almeno parte dell'estensione delle dette facce; – l'esecuzione di un'incisione o di un intaglio da almeno una sola delle dette facce e lungo il detto percorso la quale incisione è realizzata con una profondità corrispondente a parte dello spessore complessivo del detto elemento; e – l'incisione per la realizzazione del pre-taglio essendo ottenuta attraverso penetrazione nel materiale a ghigliottina o a scorrimento o a rotolamento e con carico progressivo, costante o impulsivo; – almeno durante l'incisione, eseguire un controllo della temperatura dell'utensile di taglio e/o del materiale almeno lungo la detta incisione od il detto intaglio, cioè almeno lungo le pareti laterali del detto intaglio e/o lungo il ponte del materiale della parte di spessore dell'elemento in cui non è presente l'incisione o l'intaglio, il quale controllo della temperatura consiste nel mantenere una differenza di tempratura fra utensile di taglio e materiale che includa la temperatura di transizione vetrosa del polimero costituente il substrato.8. Method according to one or more of the preceding claims characterized in that it provides a combination of the alternatives according to claim 2 and in which the following steps are provided: – the definition of a path of said pre-established breaking line along at least part of the extension of said faces; – the execution of an incision or notch on at least one of the said faces and along the said path which incision is made with a depth corresponding to part of the overall thickness of the said element; and – the incision for making the pre-cut being obtained by guillotine or sliding or rolling penetration into the material and with a progressive, constant or impulsive load; – at least during the incision, carry out a temperature control of the cutting tool and/or of the material at least along said incision or said notch, i.e. at least along the side walls of said notch and/or along the bridge of the material of the thick part of the element in which there is no engraving or carving, which temperature control consists in maintaining a temperature difference between the cutting tool and the material which includes the glass transition temperature of the polymer constituting the substrate. 9. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui il controllo della temperatura ha luogo secondo una o più delle seguenti combinazioni: raffreddando e/o riscaldando durante e/o dopo l'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio, almeno una parte del materiale, almeno lungo il percorso lungo cui viene eseguito l'intaglio o l'incisione e per una certa estensione in larghezza a cavallo del detto percorso ed una certa profondità, preferibilmente l'intero spessore dell'elemento, ad una temperatura al di sotto della temperatura di transizione vetrosa; raffreddando e/o riscaldando almeno il tagliente della lama dell'utensile di taglio e/o l'intera lama ad una temperatura inferiore alla temperatura di transizione vetrosa.9. Method according to one or more of the preceding claims in which the temperature control takes place according to one or more of the following combinations: by cooling and/or heating during and/or after the execution of the engraving or carving, at least a part of the material, at least along the path along which the engraving or engraving is performed and for a certain extent in width a straddling said path and a certain depth, preferably the entire thickness of the element, at a temperature below the glass transition temperature; cooling and/or heating at least the cutting edge of the cutting tool blade and/or the entire blade to a temperature below the glass transition temperature. 10. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui l'intaglio viene eseguito per mezzo di una lama a ghigliottina od a coltello oppure mediante laser ultra veloci oppure mediante ultrasuoni.10. Method according to one or more of the preceding claims, wherein the incision is performed by means of a guillotine or knife blade or by ultra-fast lasers or by ultrasound. 11. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni in cui è previsto un passo di condizionamento termico, preferibilmente di raffreddamento del materiale e/o dell'utensile di taglio, al termine dell'esecuzione dell'intaglio per fissare la morfologia del taglio.11. Method according to one or more of the preceding claims wherein a thermal conditioning step is provided, preferably for cooling the material and/or the cutting tool, at the end of the execution of the incision to fix the morphology of the cut. 12. Metodo per la rottura assistita da linee, incisioni o intagli di rottura prestabilita di un elemento piatto o lastriforme o oblungo in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati ed il quale elemento comprende almeno due facce fra loro opposte e che sono distanziate da uno spessore prestabilito, il quale metodo prevede la realizzazione lungo il percorso di una linea di rottura prestabilita di una incisione o di un intaglio secondo i passi di una delle suddette forme esecutive del metodo per la generazione di linee di rottura prestabilita in elementi piatti o lastriformi o oblunghi in polimeri termoplastici come poliestere o simili e/o derivati secondo una o più delle rivendicazioni 1 a 11, comprendendo in combinazione con questi passi, il passo di flettere le due parti del detto elemento separate dalla detta linea di rottura prestabilita, intorno ad un asse di piegatura coincidente con la detta linea ed in direzione di avvicinamento reciproco delle semi-superfici delle dette due parti corrispondenti alla faccia opposta a quella da cui è stata praticata l'incisione o l'intaglio.12. Method for assisted breaking by pre-established breaking lines, incisions or notches of a flat or sheet-like or oblong element in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives and which element comprises at least two opposite faces which are spaced apart from a pre-established thickness, which method provides for the creation along the path of a pre-established breaking line of an incision or notch according to the steps of one of the aforementioned embodiments of the method for generating pre-established breaking lines in flat or slab-shaped or oblong shapes in thermoplastic polymers such as polyester or the like and/or derivatives according to one or more of claims 1 to 11, comprising in combination with these steps, the step of bending the two parts of said element separated by said pre-established breaking line, around to a folding axis coinciding with said line and in the direction of mutual approach of the semi-surfaces d said two parts corresponding to the face opposite to that from which the incision or carving was made. 13. Sistema per l'attuazione del metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 12, in cui il detto sistema comprende: un utensile di taglio con un tagliente, il quale utensile di taglio è spostabile per una prestabilita corsa in direzione perpendicolare al tagliente verso la superficie di un pezzo in cui generare mediante penetrazione parziale un intaglio ed il quale utensile di taglio è azionato da un corpo battente che viene accelerato in direzione di penetrazione contro detto utensile di taglio e che trasferisce mediante urto contro il detto utensile di taglio l'energia cinetica in modo impulsivo; un meccanismo di ritorno dell'utensile e/o del battente nella posizione retratta rispetto alla superficie del detto pezzo.13. System for implementing the method according to one or more of the preceding claims 1 to 12, wherein said system comprises: a cutting tool with a cutting edge, which cutting tool is movable for a predetermined stroke in the direction perpendicular to the cutting edge towards the surface of a workpiece in which a notch is generated by partial penetration and which cutting tool is driven by an impact body which is accelerated in the direction of penetration against said cutting tool and which transfers kinetic energy by impact against said cutting tool in an impulsive manner; a return mechanism of the tool and/or hammer in the retracted position with respect to the surface of said piece. 14. Sistema per l'attuazione del metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 12, in cui il detto sistema comprende: un organo di taglio spostabile in direzione di penetrazione nel detto pezzo in lavorazione e/o in direzione di scorrimento lungo un percorso definito dal percorso di estensione longitudinale dell'intaglio da eseguire per l'esecuzione della detta incisione o del detto intaglio partendo da una faccia del detto elemento e con la detta estensione in profondità corrispondente ad una parte dello spessore complessivo del materiale.14. System for implementing the method according to one or more of the preceding claims 1 to 12, wherein said system comprises: a cutting member movable in the direction of penetration into said workpiece and/or in the direction of sliding along a path defined by the longitudinal extension path of the incision to be made for the execution of said incision or of said incision starting from a face of said element and with said depth extension corresponding to a part of the overall thickness of the material. 15. Sistema per l'attuazione del metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 12, in cui il detto sistema comprende: una unità di condizionamento termico di un pezzo in lavorazione almeno lungo una zona di materiale coincidente con un prestabilito percorso di esecuzione di un intaglio od una incisione che si estende per parte dello spessore del detto pezzo e/o una unità di condizionamento termico di un organo di taglio; una unità di misura e regolazione precisa della o delle temperature del materiale dell'elemento in lavorazione e/o della detta lama di taglio ad una temperatura al di sotto o al di sopra della temperatura di transizione vetrosa del detto materiale.15. System for implementing the method according to one or more of the preceding claims 1 to 12, wherein said system comprises: a unit for thermal conditioning of a workpiece at least along an area of material coinciding with a predetermined path of execution of a notch or an incision which extends for part of the thickness of said piece and/or a thermal conditioning unit of a cutting member; a unit of measurement and precise regulation of the temperature or temperatures of the material of the workpiece and/or of said cutting blade at a temperature below or above the glass transition temperature of said material. 16. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni 13 a 15, caratterizzato dal fatto che comprende in alternativa od in combinazione una stazione di raffreddamento di stabilizzazione del materiale integrata con l'utensile di taglio e/o con la controparte di sostegno e battuta, venendo la stabilizzazione per raffreddamento del materiale eseguita contemporaneamente e/o in seguito all'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio.16. System according to one or more of claims 13 to 15, characterized in that it comprises, alternatively or in combination, a material stabilization cooling station integrated with the cutting tool and/or with the supporting and abutment counterpart, being the stabilization by cooling of the material performed at the same time and/or following the execution of the incision or carving. 17. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni 13 a 16, in cui il raffreddamento opzionale almeno della lama o della sola zona del tagliente ha luogo durante o dopo l'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio essendo prevista una unità criogenica in contatto termico con la detta lama e/o almeno con la detta zona del tagliente, la quale unità criogenica è attivabile prima e/o durante e/o dopo l'azionamento dell'unità di taglio per l'esecuzione dell'incisione o dell'intaglio.17. System according to one or more of claims 13 to 16, wherein the optional cooling of at least the blade or only the cutting edge area takes place during or after the execution of the incision or carving, a cryogenic unit in thermal contact being provided with said blade and/or at least with said cutting edge region, which cryogenic unit can be activated before and/or during and/or after actuation of the cutting unit to perform the incision or notch.
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