IT201900014934A1 - Procedimento per il taglio di materiali non metallici mediante macchina laser - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo:
“Procedimento per il taglio di materiali non metallici mediante macchina laser.”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un procedimento per il taglio di materiali non metallici quali pelli naturali e sintetiche, tessuti naturali e sintetici, plastiche, gomme e legno mediante macchina laser.
I termini taglio e tagliare comprendono sia nella descrizione sia nelle rivendicazioni anche le varianti sia dell’incisione e dell’incidere sia della marcatura e del marcare in quanto anche dette varianti possono essere eseguite mediante macchina laser sui detti materiali non metallici.
La tecnologia del taglio laser con cui si possono tagliare molti tipi di materiali è molto utilizzata per le sue capacità di gestire i materiali, anche molto delicati o duri, con precisione millimetrica. L’operazione consiste fondamentalmente in un processo termico con il quale il fascio laser trasmette energia tagliando il materiale in questione.
Una delle sue caratteristiche principali, che lo rende anche così utilizzato, è appunto la sua precisione e la non necessità del prodotto finito di essere sottoposto a trattamenti di finitura ulteriori.
Questo è possibile grazie al lavoro del laser che rende i bordi del taglio perfettamente lisci e puliti per buona parte dei materiali metallici.
Il taglio al laser può essere effettuato sia per combustione, sia per fusione.
Il principale svantaggio nell’impiego di tale tecnologia comporta su alcuni materiali alcune conseguenze del tipo infragilimento delle aree contigue al taglio, bruciatura e annerimento delle stesse, rilascio di fumi ed in alcuni casi, persistente cattivo odore, per cui queste ed altre conseguenze riducono l’efficacia ed a volte il campo di applicazione del laser stesso.
Si è ora trovato un procedimento che consente di eliminare o sensibilmente ridurre gli svantaggi derivanti dall’impiego di tale tecnologia.
Il procedimento oggetto della presente invenzione consente il taglio laser senza infragilimento delle aree contigue alla linea di taglio, consentendo in tal modo anche l’esecuzione di profili o disegni altrimenti irrealizzabili e facilitando o permettendo successive lavorazioni altrimenti impraticabili.
Inoltre non genera cattivi odori conseguenti alla combustione/ossidazione del materiale nell’area interessata al taglio, anche quelli che permangono sul componente e che sono molto critici in varie applicazioni.
Riduce inoltre i fumi migliorando l’ambiente di lavoro.
Opportunamente regolato, ne evita le conseguenze negative alla trasmissione di calore (eccesso)sul componente lavorato, evitando le deformazioni e bruciature conseguenti. Il taglio così effettuato appare pulito, più preciso, consentendo profili e lavorazioni altrimenti irrealizzabili e l’utilizzo del laser in contesti e su componenti altrimenti impossibili. L’energia del laser interagisce sul componente solo nella misura strettamente necessaria al taglio, cioè controllando o modulando la combustione e/o la trasmissione di calore.
Il procedimento per il taglio di materiali non metallici comprende essenzialmente il tagliare il materiale non metallico mediante taglio laser eseguito con adatta macchina laser, detto procedimento essendo effettuato mediante l’aggiunta di una adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, che viene applicata al detto materiale non metallico.
I materiali non metallici ai quali può essere applicato il procedimento in accordo all’invenzione possono essere le pelli naturali e sintetiche, i tessuti naturali e sintetici, le plastiche (incluso il plexiglass), le gomme e il legno.
L’applicazione di detta sostanza o miscela di sostanze in qualsiasi forma liquida può essere preferibilmente effettuata per deposizione, spennellatura, spruzzamento, nebulizzazione, iniezione, bagnatura, imbevimento.
L’applicazione di detta sostanza o miscela di sostanze in qualsiasi forma liquida può avvenire sia contemporaneamente, sia prima, sia immediatamente dopo detto taglio laser in quanto dipende soprattutto dal tempo di evaporazione che può avere il liquido utilizzato.
Applicato prima del detto taglio laser si intende che il tempo fra detta applicazione di detta sostanza o miscela di sostanze e detto taglio laser è preferibilmente inferiore a 15 minuti, più preferibilmente inferiore a 30 secondi, ancor più preferibilmente uguale o inferiore ad 1 secondo.
Applicato immediatamente dopo del detto taglio laser si intende che il tempo fra detto taglio laser e detta applicazione di detta sostanza o miscela di sostanze è preferibilmente minore di un secondo, più preferibilmente uguale o minore a 0,1 secondi.
L’adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, che viene applicata al detto materiale non metallico, può essere una miscela acquosa contenente tensioattivi in quantità preferibilmente compresa fra lo 0,5 ed il 13 %, più preferibilmente fra l’1 ed il 9 %, in volume.
La miscela acquosa contenente tensioattivi può eventualmente contenere anche acido acetico, preferibilmente in quantità compresa fra lo 0,1 e l’1,5 % in volume, oppure un liquido che lo contenga quale l’aceto, preferibilmente in quantità quest’ultimo fra il 5 ed il 10 % in volume.
I tensioattivi preferiti sono i tensioattivi fluorocarbonici e/o idrocarburici, preferibilmente a catena corta con un numero di atomi di carbonio uguale o minore di 6.
Fra i tensioattivi idrocarburici in particolare si può consigliare il 2-(2-butossietossi)etanolo.
Fra i tensioattivi fluorocarbonici in particolare si può consigliare il N-[3-(dimetilammino)propil]-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoroottanosulfonammide N-ossido.
Detti tensioattivi, in particolare i tensioattivi fluorocarbonici e idrocarburici, possono essere sotto forma di schiuma contenente acqua, liquido schiumogeno contenente almeno uno di detti tensioattivi, aria o gas inerte.
Un liquido schiumogeno preferito contiene sia tensioattivi fluorocarbonici sia tensioattivi idrocarburici: in particolare può contenere sia il 2-(2-butossietossi)etanolo, preferibilmente in quantità fra il 3 e l’11 % ,sia il N-[3-(dimetilammino)propil]-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoroottanosulfonammide N-ossido, preferibilmente in quantità fra lo 0,1 e il 2 %.
Eventualmente possono essere aggiunti additivi, quali, da soli o in combinazione tra loro, metanolo, etanolo, acido fosforico e/o decil solfato sodico, quest’ultimo preferibilmente in quantità fra lo 0,3 ed il 5 %.
La tecnologia laser che può essere utilizzata nel procedimento in accordo all’invenzione può essere di qualsiasi tipo, ma in particolare possono essere preferite le tecnologie laser CO2, laser a fibra, laser YAG.
L'apparecchiatura utilizzata può essere una macchina laser in commercio oppure potrebbe essere una macchina laser modificata.
Nel caso di macchina laser modificata, detta macchina, che costituisce un ulteriore oggetto dell’invenzione, può essere costituita essenzialmente con gli stessi elementi della macchina laser cui vengono aggiunti uno o più ugelli per spruzzare o nebulizzare la sostanza da applicare al taglio laser.
Ulteriore oggetto dell’invenzione è l’utilizzo di tensioattivi fluorocarbonici e/o idrocarburici, in particolare contenuti in liquidi schiumogeni, per tagliare materiali non metallici mediante taglio laser.
Caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di due esempi esecutivi, il primo comparativo ed il secondo in accordo all’invenzione, corredati da 4 figure (1a, 1b, 2a, 2b) che mostrano dei materiali non metallici dopo essere stati sottoposti a taglio laser.
Esempio 1-Comparativo
Vengono utilizzati quali materiali da sottoporre a taglio laser una nappa e un tessuto sintetico/ecopelliccia i quali vengono tagliati mediante una macchina laser commerciale modello MT-1613W100.
Dopo il taglio laser si notano bruciature, strinature, annerimento, raggrinzimento della superficie, come si può vedere nelle figure 1a (nappa) e 1b (sintetico). Inoltre si avverte un persistente odore di bruciato difficilmente rimediabile con annesse consistenti emissioni di fumi.
Esempio 2
Effettuando la stessa operazione mediante gli stessi materiali e la stessa macchina dell’esempio 1, viene applicato alcuni secondi prima del taglio (tramite spennellatura sulla superficie da tagliare)una soluzione al 27% di acqua, 7% aceto di vino bianco(una soluzione acquosa al 3-5% di acido acetico (CH3COOH)) e 66% di schiumogeno antincendio denominato PRO K-017 della società Profarm S.r.l contenente:
● dal 7 al 10 % in volume di 2-(2-butossietossi)etanolo (CAS:112-34-5) quale tensioattivo idrocarburico;
● dallo 0,1 allo 0,25 % in volume di N-[3-(dimetilammino)propil]-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoroottanosulfonammide N-ossido (N-[3 (CAS 80475-32-7) quale tensioattivo fluorocarbonico;
● dallo 0,1 allo 0,5 % in volume di etanolo; ● dall’1 al 3 % in volume di decil solfato sodico (CAS 142-87-0)
● 75 ppm di acido fosforico
● 147 ppm di metanolo,
● acqua il resto a 100.
Dopo il taglio laser, come si può vedere dalle fotografie riportate in fig. 2a e 2b, le aree contigue al taglio non presentano bruciature, strinature, annerimento, raggrinzamento della superficie. Inoltre vengono drasticamente ridotti sia l’emissione di fumi nell’ambiente che l’odore di bruciato.
Claims (16)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il taglio di materiali non metallici comprendente essenzialmente il tagliare il materiale non metallico mediante taglio laser eseguito con adatta macchina laser, caratterizzato dal fatto di essere effettuato mediante l’aggiunta di una adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, che viene applicata al detto materiale non metallico.
- 2. Procedimento come da rivendicazione 1 dove il materiale non metallico da tagliare è scelto fra le pelli naturali e sintetiche, i tessuti naturali e sintetici, le plastiche, le gomme e il legno.
- 3. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti dove l’applicazione della adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, al materiale non metallico avviene per deposizione, spennellatura, spruzzamento, nebulizzazione, iniezione, bagnatura o imbevimento.
- 4. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti dove l’applicazione della adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, avviene prima, contemporaneamente o immediatamente dopo il taglio laser stesso.
- 5. Procedimento come da rivendicazione 4 dove l’applicazione avviene prima del taglio laser, essendo il tempo fra detta applicazione e detto taglio laser inferiore a 15 minuti, preferibilmente inferiore a 30 secondi, più preferibilmente uguale o inferiore ad 1 secondo.
- 6. Procedimento come da rivendicazione 4 dove l’applicazione avviene immediatamente dopo il taglio laser, essendo il tempo fra detto taglio laser e detta applicazione minore di un secondo, più preferibilmente uguale o minore a 0,1 secondi.
- 7. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti dove l’adatta sostanza o miscela di adatte sostanze in qualsiasi forma liquida, comprendendo anche sol, gel o schiuma, è una miscela acquosa contenente tensioattivi in quantità preferibilmente compresa fra lo 0,5 ed il 13 %, più preferibilmente fra l’1 ed il 9 %, in volume.
- 8. Procedimento come da rivendicazione 7 dove i tensioattivi sono fluorocarbonici e/o idrocarburici.
- 9. Procedimento come da rivendicazione 8 dove i tensioattivi fluorocarbonici e/o idrocarburici sono a catena corta con un numero di atomi di carbonio uguale o minore di 6.
- 10. Procedimento come da rivendicazione 9 dove il tensioattivo idrocarburico è il 2-(2-butossietossi)etanolo.
- 11. Procedimento come da rivendicazione 9 dove il tensioattivo fluorocarbonico è l’N-[3-(dimetilammino)propil]-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoroottanosulfonammide N-ossido.
- 12. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni da 7 a 11 dove l’adatta sostanza o miscela di adatte sostanze è una schiuma contenente acqua, liquido schiumogeno antincendio contenente almeno un tensioattivo, aria o gas inerte.
- 13. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti dove la tecnologia per effettuare il taglio laser viene scelta fra laser CO2, laser a fibra e laser YAG.
- 14. Procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti dove il taglio laser viene effettuato mediante una apparecchiatura comprendente una macchina laser avente anche uno o più ugelli per spruzzare o nebulizzare l’adatta sostanza o miscela di adatte sostanze al materiale non metallico.
- 15. Macchina laser modificata per il taglio di materiali mediante il procedimento come da almeno una delle rivendicazioni precedenti costituita da una macchina laser caratterizzata dal fatto di avere anche uno o più ugelli per spruzzare o nebulizzare l’adatta sostanza o miscela di adatte sostanze al materiale non metallico.
- 16. Utilizzo di tensioattivi fluorocarbonici e/o idrocarburici, in particolare contenuti in liquidi schiumogeni, per tagliare materiali non metallici mediante taglio laser.
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| IT (1) | IT201900014934A1 (it) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013131064A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | Ferro Corporation | Laser absorbing compounds |
| CN106541213A (zh) * | 2016-04-19 | 2017-03-29 | 东北林业大学 | 一种水射流与激光耦合木材切割方法 |
| US20180289098A1 (en) * | 2014-11-11 | 2018-10-11 | New Balance Athletics, Inc. | Method of providing decorative designs and structural features on an article of footwear |
-
2019
- 2019-08-22 IT IT102019000014934A patent/IT201900014934A1/it unknown
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