IT202000012412A1 - Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito - Google Patents

Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito Download PDF

Info

Publication number
IT202000012412A1
IT202000012412A1 IT102020000012412A IT202000012412A IT202000012412A1 IT 202000012412 A1 IT202000012412 A1 IT 202000012412A1 IT 102020000012412 A IT102020000012412 A IT 102020000012412A IT 202000012412 A IT202000012412 A IT 202000012412A IT 202000012412 A1 IT202000012412 A1 IT 202000012412A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
layer
parts
composite material
shaped
shaped core
Prior art date
Application number
IT102020000012412A
Other languages
English (en)
Inventor
Davide Baruffi
Original Assignee
Baruffi Eng S R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baruffi Eng S R L filed Critical Baruffi Eng S R L
Priority to IT102020000012412A priority Critical patent/IT202000012412A1/it
Publication of IT202000012412A1 publication Critical patent/IT202000012412A1/it

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B29C70/865Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding completely encapsulated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0025Producing blades or the like, e.g. blades for turbines, propellers, or wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/08Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082Blades, e.g. for helicopters

Description

DESCRIZIONE
del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:
?METODO DI REALIZZAZIONE DI UN MANUFATTO IN MATERIALE
COMPOSITO?
CAMPO TECNICO
La presente invenzione riguarda il campo della realizzazione di oggetti in materiale composito.
In particolare, l?invenzione riguarda un metodo per la realizzazione di un manufatto, ad esempio un manufatto di materiale composito.
TECNICA PREESISTENTE
Sono note varie tecnologie di produzione per la realizzazione di manufatti in materiale composito, quali ad esempio manual lay-up o stesura manuale, resin transfer molding (RTM), filament winding, pultrusione, vacuum infusion (RIFT) ecc..
La scelta dell?una o dell?altra tecnologia di produzione ? effettuata sulla base dell?equilibrio tra vari parametri quali: prestazioni meccaniche del manufatto (rigidezza, modulo elastico, risposta agli urti), i costi di realizzazione, la geometria del manufatto da realizzare.
In particolare, nel settore nautico, eolico, aerospaziale, automotive, ma pi? in generale per la realizzazione di manufatti strutturali, quali ad esempio telai o strutture portanti di vario genere, dove si richiede la massima qualit? di manifattura, le pi? elevate prestazioni meccaniche e talvolta geometrie del manufatto particolarmente complesse, la tecnologia preferibile ? quella del manual lay up o stesura manuale.
Tale tecnologia, prevede di depositare fogli o pelli di fibre di rinforzo impregnate di resina su stampi aperti con successiva compattazione mediante sacco a vuoto e cottura finale.
Tale processo di lavorazione, tuttavia, non ? scevro da inconvenienti.
Infatti, durante la realizzazione del manufatto, ? di fondamentale importanza il corretto posizionamento del sacco che realizza la compattazione, per cui solo manodopera altamente qualificata pu? essere adibita a tale operazione e, in ogni caso, ci? non ? sempre sufficiente a garantire l?effettiva riuscita dell?operazione. Soprattutto nel caso di realizzazione di manufatti di elevate dimensioni, infatti, il corretto posizionamento del sacco risulta particolarmente complesso anche per la manodopera di esperienza.
Qualora il sacco non sia perfettamente posizionato, il manufatto sar? sformato e non sar? recuperabile.
Sovente, quindi, tale tecnologia comporta degli scarti di produzione.
Inoltre, per assicurare tali elevate propriet? meccaniche, si ricorre all?utilizzo di un numero cospicuo di fogli o pelli di tali fibre di rinforzo, che generano un inspessimento del manufatto e un indesiderato appesantimento dello stesso.
A ci? va aggiunto anche un conseguente ingente aumento del costo di realizzazione del manufatto, soprattutto nel caso di utilizzo di fibre di rinforzo particolarmente costose quali ad esempio fibre di carbonio.
Uno scopo della presente invenzione ? quindi quello di rendere disponibile un processo di lavorazione scevro dagli inconvenienti sopra elencati.
Un altro scopo ? quello di raggiungere tale obiettivo nell?ambito di una soluzione semplice, razionale e dal costo contenuto.
Tale scopo ? raggiunto dalle caratteristiche dell?invenzione riportate nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell?invenzione.
ESPOSIZIONE DELL?INVENZIONE
L?invenzione, particolarmente, rende disponibile un metodo per la realizzazione di un manufatto, comprendente le fasi di:
- disporre di almeno due parti distinte tra loro, in cui ciascuna di dette parti comprende almeno una rispettiva superficie sagomata ed almeno una superficie di interfaccia atta ad essere affacciata ad una superficie di interfaccia dell?altra parte,
- rivestire la superficie di interfaccia di almeno una delle parti con un primo strato di un materiale composito, in cui il primo strato comprende due contrapposte superfici principali e due contrapposte superfici secondarie attigue alle superfici principali,
- unire le parti, mediante interposizione del primo strato, in modo che ciascuna superfice di interfaccia delle parti aderisca ad una rispettiva superficie principale del primo strato, cos? da comporre un nucleo sagomato dotato di una superficie esterna composta dalla superficie sagomata delle parti e le superfici secondarie del primo strato e avente una sagoma sostanzialmente corrispondente ad una sagoma del manufatto da realizzare, - rivestire almeno una porzione della superficie esterna del nucleo sagomato con un secondo strato di un materiale composito, in cui il secondo strato riveste la superficie sagomata di ciascuna parte e almeno una superficie secondaria del primo strato,
- inserire il nucleo sagomato rivestito con il secondo strato all?interno di uno stampo, e
- consolidare il nucleo sagomato rivestito con il secondo strato all?interno di detto stampo per ottenere il manufatto.
Grazie a tale soluzione, l?invenzione rende disponibile un metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito, che permette di utilizzare la tecnica del manual lay-up ovvero stesura manuale, con i vantaggi sopraesposti ad essa connessi, ovviando alla necessit? di utilizzo del sacco in pressione mediante il nucleo sagomato, e quindi minimizzando gli scarti di produzione.
Infatti, le parti del nucleo sagomato permettono fungono da riempitivo del manufatto e da supporto per il materiale composito del primo strato e del secondo strato in fase consolidamento in stampo.
Grazie a ci?, inoltre, il processo di realizzazione risulta notevolmente pi? rapido e garantisce un pi? elevato grado di ripetibilit? del manufatto.
Inoltre, mediante la realizzazione di detto primo strato di materiale composito si creano delle traverse di rinforzo, dette anche nel gergo tecnico del settore ?centine?, che permettono di incrementare le prestazioni meccaniche del manufatto e, conseguentemente, di poter ridurre in maniera significativa il numero di fogli o ?pelli? di fibre di rinforzo utilizzate nello strato di materiale composito che riveste la superficie esterna.
Grazie a ci?, ? possibile ridurre il peso complessivo del manufatto, al tempo stesso rendendolo dotato di elevate prestazioni meccaniche e, complessivamente, si ha un costo di produzione minore rispetto ad uno stesso manufatto realizzato con la tecnologia di arte nota.
Un altro aspetto dell?invenzione prevede che le parti possano essere realizzate mediante le fasi di:
- realizzare un blocco sagomato avente una sagoma sostanzialmente corrispondente alla sagoma del nucleo sagomato,
- dividere il blocco sagomato in almeno due parti distinte.
Grazie a tale soluzione, il metodo permette di realizzare un blocco sagomato dal quale vengono ricavate dette parti distinte in una unica fase di processo, ad esempio una unica fase di stampaggio, e solo successivamente di dividerlo in (almeno) dette due parti distinte secondo necessit?.
Un ulteriore aspetto dell?invenzione prevede che la fase di dividere il blocco possa prevedere di:
- determinare zone critiche del manufatto,
- dividere il blocco in corrispondenza di dette zone critiche.
Grazie a tale soluzione, il metodo prevede di realizzare dette traverse o centine di rinforzo in corrispondenza delle zone del manufatto pi? sollecitate in uso, e quindi in corrispondenza di quelle zone che sarebbero, in mancanza di rinforzo, pi? soggette a rotture, permettendo quindi di allungare la vita utile del manufatto. Ancora, un ulteriore aspetto dell?invenzione prevede che la fase di rivestire almeno una porzione della superficie esterna del nucleo sagomato possa prevedere di rivestire con il secondo strato entrambe le superfici secondarie del primo strato. Grazie a tale soluzione, a seguito del consolidamento, il primo strato ed il secondo strato realizzano un blocco unico, con il primo strato che definisce traverse di rinforzo che collegano due distinte zone del secondo strato, rendendo particolarmente efficace l?effetto di rinforzo interno del manufatto ad opera di dette traverse realizzate mediante il primo strato, e quindi massimizzando la possibilit? di diminuire il numero di fogli o ?pelli? di fibre di rinforzo utilizzate nel secondo strato. Un altro aspetto dell?invenzione prevede che dette parti possano essere realizzate in un materiale differente dal materiale composito di cui ? realizzato il primo strato e/o il secondo strato.
Grazie a tale soluzione, le parti possono essere realizzate in un materiale pi? adeguato a fungere da riempitivo del manufatto e la cui lavorazione nella forma desiderata risulta meno laboriosa rispetto ad un materiale composito, permettendo complessivamente di realizzare un manufatto dal costo contenuto.
Un ulteriore aspetto dell?invenzione prevede che dette parti possano essere realizzato in un materiale ignifugo.
Grazie a tale soluzione, il nucleo sagomato ? realizzato in un materiale che rende il manufatto particolarmente adatto ad impieghi soggetti al pericolo d?incendio. Un altro aspetto dell?invenzione prevede che dette parti possano essere realizzate in un materiale scelto nel gruppo costituito da: polistirolo, legno e poliuretano. Grazie a tale soluzione, dette parti possono essere realizzate in un materiale che pu? essere sagomato nelle geometrie pi? complesse in maniera agevole, rendendo il processo di realizzazione del manufatto particolarmente rapido e quindi permettendo di aumentare la produzione oraria complessiva.
Un ulteriore aspetto dell?invenzione prevede che il materiale composito del primo strato ed il materiale composito del secondo strato possano comprendere fibre di rinforzo scelte nel gruppo costituito da: fibre vegetali, fibre di vetro e fibre di carbonio o combinazione delle stesse.
Grazie a tale soluzione, il metodo di realizzazione ? utilizzabile sostanzialmente con qualsiasi tipo di fibra di rinforzo permettendo di poter scegliere di volta in volta la pi? idonea in base a necessit? in termini di perfomance meccaniche e al campo di impiego del manufatto.
Particolarmente, l?utilizzo di fibre vegetali ? una soluzione alternativa all?utilizzo di derivati del petrolio, che permette lo sfruttamento di materiale completamente riciclabile.
Ancora, un altro aspetto dell?invenzione prevede che la fase di consolidare possa prevedere di riscaldare il nucleo sagomato rivestito con il secondo strato e posto all?interno dello stampo ad una temperatura compresa tra 120?C e 150?C.
Grazie a tale soluzione, il range di temperatura di cottura particolarmente bassa permette l?utilizzo di un?ampia gamma di materiali per la realizzazione del nucleo sagomato senza alterare le caratteristiche fisico-meccaniche dello stesso.
In particolare, tale range di temperatura particolarmente basso permette di poter utilizzare per la realizzazione del nucleo sagomato un?ampia gamma di materiali polimerici senza il rischio di raggiungere la temperatura di transizione vetrosa degli stessi e, quindi, prevenire indesiderate deformazioni del nucleo sagomato stesso e, conseguentemente, del manufatto.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l?ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.
La figura 1 ? una vista prospettica di un manufatto, particolarmente un profilo alare, realizzato con il metodo secondo l?invenzione.
La figura 2 ? una vista frontale laterale di un blocco sagomato.
La figura 3 ? una vista frontale laterale di parti distinte ricavate dal blocco sagomato di figura 2.
La figura 4 ? una vista frontale laterale di un nucleo sagomato.
La figura 5 ? una vista schematica in sezione secondo un piano di sezione mediano trasversale del nucleo sagomato di figura 3 rivestito con uno strato di materiale composito ed inserito all?interno di uno stampo.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
L?invenzione rende particolarmente disponibile un metodo per la realizzazione di un manufatto 10, ad esempio un manufatto composto da materiale composito e un riempitivo, ovvero un manufatto 10 almeno parzialmente realizzato in materiale composito.
Il metodo ? generalmente rivolto alla realizzazione di manufatti di qualsiasi forma e dimensioni, per qualsiasi tipo di impiego e per qualsiasi settore.
Solo a titolo esemplificativo e non limitativo, alcuni tipi di manufatti realizzabili mediante tale metodo potrebbero essere profili alari per velivoli, telai per automobili o mezzi di locomozione in genere, pale eoliche, e pi? in generale strutture portanti nel settore nautico, eolico, aerospaziale e/o automotive.
Ad esempio, come visibile in figura 1, il manufatto 10 pu? essere definito da un profilo alare.
Il manufatto 10 ? un manufatto autoportante, in cui la struttura portante ? definita dal materiale composito (una volta consolidato) e la funzione del riempitivo suddetto ? (esclusivamente) quella di conferire la forma desiderata al materiale composito e, quindi, al manufatto 10 finito.
Il metodo pu? prevede innanzitutto un procedimento preparatorio che prevede di realizzare, ad esempio mediante apposito programma per elaboratore (CAD 3D), un oggetto (virtuale) tridimensionale avente forma e dimensioni virtuali uguali alle forme e dimensioni reali volute del manufatto 10 da realizzare.
In particolare, ? possibile prevede di progettare una anima centrale (virtuale) tridimensionale di determinata forma e dimensione, ed un guscio (virtuale) tridimensionale di determinata forma e dimensione che riveste l?anima centrale, in cui detta anima centrale rivestita da detto guscio definiscono complessivamente l?oggetto tridimensionale.
Il procedimento preparatorio pu? prevedere, successivamente, di individuare zone critiche del manufatto 10, ovvero zone del manufatto 10 particolarmente sollecitate in fase di utilizzo.
A tale fine ? possibile effettuare una simulazione su base FEM (metodo agli elementi finiti) dell?oggetto (virtuale) tridimensionale, ad esempio effettuata con il suddetto programma per elaboratore (CAD 3D), in modo da individuare zone ad elevata sollecitazione dello stesso.
Successivamente, il procedimento preparatorio pu? prevedere di determinare, nell?anima centrale dell?oggetto tridimensionale, una o pi? traverse (virtuali) tridimensionali di rinforzo.
Per far ci?, il procedimento preparatorio prevede di determinare una posizione forma e dimensioni di superfici divisorie (immaginarie) lungo cui deve essere divisa l?anima centrale in corrispondenza di dette zone ad elevata sollecitazione, corrispondenti o comunque studiate in funzione delle zone critiche del manufatto precedentemente determinate.
In tal modo, il procedimento preparatorio permette di determinare forma e dimensioni di una o pi? traverse tridimensionali disposte in corrispondenza di dette zone ad elevata sollecitazione dell?oggetto tridimensionale (corrispondenti alle zone critiche del manufatto 10), e forma e dimensioni di una pluralit? di blocchi (virtuali) tridimensionali (due o pi?), in cui viene suddivisa l?anima centrale, di determinata forma e dimensione intervallati da dette traverse di rinforzo.
In pratica, i blocchi (in cui ? suddivisa l?anima) definiscono corpi (virtuali) tridimensionali, i quali sono dotati di una faccia di interfaccia che si affaccia alla faccia di interfaccia di un blocco attiguo (quando ? composto a definire l?oggetto tridimensionale) e una o pi? facce esterne, le quali sono atte ad essere rivestite dal guscio.
Il processo preparatorio, quindi, si conclude mettendo a disposizione il numero, la forma e le dimensioni (voluti) dei blocchi (e delle rispettive facce), il numero, la forma e la dimensione (voluti) delle traverse e la forma e le dimensioni (volute) del guscio.
Il metodo di realizzazione del manufatto 10, quindi, prevede di realizzare/disporre di un numero di parti 15 (reali) distinte presentanti una forma e dimensione (reale) desiderata.
Ad esempio, il numero delle parti 15 da realizzare pu? essere uguale al numero voluto di blocchi ottenuti nel procedimento preparatorio suddetto.
Nell?esempio illustrato le parti 15 sono presenti in numero di tre.
Ciascuna delle parti 25 realizzate pu? preferibilmente presentare forma e dimensione uguale alla forma e dimensione di un rispettivo blocco ottenuto nel procedimento preparatorio.
Per realizzare dette parti 15, in una prima forma di realizzazione, il metodo pu? prevedere di realizzare un blocco sagomato B, ad esempio di forma e dimensioni uguali a quelle dell?anima centrale, mediante stampaggio o altro metodo di formatura del materiale in cui sono realizzate le parti 15.
Successivamente, il metodo pu? prevedere di intagliare il blocco sagomato B, ad esempio lungo superfici di taglio equivalenti (in forma, dimensioni e posizione) alle superfici divisorie determinate nell?anima centrale, in modo da ottenere dette parti 15.
In altre parole, il metodo pu? prevedere di intagliare il blocco sagomato B, in corrispondenza di dette zone ad elevata sollecitazione individuate nell?oggetto tridimensionale corrispondenti a zone critiche del manufatto 10.
In una seconda e alternativa forma di realizzazione, il metodo pu? prevedere di stampare/realizzare con qualsiasi altro metodo realizzativo singolarmente ciascuna parte 15 nella forma e dimensione desiderata.
Ciascuna delle parti 15 pu? essere realizzata in un materiale polimerico o in legno.
Ad esempio, le parti 15 possono essere realizzate in polistirolo o in poliuretano. Pi? in generale, dette parti 15 possono essere realizzate in un materiale ignifugo. Ciascuna di dette parti 15 ? definita da un corpo tridimensionale e presenta una superficie sagomata 25A e almeno una superficie di interfaccia 30A.
La superficie di interfaccia 30A di ciascuna parte 15 ? configurata in modo da essere disposta affacciata ad una corrispondente superficie di interfaccia 30A di un?altra parte 15 ad essa attigua.
Ad esempio, dette superfici di interfaccia 30A delle parti 15 destinate ad essere tra loro affacciate possono presentare forma coniugata e/o omologa.
Particolarmente, ciascuna superficie di interfaccia 30A pu? presentare forma e dimensione corrispondente alla faccia di interfaccia del corrispondente blocco definito nel procedimento preparatorio.
Il metodo prevede la fase di rivestire almeno la superficie di interfaccia 30A di almeno una delle parti 15 con un primo strato 35 di un materiale composito, ovvero un materiale costituito da una matrice nella quale viene distribuito (annegato) un rinforzo.
Preferibilmente, detto materiale composito che realizza il primo strato 35, pu? comprendere una matrice costituita da un materiale polimerico, ad esempio resina epossidica o vinilestere o poliestere.
Inoltre, il rinforzo del materiale composito che realizza il primo strato 35 pu? essere costituito da fibre di rinforzo.
Ad esempio, dette fibre di rinforzo del materiale composito del primo strato 35, possono essere pre-intrecciate o comunque legate a formare dei fogli, detti anche pelli.
Ad esempio, tali fogli o pelli di fibre di rinforzo possono essere pre-impregnati del materiale di cui ? composta la matrice, a formare quello che nel gergo tecnico del settore ? chiamato ?tessuto prepreg?.
Preferibilmente, detto materiale composito del primo strato 35 pu? comprendere fibre di rinforzo scelte nel gruppo costituito da: fibre vegetali, fibre di vetro, fibre di carbonio.
Ancora, detto materiale composito del primo strato 35 pu? comprendere due o pi? tipi di fibre di rinforzo differenti.
Preferibilmente, tale fase di rivestire pu? prevedere di rivestire tutte le superfici di interfaccia 30A di ciascuna parte 15 con il primo strato 35 di materiale composito. In dettaglio, ciascun primo strato 35 comprende due contrapposte superfici principali 30B, una delle quali ? atta ad aderire su di una superficie di interfaccia 30A della rispettiva parte 15 da rivestire, e due contrapposte superfici secondarie 25B, attigue alle superfici principali 30B.
Ad esempio, ? possibile prevedere che il primo strato 35 possa sbordare in corrispondenza della superficie sagomata 30A della parte 15 a cui aderisce, ovvero ? possibile prevede che la superficie secondaria 25B del primo strato 35 possa sovrapporsi ad una porzione della superficie sagomata 30A prossimale alla superficie di interfaccia 30A.
Il metodo prevede, successivamente, la fase di unire le parti 15, mediante interposizione di almeno un primo strato 35, in modo che ciascuna superfice di interfaccia 30A delle parti 15 aderisca ad una rispettiva superficie principale 30B del primo strato 35.
In altre parole, uno o pi? primi strati 35 risultano interposti (e a contatto diretto) tra ciascuna coppia di (superfici di interfaccia 30A delle) parti 15.
Il metodo, pertanto, comprende la fase di comporre un nucleo sagomato A formato dall?unione delle varie parti 15 mediante interposizione di (tutti) primi strati 35. Ad esempio, il nucleo sagomato A pu? presentare forma e dimensione (reale) uguale alla forma e dimensione dell?anima centrale definita nel procedimento preparatorio.
In altre parole, il nucleo sagomato A ? ottenuto dall?unione delle parti 15, combinate in modo che le superfici di interfaccia 30A di ciascuna coppia di parti 15 attigue siano reciprocamente affacciate, con almeno un primo strato 35 interposto tra le stesse.
I primi strati 35 fungono da legante per le varie parti 15 che compongono il corpo tridimensionale definente il nucleo sagomato A.
Detto nucleo sagomato A presenta una superficie esterna S, complessivamente definita dalla (somma delle) superfici sagomate 20A delle varie parti 15 e dalle superfici secondarie 25B di ciascun primo strato 35.
La superficie esterna S presenta una sagoma, forma e dimensione corrispondente alla sagoma, forma e dimensione dell?anima centrale (ottenuta dal procedimento preparatorio) e una sagoma sostanzialmente corrispondente alla sagoma del manufatto 10 da realizzare.
Le superfici di interfaccia 30A di tutte le parti 15 vanno a scomparsa all?interno del nucleo sagomato A e risultano, quindi, nascoste al suo interno.
Il metodo prevede, successivamente, di rivestire almeno una porzione della superficie esterna S del nucleo sagomato A con un secondo strato 40 di un materiale composito, ovvero un secondo strato 40 di un materiale costituito da una matrice nella quale viene distribuito (annegato) un rinforzo.
Preferibilmente, detto materiale composito del secondo strato 40 pu? comprendere una matrice costituita da un materiale polimerico, ad esempio resina epossidica o vinilestere o poliestere.
Inoltre, il rinforzo del materiale composito del secondo strato 40 pu? essere costituito da fibre di rinforzo.
Ad esempio, dette fibre di rinforzo del materiale composito del secondo strato 40, possono essere pre-intrecciate o comunque legate a formare dei fogli, dette anche pelli, di fibre di rinforzo.
Ad esempio, tali fogli possono essere pre-impregnati del materiale di cui ? composta la matrice, a formare quello che nel gergo tecnico del settore ? chiamato ?tessuto prepreg?.
Preferibilmente, detto materiale composito del secondo strato 40 pu? comprendere fibre di rinforzo scelte nel gruppo costituito da: fibre vegetali, fibre di vetro, fibre di carbonio e loro combinazioni.
Ancora, detto materiale composito del secondo strato 40 pu? comprendere due o pi? tipi di fibre di rinforzo differenti.
Il materiale composito con cui ? realizzato il secondo strato 40 pu? essere uguale o diverso dal materiale composito con cui ? realizzato il primo strato 35.
In altre parole, ? possibile prevedere che il materiale composito 40 con cui ? realizzato il secondo strato 40 possa comprendere la stessa matrice e la stessa tipologia (o le stesse tipologie) di fibre di rinforzo del materiale composito del primo strato 35, oppure che possa comprendere la stessa matrice del materiale composito del primo strato 35 e differente tipologia/e di fibre di rinforzo, o ancora che possa comprendere una differente matrice rispetto al materiale composito del primo strato 35 e la stessa/e tipologia/e di fibre di rinforzo, o ulteriormente che possa comprendere differente matrice e differente/i tipologia/e di fibre di rinforzo rispetto al materiale composito del primo strato 35.
In particolare, tale fase di rivestire prevede di rivestire con il secondo strato 40 almeno parzialmente la superficie sagomata 25A di ciascuna parte 15, ad esempio l?intera superficie sagomata 25A di ciascuna parte 15.
Tale fase di rivestire prevede, inoltre, di rivestire almeno una superficie secondaria 25B di ciascun primo strato 35, preferibilmente entrambe le superfici secondarie 25B di ciascun primo strato 35.
In particolare, la fase di rivestire pu? prevedere di rivestire l?intera superficie esterna S del nucleo sagomato A con il secondo strato 40 di materiale composito.
In particolare, tale fase di rivestire pu? prevedere di realizzare il secondo strato 40 di forma e dimensioni pari a forma e dimensioni del guscio di rivestimento ottenuto nel procedimento preparatorio.
La fase di rivestimento pu? essere realizzata mediante l?applicazione (foglio su foglio o multistrato) del materiale composito sulla superficie esterna S del nucleo sagomato A.
Il nucleo sagomato A rivestito del secondo strato 40, in pratica, definisce un semilavorato che presenta forma e dimensioni sostanzialmente pari a forma e dimensioni dell?oggetto tridimensionale ottenuto nel procedimento preparatorio, ovvero del manufatto 10 da realizzare.
Il metodo prevede, successivamente, la fase di inserire tale semilavorato (ovvero il nucleo sagomato A rivestito con il secondo strato 40) all?interno di (un alveolo di) uno stampo 50, in cui (l?alveolo de) lo stampo 50 definisce la sagoma finale del manufatto 10 da realizzare.
Il metodo prevede, in seguito, la fase di consolidare il semilavorato (ovvero il nucleo sagomato A rivestito con il secondo strato 40), ad esempio all?interno di detto stampo 50 per ottenere il manufatto 10 finito.
A tal fine ? possibile prevedere di riscaldare il semilavorato (ovvero il nucleo sagomato A rivestito con il secondo strato 40).
Ad esempio, ? possibile prevedere di riscaldare il semilavorato in forno, e, inoltre, a pressione ambiente.
Alternativamente, ? possibile prevedere di riscaldare il semilavorato in autoclave, e, ad esempio ad una pressione preferibilmente compresa tra 3 bar e 7 bar, ad esempio ad una pressione di 6 bar.
In ogni caso, ? possibile prevedere di riscaldare (o cuocere) il semilavorato (ovvero il nucleo sagomato A rivestito con il secondo strato 40) ad una temperatura compresa tra 120?C e 150?C, ad esempio ad una temperatura preferibilmente compresa tra 130?C e 140?C, ancor pi? preferibilmente ad una temperatura di 135?C.
Il metodo prevede, infine, la fase di estrarre il manufatto 10 finito da (l?alveolo de) lo stampo 50 ed eventualmente rifinire il manufatto 10 cos? ottenuto.
Il manufatto 10 ottenuto presenta, preferibilmente, forma, dimensioni e caratteristiche tecniche strutturali pari a forma, dimensioni e caratteristiche tecniche strutturali dell?oggetto tridimensionale ottenuto nel procedimento preparatorio.
L?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali impiegati, nonch? le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall?ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo per la realizzazione di un manufatto (10), comprendente le fasi di:
- disporre di almeno due parti (15) distinte tra loro, in cui ciascuna di dette parti (15) comprende almeno una rispettiva superficie sagomata (25A) ed almeno una superficie di interfaccia (30A) atta ad essere affacciata ad una superficie di interfaccia (30A) dell?altra parte (15),
- rivestire la superficie di interfaccia (30A) di almeno una delle parti (15) con un primo strato (35) di un materiale composito, in cui il primo strato (35) comprende due contrapposte superfici principali (30B) e due contrapposte superfici secondarie (25B) attigue alle superfici principali (30B),
- unire le parti (15), mediante interposizione del primo strato (35), in modo che ciascuna superfice di interfaccia (30A) delle parti (15) aderisca ad una rispettiva superficie principale (30B) del primo strato (35), cos? da comporre un nucleo sagomato (A) dotato di una superficie esterna (S) composta dalla superficie sagomata (25A) delle parti (15) e le superfici secondarie (25B) del primo strato (35) e avente una sagoma sostanzialmente corrispondente ad una sagoma del manufatto (10) da realizzare,
- rivestire almeno una porzione della superficie esterna (S) del nucleo sagomato (A) con un secondo strato (40) di un materiale composito, in cui il secondo strato riveste la superficie sagomata (25A) di ciascuna parte (15) e almeno una superficie secondaria (25B) del primo strato (35),
- inserire il nucleo sagomato (A) rivestito con il secondo strato (40) all?interno di uno stampo (50), e
- consolidare il nucleo sagomato (A) rivestito con il secondo strato (40) all?interno di detto stampo (50) per ottenere il manufatto (10).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui le parti (15) sono realizzate mediante le fasi di:
- realizzare un blocco sagomato (B) avente una sagoma sostanzialmente corrispondente alla sagoma del nucleo sagomato (A), e
- dividere il blocco sagomato (B) in almeno due parti (15) distinte.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di rivestire almeno una porzione della superficie esterna (S) del nucleo sagomato (A) prevede di:
- rivestire con il secondo strato entrambe le superfici secondarie (25B) del primo strato (35).
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dette parti (15) sono realizzate in un materiale differente dal materiale composito del primo strato (35) e del secondo strato (40).
5. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dette parti (15) sono realizzate in un materiale ignifugo.
6. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dette parti (15) sono realizzate in un materiale scelto nel gruppo costituito da: polistirolo, legno e poliuretano.
7. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale composito del primo strato (35) ed il materiale composito del secondo strato (40) comprendono fibre di rinforzo scelte nel gruppo costituito da: fibre vegetali, fibre di vetro, fibre di carbonio.
8. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di consolidare prevede di:
- riscaldare il nucleo sagomato (A) rivestito con il secondo strato (40) all?interno dello stampo ad una temperatura compresa tra 120?C e 150?C.
IT102020000012412A 2020-05-26 2020-05-26 Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito IT202000012412A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000012412A IT202000012412A1 (it) 2020-05-26 2020-05-26 Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000012412A IT202000012412A1 (it) 2020-05-26 2020-05-26 Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202000012412A1 true IT202000012412A1 (it) 2021-11-26

Family

ID=72178945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102020000012412A IT202000012412A1 (it) 2020-05-26 2020-05-26 Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito

Country Status (1)

Country Link
IT (1) IT202000012412A1 (it)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028292A (en) * 1957-05-27 1962-04-03 Parsons Corp Method of manufacturing plastic rotor blades
US5222297A (en) * 1991-10-18 1993-06-29 United Technologies Corporation Composite blade manufacture
US5248242A (en) * 1990-09-28 1993-09-28 The Boeing Company Aerodynamic rotor blade of composite material fabricated in one cure cycle
WO1995020104A1 (en) * 1994-01-20 1995-07-27 Torres Martinez, Manuel Fabrication of aerodynamic profiles
US9044658B2 (en) * 2011-11-04 2015-06-02 Warrior Sports, Inc. I-beam construction in a hockey blade core
DE102014217756A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffteils und faserverstärktes Kunststoffteil
WO2017171704A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 General Electric Company Rotor blade tip mold assembly including expandable bladders and method for forming rotor blade tip

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028292A (en) * 1957-05-27 1962-04-03 Parsons Corp Method of manufacturing plastic rotor blades
US5248242A (en) * 1990-09-28 1993-09-28 The Boeing Company Aerodynamic rotor blade of composite material fabricated in one cure cycle
US5222297A (en) * 1991-10-18 1993-06-29 United Technologies Corporation Composite blade manufacture
WO1995020104A1 (en) * 1994-01-20 1995-07-27 Torres Martinez, Manuel Fabrication of aerodynamic profiles
US9044658B2 (en) * 2011-11-04 2015-06-02 Warrior Sports, Inc. I-beam construction in a hockey blade core
DE102014217756A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffteils und faserverstärktes Kunststoffteil
WO2017171704A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 General Electric Company Rotor blade tip mold assembly including expandable bladders and method for forming rotor blade tip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104358708B (zh) 碳纤维复合材料泡沫夹层结构风洞风扇叶片及成型方法
EP2295235B1 (en) Fiber reinforced plastic-structure and a method to produce the fiber reinforced plastic-structure
US20150336303A1 (en) Press moulding method
CN103407175B (zh) 一种纤维增强树脂基复合材料翼盒的整体成型方法
CN108527732B (zh) 一种复合材料模具及其制造方法
CN101883674A (zh) 轮廓复合件
US9382647B2 (en) Fibrous structure for a part made of a composite material and having a complex shape
CA2740569A1 (en) Blade of a wind turbine
CN101600552A (zh) 用于模制圆柱形部件的复合材料工具
CN103077286B (zh) 一种飞机颤振模型的频率误差修正方法
CN105314090A (zh) 织物置于套内的单向填面
EP2731788B1 (en) Masterless layup mandrel tool
CN105946327A (zh) 一种双面斜纹立体结构玻璃纤维织物及制备复合材料的方法
CN106739245A (zh) 电子产品外壳及其制造方法
CN110216902A (zh) 一种金属舵芯加树脂基复合材料的净尺寸rtm成型方法
IT202000012412A1 (it) Metodo di realizzazione di un manufatto in materiale composito
CN109774263A (zh) 连续成型分段固化高光泽面玻璃钢胶衣板及其制备方法
CN104527085A (zh) 一种复合材料多闭室厚壁盒形梁及整体成型方法
CN102970837A (zh) 刚性强化复合材料及其制造方法
RU2683410C1 (ru) Безлонжеронная лопасть винта вертолёта и способ её изготовления
US10800070B2 (en) Mould tools
Verwimp et al. Improving the buckling behaviour of flexible formwork in textile reinforced concrete for concrete shells.
CN114953501A (zh) 叶片配重盒制作方法及风电叶片
US20090181208A1 (en) Lightweight Quick-Heating Fiberglass Mold with Integrated Cooling Channels and Method of Producing
IT201800011093A1 (it) Metodo per la produzione di stampi