IT202000031007A1 - Manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale e metodo di realizzazione di tale manufatto - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo "Manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale e metodo di realizzazione di tale manufatto"

La presente invenzione ha per oggetto manufatti realizzati almeno parzialmente in materiale composito. In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale. L?invenzione ha per oggetto anche un metodo per la realizzazione del manufatto sopra indicato.

Nel settore dei materiali compositi, sono noti manufatti aventi un profilo bidimensionale o tridimensionale e realizzati preferibilmente mediante stampaggio.

Nel contesto della presente descrizione, un manufatto con profilo bidimensionale indica un manufatto in cui una delle dimensioni, ovvero lo spessore, ? trascurabile rispetto alle altre dimensioni.

L?espressione ?materiale composito? indica generalmente, cos? come nel seguito della presente descrizione, un materiale formato da due o pi? elementi, ad esempio una matrice ed un elemento di rinforzo o fibra.

Ad esempio, da 102018000009487 ? noto un manufatto con profilo tridimensionale realizzato con un materiale composito comprendente almeno un elemento di rinforzo ed una matrice in resina epossidica.

La matrice in resina epossidica ? ottenuta mediante reticolazione di un componente reticolabile con un catalizzatore di reticolazione.

Preferibilmente, l?elemento di rinforzo ? costituito da fibra di carbonio; la matrice in resina epossidica ? ottenuta mediante reticolazione di un componente reticolabile con un catalizzatore di reticolazione; in particolare, la resina epossidica comprende un componente reticolabile a base di bisfenolo-A-diglicidiletere ed un catalizzatore di reticolazione formato da un?ammina, preferibilmente una polieterammina.

Il manufatto finito pu? essere un componente per calzature, come ad esempio una tomaia, oppure una borsa o un componente di una borsa oppure un componente di abbigliamento sportivo o casual.

Inoltre, il manufatto ? ottenuto mediante stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica che costituisce la matrice del manufatto.

Lo stampo per la fase di stampaggio e polimerizzazione comprende un elemento base ed un punzone montati sui piani riscaldati opposti di una pressa.

In seguito al processo di stampaggio la resina presenta valori di durezza e modulo elastico predeterminati, tali per cui il manufatto ha una flessibilit? maggiore rispetto ai comuni manufatti realizzati con materiali compositi. Inoltre, da US2009/0175135 ? nota una struttura di orologio comprendente un cinturino ed una cassa per l?inserimento di un quadrante con il meccanismo corrispondente.

Il cinturino pu? essere realizzato con un materiale composito comprendente un elemento di rinforzo, ad esempio una fibra di Kevlar<? >o una fibra di carbonio ed un materiale polimerico che forma una matrice.

In particolare, il materiale polimerico del cinturino ? poliuretano o un polimero termoplastico; il processo di realizzazione del cinturino prevede almeno una fase di iniezione e stampaggio del materiale polimerico sull?elemento di rinforzo dopo che quest?ultimo ? stato posizionato in uno stampo.

La cassa ? realizzata preferibilmente in un materiale rigido ed ? accoppiata al cinturino in un momento successivo allo stampaggio del materiale polimerico del cinturino.

I manufatti sopra descritti, pur presentando i vantaggi derivanti dall?utilizzo dei materiali compositi, non sono esenti da alcuni inconvenienti.

In particolare i manufatti sopra descritti presentano una versatilit? limitata in quanto, per evitare di comprometterne le caratteristiche meccaniche, sono realizzati con un unico materiale composito avente caratteristiche chimicofisiche fisse e costanti.

Un altro inconveniente dei suddetti manufatti ? rappresentato dal fatto che, qualora comprendano porzioni realizzate in materiali differenti, l?accoppiamento di tali porzioni ? realizzato mediante elementi di accoppiamento meccanici.

Ad esempio, nella struttura di orologio descritta in precedenza l?accoppiamento tra il cinturino e la cassa ? realizzato mediante la predisposizione di cerniere.

Tale caratteristica determina quindi un aumento della complessit? realizzativa e dei costi del manufatto.

Un altro inconveniente ? rappresentato dal fatto che i metodi di realizzazione dei manufatti sopra descritti non consentono di realizzare porzioni dei manufatti con caratteristiche meccaniche e chimico-fisiche differenziate.

Lo scopo principale della presente invenzione ? quello di fornire un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale ed un metodo di realizzazione di tale manufatto che consentano di risolvere gli inconvenienti sopra indicati.

Un compito particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale che presenti caratteristiche meccaniche e chimico-fisiche differenziate.

Un compito particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un manufatto del tipo sopra descritto che sia particolarmente versatile per quanto riguarda la destinazione finale di utilizzo.

Un ulteriore compito della presente invenzione ? quello di fornire un manufatto del tipo sopra descritto che consenta di evitare l?impiego di elementi di accoppiamento meccanici per l?accoppiamento mobile tra porzioni differenti del manufatto.

Un altro compito della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un metodo per la realizzazione di manufatti con profilo bidimensionale o tridimensionale che consenta di realizzare porzioni con propriet? meccaniche e chimico-fisiche differenziate.

Un ulteriore compito della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un metodo per la realizzazione di manufatti con profilo bidimensionale o tridimensionale che presenti una complessit? ridotta e tempi di lavorazione inferiori rispetto ai metodi noti nel settore.

Lo scopo e i compiti principali sopra descritti sono raggiunti con un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale secondo la rivendicazione 1 e con un metodo per la realizzazione di manufatti con profilo bidimensionale o tridimensionale secondo la rivendicazione 12.

Per rendere pi? chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota, si descriveranno di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, realizzazioni esemplificative di un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale e di alcune fasi del metodo di realizzazione del manufatto. Nei disegni:

- le figure 1-3 mostrano viste prospettiche schematiche di un manufatto con profilo bidimensionale in accordo con la presente invenzione secondo tre forme di realizzazione differenti;

- la figura 4 mostra una vista prospettica del manufatto oggetto della presente invenzione consistente in una struttura di orologio;

- le figure 5a e 5b mostrano due viste prospettiche di una fase del metodo di realizzazione del manufatto in accordo con due forme di realizzazione differenti;

- la figura 6 mostra una vista prospettica di uno stampo per la realizzazione di una fase del metodo di realizzazione della struttura di orologio illustrata in figura 4;

- la figura 7 mostra una vista prospettica di una fase del metodo di realizzazione della struttura di orologio illustrata in figura 4 in una forma di realizzazione alternativa;

- le figure 8 e 9 mostrano viste prospettiche di ulteriori fasi del metodo di realizzazione della struttura di orologio di figura 4 secondo due forme di realizzazione differenti tra loro;

- la figura 10 illustra una vista prospettica di un manufatto con profilo tridimensionale consistente in un elemento di protezione per il corpo di un utilizzatore.

Con riferimento alle figure allegate, un manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale secondo l?invenzione ? indicato globalmente con il numero di riferimento 1.

Il manufatto comprende almeno una prima porzione 2 ed almeno una seconda porzione 4 accoppiate o integrali tra loro.

Nel contesto della presente descrizione, con il termine ?integrali? si intende che le porzioni 2, 4 sono accoppiate direttamente tra loro senza l?ausilio di mezzi di accoppiamento meccanici e indipendenti e possono anche essere mobili tra loro.

In particolare, in seguito allo stampaggio come descritto dettagliatamente nel seguito, la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 formano un manufatto 1 monopezzo senza soluzione di continuit? tra il materiale della prima porzione 2 ed il materiale della seconda porzione 4.

Il manufatto bidimensionale o tridimensionale 1 pu? anche comprendere una pluralit? di prime porzioni 2 e/o una pluralit? di seconde porzioni 4 accoppiate tra loro.

Nel caso di una pluralit? di prime porzioni 2 e/o di seconde porzioni 4, almeno una prima porzione 2 pu? essere una porzione di collegamento tra due seconde porzioni 4 oppure almeno una seconda porzione 4 pu? essere una porzione di collegamento tra due prime porzioni 2.

Tali configurazioni sono descritte nel dettaglio nel seguito della presente descrizione con riferimento alle forme di realizzazione specifiche del manufatto 1.

Nelle figure 1-3 sono mostrate schematicamente tre differenti forme di realizzazione del manufatto 1 con riferimento alla particolare configurazione/disposizione della prima porzione 2 e della seconda porzione 4.

Il manufatto 1 mostrato schematicamente nelle figure 1-3 pu? essere definito come un manufatto con profilo bidimensionale con riferimento al contesto della presente descrizione, in quanto lo spessore ? trascurabile rispetto alle altre dimensioni.

In particolare, nella forma di realizzazione di figura 1 le due porzioni 2, 4 sono accoppiate tra loro in corrispondenza delle rispettive superfici affacciate.

Nella forma di realizzazione di figura 2 una delle due porzioni, ad esempio la prima porzione 2, ? interposta tra due seconde porzioni 4 in modo da formare un sandwich; le porzioni 2, 4 essendo accoppiate ed integrali tra loro in corrispondenza delle rispettive superfici affacciate.

Con riferimento alla prima ed alla seconda forma di realizzazione indicate sopra, almeno una delle due porzioni 2, 4 o delle tre porzioni 2, 4 pu? avere dimensioni ridotte rispetto ad almeno un?altra porzione 2, 4.

Nella forma di realizzazione di figura 3 una delle due porzioni, ad esempio la prima porzione 2, ? inglobata nella seconda porzione 4.

Le figure 1-3 sono solamente esemplificative e non limitative dell?oggetto della presente invenzione e possono anche essere considerate quali parti di un manufatto 1 con profilo tridimensionale di dimensioni maggiori.

Inoltre, le prime porzioni 2 e le seconde porzioni 4 possono anche essere almeno parzialmente mobili le une rispetto alle altre.

Almeno una delle porzioni 2, 4 ? formata da un materiale composito comprendente uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato in una matrice di resina epossidica e l?altra porzione 2, 4 comprende almeno una matrice in resina epossidica.

Preferibilmente, entrambe la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 sono formate da un materiale composito comprendente uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato in una matrice di resina epossidica.

In una forma preferita dell?invenzione, la prima porzione 2 comprende pi? strati di un unico elemento di rinforzo, mentre la seconda porzione 4 comprende uno strato singolo di un unico elemento di rinforzo.

L?elemento di rinforzo dei materiali compositi pu? essere scelto nel gruppo delle fibre naturali, delle fibre in materiale inorganico, delle fibre sintetiche o delle fibre artificiali.

Il gruppo delle fibre naturali pu? comprendere le fibre vegetali ed il gruppo delle fibre in materiale inorganico pu? comprendere la fibra di carbonio, la fibra di vetro, la fibra di boro e la fibra di basalto.

Gli elementi di rinforzo delle porzioni 2, 4 non sono visibili nelle figure allegate, in quanto integrati nelle matrici in resina epossidica.

In una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, l?elemento di rinforzo ? un tessuto in fibra di carbonio. In alternativa, l?elemento di rinforzo pu? essere scelto all?interno del gruppo delle fibre sintetiche comprendente le fibre aramidiche, per esempio il Kevlar<?>, il p-fenilene-2,6-benzobisoxazolo (Zylon<?>), il poliestere, l?acrilico e il nylon o all?interno del gruppo delle fibre artificiali comprendente ad esempio il rayon.

Inoltre, le resine epossidiche delle matrici della prima porzione 2 e della seconda porzione 4 sono di tipo termoindurente e sono ottenute mediante reticolazione di un componente reticolabile con un catalizzatore di reticolazione; il componente reticolabile essendo preferibilmente bisfenolo-A-diglicidiletere.

Opportunamente, il rapporto ponderale tra il componente reticolabile ed il catalizzatore di reticolazione della resina epossidica della prima porzione 2 ? compreso tra 1:0,01 e 1:0,11 in funzione del tipo di catalizzatore di reticolazione utilizzato e dalla presenza o meno di acceleranti ed ulteriori additivi nella formulazione della resina; il rapporto ponderale tra il componente reticolabile ed il catalizzatore di reticolazione della resina epossidica della seconda porzione 4 ? prossimo a 1:1.

In accordo con la presente invenzione, le resine epossidiche delle matrici della prima porzione 2 e della seconda porzione 4 del manufatto 1 presentano composizioni differenti e valori di modulo elastico e/o durezza differenti.

La composizione differente delle resine epossidiche riguarda in particolare la tipologia di catalizzatore di reticolazione utilizzato ed i rapporti ponderali tra il componente reticolabile ed il catalizzatore di reticolazione, indicati in precedenza.

Vantaggiosamente, il catalizzatore della resina della prima porzione 2 ? costituito da dicianammide ed il catalizzatore della resina della seconda porzione 4 ? una polieterammina.

Inoltre, il modulo elastico della matrice della prima porzione 2 pu? essere compreso tra 2,6-4,5 GPa ed il modulo elastico della matrice della seconda porzione 4 pu? essere compreso tra 1-100 MPa.

La durezza della matrice della prima porzione 2 pu? essere compresa tra 70-90 Shore D e la durezza della matrice della seconda porzione 4 pu? essere compresa tra 30-95 Shore A.

I valori di modulo elastico e di durezza delle matrici, oltre ad essere differenti tra loro, presentano ordini di grandezza differenti.

La prima porzione 2 e la seconda porzione 4 del manufatto 1 possono anche presentare spessori differenti; ad esempio la prima porzione 2 pu? presentare uno spessore costante o variabile con valori compresi tra 0,3 e 10 mm e la seconda porzione 4 pu? presentare uno spessore costante o variabile con valori compresi da 0,3 a 2 mm.

In una forma di realizzazione preferita, il manufatto tridimensionale 1 della presente invenzione ? una struttura di orologio 6 del tipo illustrato in figura 4 e comprendente almeno una cassa 8 ed un cinturino 10.

La cassa 8 comprende una sede 12 per l?alloggiamento del quadrante e del meccanismo dell?orologio, non illustrati nelle figure.

Preferibilmente, la cassa 8 della struttura per orologio 6 ? formata dalla prima porzione 2 descritta in precedenza ed il cinturino 10 ? formato dalla seconda porzione 4 descritta in precedenza.

Opportunamente, il cinturino 10 pu? essere formato da una seconda porzione 4 unitaria oppure da una coppia di seconde porzioni 4 accoppiate alla cassa 8, in accordo con la seconda forma di realizzazione del metodo descritta nel dettaglio nel seguito.

Quindi con riferimento a quest?ultima forma di realizzazione la prima porzione 2, ovvero la cassa 8, definisce la porzione di collegamento tra due seconde porzioni 4, ovvero tra le due parti del cinturino 10.

Vantaggiosamente, il cinturino 10 pu? comprendere, in corrispondenza delle estremit? libere non accoppiate alla cassa 8, mezzi di chiusura di tipo in s? noto e non illustrati nelle figure.

Ad esempio i mezzi di chiusura comprendono una fibbia montata su un?estremit? libera del cinturino e l?altra estremit? comprende i fori per l?inserimento selettivo della punta della fibbia.

In corrispondenza delle zone di accoppiamento tra la cassa 8 ed il cinturino 10 non vi ? soluzione di continuit? tra i materiali compositi della cassa 8 e del cinturino 10; tale caratteristica consente di evitare l?utilizzo di mezzi di accoppiamento meccanici tra la cassa 8 ed il cinturino 10 ed allo stesso tempo di rendere il cinturino 10 almeno parzialmente mobile rispetto alla cassa 8.

La struttura di orologio 6 cos? realizzata comprende aree con propriet? meccaniche e chimico-fisiche differenziate corrispondenti alle differenti porzioni che la compongono.

In altre forme di realizzazione, il manufatto tridimensionale 1 pu? anche essere costituito da un sedile per auto, da una sella per ciclo o da un manubrio per cicli; tali forme di realizzazione non sono illustrate nelle figure. In alternativa, il manufatto tridimensionale 1 pu? essere un elemento di protezione per il corpo di un utilizzatore, in particolare per il braccio dell?utilizzatore, illustrato in figura 10; l?elemento di protezione comprende una prima porzione protettiva dell?avambraccio 27, una seconda porzione protettiva della parte superiore del braccio 29 ed una porzione di snodo 31. In questa forma di realizzazione la porzione di snodo 31 funge da collegamento e snodo per le due porzioni protettive 27, 29.

La porzione di snodo 31 ? formata da una seconda porzione 4, mentre le porzioni protettive 27, 29 comprendono almeno tre strati; lo strato intermedio essendo formato da una seconda porzione 4 e gli strati esterni essendo formati da due prime porzioni 2 del tipo indicato in precedenza. L?elemento di protezione cos? realizzato presenta i seguenti vantaggi:

- protezione integrale del braccio, dell?avambraccio e del gomito dell?utilizzatore;

- comfort di utilizzo;

- dissipazione efficace dell?energia generata in seguito ad impatti.

L?elemento di protezione per il braccio dell?utilizzatore pu? comprendere ulteriori imbottiture interne (realizzate ad esempio in etil-vinil-acetato) ed una serie di cinghie di chiusura (realizzate ad esempio in Velcro).

L?invenzione ha per oggetto anche un metodo per la realizzazione del manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale 1 della presente invenzione.

Generalmente, il metodo comprende almeno una fase di stampaggio e polimerizzazione di una prima matrice in resina epossidica ed una fase di stampaggio e polimerizzazione di una seconda matrice in resina epossidica per formare rispettivamente la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 del manufatto 1.

La prima matrice e la seconda matrice corrispondono rispettivamente alla matrice della prima porzione 2 ed alla matrice della seconda porzione 4 descritte in precedenza con riferimento al manufatto 1.

Come gi? indicato in precedenza per il manufatto 1, almeno una tra la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 comprende uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato nella matrice per formare un materiale composito; preferibilmente entrambe la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 comprendono uno o pi? strati dell?almeno un elemento di rinforzo integrato nella matrice per formare un corrispondente materiale composito.

L?elemento di rinforzo pu? essere del tipo descritto in precedenza con riferimento al manufatto 1.

In accordo con una caratteristica distintiva del metodo della presente invenzione, la fase di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice o la fase di stampaggio e polimerizzazione della seconda matrice realizza l?accoppiamento tra la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 del manufatto 1.

Le fasi di stampaggio e polimerizzazione delle matrici sono realizzate preferibilmente all?interno di almeno uno stampo 14 comprendente un elemento di base 16 ed un elemento punzone 18; l?elemento di base 16 e l?elemento punzone 18 essendo montati su una pressa a piani riscaldati, non illustrata nelle figure.

Nelle figure 5a e 5b ? illustrato uno stampo 14 utilizzato nel metodo della presente invenzione; in particolare, lo stampo 14 delle figure 5a e 5b comprende un elemento di base 16 con una cavit? di contenimento 20 ed un elemento punzone 18 di forma complementare alla cavit? di contenimento 20.

L?elemento base 16 e l?elemento punzone 18 dello stampo 14 possono comprendere inoltre almeno un condotto 22 in connessione fluidica con la cavit? di contenimento 20 per l?iniezione di una resina epossidica destinata a formare la prima o la seconda matrice. Inoltre, l?elemento di base dello stampo 16 e l?elemento punzone 18 possono comprendere almeno un canale di sfiato 23.

Le fasi di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice e della seconda matrice possono essere realizzate in un unico stampo 14, del tipo illustrato nelle figure 5a e 5b.

In una forma di realizzazione alternativa le fasi di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice e della seconda matrice possono essere realizzate in due stampi differenti, entrambi montati su rispettive presse a piani riscaldati.

In accordo con l?invenzione, le resine epossidiche della prima matrice e della seconda matrice presentano una composizione differente e valori di durezza e/o modulo elastico differenti.

Le composizioni delle resine con riferimento al catalizzatore di reticolazione, al rapporto ponderale tra il catalizzatore di reticolazione e la componente reticolabile nonch? agli intervalli di durezza e/o modulo elastico delle resine epossidiche della prima e della seconda matrice sono le stesse indicate in precedenza con riferimento al manufatto 1.

Inoltre, il metodo comprende sia per la prima che per la seconda matrice, rispettive fasi di impregnazione dell?almeno un elemento di rinforzo con la rispettiva resina epossidica prima delle rispettive fasi di stampaggio e polimerizzazione.

L?almeno un elemento di rinforzo della prima matrice ? pre-impregnato preferibilmente all?esterno dello stampo 14 in modo da formare un intermedio di lavorazione 24; l?almeno un elemento di rinforzo della seconda matrice ? impregnato preferibilmente mediante iniezione della resina epossidica all?interno dello stampo 14.

Nelle figure 5a e 5b, l?elemento che viene caricato nella cavit? di contenimento 20 dell?elemento base 16 dello stampo 14 ? costituito dall?intermedio di lavorazione 24 descritto in precedenza e destinato a formare la prima porzione 2.

In seguito al caricamento dell?elemento intermedio 24, lo stampo 14 viene chiuso per realizzare la fase di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice, in modo da realizzare la prima porzione 2 del manufatto 1.

La fase di impregnazione mediante iniezione dell?elemento di rinforzo della seconda matrice pu? essere realizzata a valle della fase di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice.

In alternativa, la fase di impregnazione mediante iniezione dell?elemento di rinforzo della seconda matrice ? realizzata a monte della fase di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice.

In quest?ultimo caso, l?intermedio di lavorazione 24 pu? essere caricato nello stampo 14 dopo che la resina epossidica della seconda matrice ? gi? stata iniettata e polimerizzata sul rispettivo elemento di rinforzo per formare la seconda porzione 4. Ad esempio in figura 5b ? illustrato l?intermedio di lavorazione 24 caricato nell?elemento base 16 dello stampo 14 dopo lo stampaggio della seconda matrice.

In accordo con una forma di realizzazione non illustrata nelle figure, pu? anche essere prevista una fase di caricamento nello stampo 14 e successivo sovrastampaggio di uno o pi? inserti in metallo e/o elementi in materiale polimerico termoplastico con le resine della prima matrice e/o della seconda matrice. Tale fase pu? essere realizzata per una o entrambe le fasi di stampaggio e polimerizzazione della prima porzione 2 o della seconda porzione 4.

Inoltre, sull?intermedio di lavorazione 24 possono anche essere posizionati elementi decorativi adesivi prima o dopo la fase di impregnazione con la resina; tali elementi decorativi sono inglobati in modo definitivo nel manufatto in seguito alla fase di stampaggio e polimerizzazione delle matrici.

Il manufatto pu? anche comprendere un elemento intermedio realizzato ad esempio in polietilene tereftalato (PET) espanso a bassa densit?, interposto tra due strati formati dalla prima porzione 2 e/o dalla seconda porzione 4 e destinato a formare un materiale d?anima riempitivo.

L?elemento intermedio pu? essere co-stampato durante la fase di stampaggio e polimerizzazione della prima o della seconda matrice; vantaggiosamente, un film adesivo epossidico di tipo in s? noto pu? essere interposto tra l?elemento intermedio e la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 per favorirne l?accoppiamento.

Di seguito si descriveranno alcune forme di realizzazione preferite del metodo di realizzazione del manufatto tridimensionale 1 oggetto della presente invenzione.

Una prima forma di realizzazione del metodo comprende le seguenti fasi: - pre-impregnazione dello strato/degli strati dell?elemento di rinforzo/degli elementi di rinforzo destinato/i a formare la prima porzione 2 con una resina epossidica destinata a formare la prima matrice in modo da realizzare l?intermedio di lavorazione 24; tale fase di pre-impregnazione ? realizzata preferibilmente all?esterno dello stampo 14 mediante processi di impregnazione industriale;

- stampaggio dell?intermedio di lavorazione 24 e polimerizzazione della resina epossidica della prima matrice per realizzare la prima porzione 2 all?interno dello stampo 14;

- apertura dello stampo 14 e caricamento nello stesso dell?elemento o degli elementi di rinforzo destinato/i a formare la seconda porzione 4 del manufatto 1;

- chiusura dello stampo 14 ed impregnazione dell?elemento o degli elementi di rinforzo della seconda porzione 4 mediante iniezione della resina epossidica destinata a formare la seconda matrice all?interno dello stampo 14;

- stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica della seconda matrice per realizzare la seconda porzione 4 ed il manufatto finito 1.

La prima forma di realizzazione del metodo ? illustrata almeno parzialmente in figura 5a.

In questa forma di realizzazione, la resina epossidica della seconda matrice, essendo distribuita mediante iniezione, impregna l?elemento di rinforzo della seconda porzione 4 all?interno dello stampo 14 ed ingloba parzialmente o completamente la prima porzione 2, oppure aderisce superficialmente alla prima porzione 2 precedentemente realizzata e caricata nello stampo 14.

La fase di stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica della seconda matrice realizza l?accoppiamento tra la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 del manufatto 1.

Vantaggiosamente, l?impregnazione dell?elemento o degli elementi di rinforzo della prima porzione 2 pu? anche essere realizzata all?interno dello stampo 14 mediante iniezione e l?impregnazione dell?elemento di rinforzo della seconda porzione 4 pu? anche essere realizzata esternamente allo stampo 14 mediante processi di impregnazione industriale.

La fase di stampaggio e polimerizzazione della prima matrice pu? essere realizzata con i piani riscaldati della pressa mantenuti ad una temperatura compresa tra 130?C e 160?C.

L?intermedio di lavorazione 24 pu? anche subire una fase di taglio prima del caricamento e stampaggio nello stampo 14, oppure una fase di taglio o lavorazione subito dopo la rispettiva fase di stampaggio e polimerizzazione. Se il metodo prevede di impiegare due stampi differenti per le fasi di stampaggio e polimerizzazione in modo da formare la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 polimerizzata, la fase di lavorazione o taglio dell?intermedio di lavorazione 24 pu? essere realizzata durante il trasferimento di quest?ultimo da uno stampo all?altro.

Inoltre, la fase di iniezione della resina destinata a formare la seconda matrice ed atta ad aderire alla prima matrice precedentemente stampata e polimerizzata, pu? essere realizzata anche senza aver caricato l?elemento di rinforzo della seconda porzione 4 nello stampo 14. In questo caso, la seconda porzione 4 del manufatto 1 ? formata unicamente dalla resina epossidica della seconda matrice.

Nella forma di realizzazione che prevede di stampare e polimerizzare la prima matrice in resina epossidica in seguito allo stampaggio della seconda matrice, l?iniezione della resina all?interno dello stampo 14 pu? essere realizzata senza caricare precedentemente l?elemento di rinforzo della prima porzione 2 nello stampo 14; in questo caso lo stampo 14 contiene, prima dell?iniezione della resina, la seconda porzione 4 stampata e polimerizzata ed al termine della fase di stampaggio la seconda porzione 2 del manufatto ? formata unicamente dalla resina epossidica della prima matrice.

L?intermedio di lavorazione 24 destinato a formare la prima porzione 2 pu? anche essere collocato all?interno dello stampo 14 in posizione intermedia tra due strati di elemento di rinforzo destinati a realizzare la seconda porzione 4 in modo da formare un sandwich.

Il sandwich viene impregnato con la resina epossidica della seconda matrice mediante iniezione della stessa all?interno dello stampo 14 prima della polimerizzazione della resina della prima matrice dell?intermedio di lavorazione 24 oppure successivamente alla polimerizzazione.

Inoltre, per favorire l?accoppiamento tra l?intermedio di lavorazione 24 o la prima porzione 2 e la seconda porzione 4, ? possibile interporre un film di adesivo epossidico tra l?intermedio di lavorazione 24 o la prima porzione 2 e l?elemento di rinforzo della seconda porzione 4 prima del caricamento nello stampo 14. Il film di adesivo epossidico incrementa l?accoppiamento tra le due porzioni 2, 4 in seguito allo stampaggio.

Inoltre la prima porzione 2, in corrispondenza della zona sulla quale viene iniettata e stampata la resina della seconda matrice, pu? essere trattata in modo tale da aumentare la bagnabilit? superficiale, pu? presentare inoltre una finitura superficiale con rugosit? aumentata, uno spessore ridotto oppure pu? presentare l?elemento di rinforzo privo della resina.

Di seguito si descrive una seconda forma di realizzazione del metodo con particolare riferimento alla struttura di orologio 6 descritta in precedenza.

La seconda forma di realizzazione del metodo prevede le seguenti fasi: - caricamento in uno stampo 14 dell?elemento o degli elementi di rinforzo destinato/i a formare la seconda porzione 4 del manufatto 1;

- iniezione all?interno dello stampo 14 della resina destinata a formare la seconda matrice;

- stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica della seconda matrice per ottenere la seconda porzione 4 del manufatto 1;

- pre-impregnazione dell?elemento o degli elementi di rinforzo destinati a formare la prima porzione 2 del manufatto 1 con la resina epossidica destinata a formare la prima matrice per realizzare un intermedio di lavorazione 24;

- caricamento della seconda porzione 4 precedentemente realizzata e dell?intermedio di lavorazione 24 all?interno dello stesso stampo 14 o di un ulteriore stampo;

- stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica della prima matrice per realizzare il manufatto finito.

La fase di caricamento della seconda porzione 4 e dell?intermedio di lavorazione 24 nello stampo 14 ? illustrata ad esempio in figura 5b.

In questa forma di realizzazione, l?accoppiamento integrale tra la prima porzione 2 e la seconda porzione 4 ? realizzato mediante la fase di stampaggio e pressatura della resina epossidica della prima matrice.

Per realizzare la fase di stampaggio e polimerizzazione della resina epossidica della seconda matrice, i piani riscaldati della pressa possono essere mantenuti ad una temperatura compresa tra 85?C e 160?C.

Inoltre, lo stampo 14 utilizzato per lo stampaggio e la polimerizzazione della resina epossidica della seconda matrice pu? essere del tipo illustrato in figura 6.

La cavit? di contenimento 20 di tale stampo 14 ? formata parzialmente su due delle pareti laterali 15 e parzialmente sulla parete superiore 17. Mediante tale stampo 14 ? possibile realizzare un ulteriore intermedio di lavorazione 25 destinato a realizzare la seconda porzione 4 ed avente preferibilmente una forma tridimensionale a cilindro.

Al termine del processo di stampaggio e polimerizzazione tale ulteriore intermedio di lavorazione 25 pu? subire opportune fasi di lavorazione, quale ad esempio una fase di taglio, per ottenere la seconda porzione 4.

Con riferimento al processo di realizzazione di una struttura di orologio 6, al termine delle fasi di stampaggio e lavorazione e di lavorazione ? possibile ottenere una lastra 26, mostrata in figura 7, a partire dall?ulteriore intermedio di lavorazione 25.

Successivamente la lastra 26 pu? essere tagliata, ad esempio mediante plotter CNC, per ottenere cinturini 10 o parti di cinturini 10 con profilo predeterminato, come illustrato in figura 7.

Il cinturino 10 cos? ottenuto ? caricato in una cavit? di contenimento 20 dello stampo 14 di forma predeterminata, nel quale viene successivamente posizionato l?intermedio di lavorazione 24 destinato a formare la prima porzione 2, ovvero la cassa 8, della struttura dell?orologio 6.

Tale stampo 14 ? illustrato nelle figure 8 e 9. In particolare in figura 8 ? illustrato lo stampo 14 aperto dopo lo stampaggio della matrice della cassa 8.

L?intermedio di lavorazione 24 destinato a realizzare la cassa 8 pu? anche essere opportunamente preformato prima del caricamento nello stampo 14; in questo caso l?intermedio di lavorazione 24 comprende una pluralit? di strati a formare un laminato all?interno del quale ? posizionato il cinturino 10 prima del caricamento nello stampo 14, come indicato in precedenza ed illustrato in figura 9.

Inoltre, questo stampo 14, dopo essere stato chiuso, isola completamente la zona di stampaggio della prima porzione 2, ovvero della cassa 8, dal cinturino 10 precedentemente stampato cos? da evitare trafilamenti della resina epossidica della prima matrice della cassa 8.

Inoltre, pu? essere previsto un film di adesivo epossidico interposto tra l?intermedio di lavorazione 24 ed il cinturino 10 prima del caricamento nello stampo 14 in modo da favorire l?accoppiamento successivo tra il cinturino 10 e la cassa 8 della struttura di orologio 6.

Il cinturino 10 della struttura di orologio 6 pu? anche essere realizzato mediante uno stampo opportunamente configurato e differente da quello illustrato in figura 6; il cinturino 10 cos? realizzato presenta una forma tridimensionale ed uno spessore variabile; inoltre il cinturino 10 cos? realizzato ? un pezzo unico di forma circolare chiusa che successivamente viene tagliato per realizzare le estremit? libere e montare i mezzi di chiusura.

Il cinturino 10, in corrispondenza della zona sulla quale viene stampata e polimerizzata la prima matrice della cassa 8, pu? presentare uno spessore ridotto oppure pu? comprendere un elemento di rinforzo privo della resina; inoltre, il cinturino pu? essere trattato per aumentare la bagnabilit? superficiale e/o pu? presentare una finitura superficiale con rugosit? aumentata.

Tali configurazioni sono ottenute durante la fase di stampaggio e polimerizzazione della seconda resina, oppure in seguito alla polimerizzazione della resina all?esterno dello stampo 14.

In entrambe le forme di realizzazione del metodo sopra descritte, prima delle fasi di impregnazione e di stampaggio di una delle porzioni 2, 4, o a seguito di queste, possono essere previste, alternativamente o in combinazione tra loro:

- una fase di applicazione di un appretto ?sizing? o ?binder? sugli elementi di rinforzo;

- una fase di pallinatura o abrasione meccanica delle superfici da accoppiare;

- una fase di taglio, fresatura o foratura;

- una fase di preparazione delle superfici da accoppiare;

- una fase di pulizia mediante solvente;

- una fase di trattamento per aumentare la bagnabilit? superficiale;

- una fase di applicazione di un primer;

- una fase di applicazione di un film adesivo epossidico;

- una fase di applicazione di un adesivo epossidico e posizionamento in una dima di incollaggio ed una fase di polimerizzazione dell?adesivo.

Da quanto sopra esposto ? ora chiaro come il manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale ed il metodo per realizzarlo consentano di raggiungere vantaggiosamente gli scopi prefissati.

In particolare, la predisposizione di una prima porzione e di una seconda porzione realizzate con materiali compositi aventi propriet? differenti consente di ottenere un manufatto con aree aventi caratteristiche meccaniche e chimico-fisiche differenziate.

Tuttavia, i materiali compositi utilizzati consentono di ottenere un manufatto monopezzo in cui le porzioni sono accoppiate e solidali tra loro senza l?ausilio di mezzi di accoppiamento meccanici.

Inoltre, il metodo di realizzazione del manufatto con profilo bidimensionale o tridimensionale comprendente le fasi di stampaggio e polimerizzazione della prima porzione e della seconda porzione risulta particolarmente semplice rispetto ai metodi noti nel settore.

Naturalmente, la precedente descrizione delle realizzazioni che applicano i principi innovativi della presente invenzione ? riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perci? essere presa come limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato.

Claims (15)

Rivendicazioni

1. Manufatto (1) con profilo bidimensionale o tridimensionale comprendente almeno una prima porzione (2) ed almeno una seconda porzione (4) accoppiate tra loro,

caratterizzato dal fatto che almeno una di dette porzioni (2, 4) ? formata da un materiale composito comprendente uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato in una matrice in resina epossidica e l?altra di dette porzioni (2, 4) comprende almeno una matrice in resina epossidica; e dal fatto che le resine epossidiche di dette matrici presentano composizioni differenti e valori di modulo elastico e/o durezza differenti.

2. Manufatto (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che entrambe detta prima porzione (2) e detta seconda porzione (4) sono formate da un materiale composito comprendente uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato in una matrice di resina epossidica.

3. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il modulo elastico della matrice di detta prima porzione (2) ? compreso tra 2,6-4,5 GPa e dal fatto che il modulo elastico della matrice di detta seconda porzione (4) ? compreso tra 1-100 MPa.

4. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la durezza della matrice di detta prima porzione (2) ? compresa tra 70-90 Shore D e dal fatto che la durezza della matrice di detta seconda porzione (4) ? compresa tra 30-95 Shore A.

5. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le resine epossidiche delle matrici di detta prima porzione (2) e di detta seconda porzione (4) sono di tipo termoindurente e sono ottenute mediante reticolazione di un componente reticolabile con un catalizzatore di reticolazione.

6. Manufatto (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il catalizzatore della resina di detta prima porzione (2) ? dicianammide e dal fatto che il catalizzatore della resina di detta seconda porzione (4) ? polieterammina.

7. Manufatto (1) secondo una delle rivendicazioni 5-6, caratterizzato dal fatto che il rapporto ponderale tra il componente reticolabile ed il catalizzatore di reticolazione in detta prima porzione (2) ? compreso tra 1:0,01 e 1:0,11.

8. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, caratterizzato dal fatto che il rapporto ponderale tra il componente reticolabile ed il catalizzatore di reticolazione in detta seconda porzione (4) ? prossimo a 1:1.

9. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere una struttura di orologio (6) comprendente una cassa (8) ed un cinturino (10), detta cassa (8) essendo formata da detta prima porzione (2) e detto cinturino (10) essendo formato da detta seconda porzione (4).

10. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima porzione (2) ? una porzione di collegamento tra due seconde porzioni (4).

11. Manufatto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, caratterizzato dal fatto che detta seconda porzione (4) ? una porzione di collegamento tra due prime porzioni (2).

12. Metodo di realizzazione di un manufatto con profilo tridimensionale comprendente una prima porzione (2) ed una seconda porzione (4) accoppiate tra loro; il quale metodo comprende almeno una fase di stampaggio e polimerizzazione di una prima matrice in resina epossidica ed una fase di stampaggio e polimerizzazione di una seconda matrice in resina epossidica per formare rispettivamente detta prima porzione (2) e detta seconda porzione (4);

in cui almeno una di detta prima porzione (2) e di detta seconda porzione (4) comprende uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato nella matrice in modo da formare un materiale composito; caratterizzato dal fatto che la fase di stampaggio e polimerizzazione di detta prima matrice o la fase di stampaggio e polimerizzazione di detta seconda matrice realizza l?accoppiamento tra detta prima porzione (2) e detta seconda porzione (4); e dal fatto che le resine epossidiche di detta prima matrice e di detta seconda matrice presentano una composizione differente e valori di durezza e/o modulo elastico differenti.

13. Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che le resine epossidiche di detta prima matrice e di detta seconda matrice sono di tipo termoindurente e sono ottenute mediante reticolazione di un componente reticolabile con un catalizzatore di reticolazione, il catalizzatore di reticolazione di detta prima matrice essendo dicianammide ed il catalizzatore di reticolazione di detta seconda matrice essendo polieterammina.

14. Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che ciascuna porzione (2, 4) comprende uno o pi? strati di almeno un elemento di rinforzo integrato nella matrice e dal fatto di comprendere, per ogni matrice, una rispettiva fase di impregnazione dell?elemento di rinforzo con la resina epossidica prima delle rispettive fasi di stampaggio e polimerizzazione.

15. Metodo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detta fase di impregnazione dell?elemento di rinforzo di detta seconda matrice ? realizzata a monte o a valle di detta fase di stampaggio e polimerizzazione di detta prima matrice.