IT202100016421A1

IT202100016421A1 - Metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico e prodotto cosi' ottenuto.

Info

Publication number: IT202100016421A1
Application number: IT102021000016421A
Authority: IT
Inventors: Giancarlo Paci
Original assignee: Tecnometalli S R L
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-12-23

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

METODO PER LA FORMAZIONE DI UN PRODOTTO SEMILAVORATO METALLICO E PRODOTTO COSI' OTTENUTO.

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico ed il prodotto cos? ottenuto.

In particolare, il prodotto semilavorato metallico in oggetto ? destinato ad un uso nel settore dello stampaggio e del design industriale per oggetti da cucina come recipienti di cottura utilizzati su fornelli o piani ad induzione. Nella tecnica nota sono conosciute numerose metodologie volte a consentire la realizzazione, a costi contenuti, di recipienti di cottura adatti ad essere utilizzati su piani induttivi.

Tali metodologie si prefiggono principalmente di adattare recipienti alluminici, dunque relativamente economici e semplici da lavorare, con fondelli induttivi.

Il processo di realizzazione di questi recipienti comprende la predisposizione di un semilavorato alluminico (preferibilmente un componente discoidale) sottoposto ad una fase di imbutitura per formare il corpo di contenimento avente un fondo e pareti laterali.

Successivamente, in una prima soluzione della tecnica nota, si procede ad una operazione detta saldo-brasatura, in cui si prevede di saldare un piattello in acciaio magnetico al fondo del corpo di contenimento in alluminio mediante l?utilizzo di un lega saldante, la quale presenta punto di fusione inferiore rispetto all?alluminio.

Sia a causa delle alte temperature che della necessit? di predisporre un fondello in acciaio di spessore non irrilevante, questa tecnica risulta essere molto costosa, diventando perci? antieconomica per il produttore. Peraltro, non va dimenticato che una tecnica di tale tipo non permette di realizzare recipienti a norma CE, in quanto i vincoli dimensionali attualmente previsti a livello comunitario sono pi? stringenti di quelli ottenibili mediante saldo-brasatura. Tale problematica ? spesso superata dall?elasticit? con cui la normativa in questione viene valutata, ma non sono rari i casi in cui le piccole differenze tra i valori limite e quelli realmente ottenibili comportano problemi alla commercializzazione dei recipienti in determinati paesi.

Una seconda metodologia nota prevede invece l?utilizzo di soli mezzi meccanici, come ad esempio presse idrauliche, per ancorare un fondello ferromagnetico al fondo del corpo di contenimento alluminico del recipiente.

Tale fondello ? in taluni casi definito da un piattello forato, oppure da una rete metallica, i quali vengono innestati direttamente nel fondo alluminico del corpo di contenimento per vincolarli inamovibilmente.

Si noti che per garantire l?ancoraggio tra il corpo di contenimento ed il disco, quest?ultimo ? dotato di protuberanze che aggettano dalla superficie del disco destinata ad essere rivolta verso il recipiente.

Svantaggiosamente, per ricavare dette protuberanze sul disco in acciaio magnetico ? necessario che il disco stesso e la sua successiva foratura vengano ottenuti per stampaggio; ci? incide sui costi di produzione e sui tempi di realizzazione che inevitabilmente si allungano.

In caso di utilizzo di una rete metallica, si segnala che si ? spesso riscontrata la difficolt? nel garantire l?indeformabilit? del fondo, il quale ? talune volte soggetto a distorsioni.

Peraltro, anche la distribuzione del calore, essendo l?induzione effettuata a partire dalla rete, potrebbe risultare non completamente uniforme, con conseguenze negative sulla qualit? del cibo.

Scopo della presente invenzione ? rendere disponibile un metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico ed il prodotto semilavorato cos? ottenuto che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, ? scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico ed il prodotto semilavorato cos? ottenuto in grado di ottenere in modo rapido, sicuro ed economico un prodotto pronto per le fasi di imbutitura necessaria per ottenere un recipiente con gi? ottime ed elevate caratteristiche per l'utilizzo su fornelli ad induzione senza ulteriori lavorazioni.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? proporre un metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico ed il prodotto cos? ottenuto in grado di predisporre il semilavorato con superfici ferromagnetiche in modo razionale, pratico e senza incidere negativamente sulle caratteristiche meccaniche del prodotto semilavorato. Detti scopi sono pienamente raggiunti da metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico ed il prodotto cos? ottenuto oggetto della presente invenzione, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

Le principali caratteristiche dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra un prodotto semilavorato metallico destinato alla realizzazione di un contenitore per fornelli ad induzione ottenuto con il metodo oggetto della presente invenzione ed in una vista prospettica; - la figura 2 illustra un prodotto semilavorato metallico destinato alla realizzazione di un contenitore per fornelli ad induzione ottenuto con il metodo oggetto della presente invenzione ed in una vista in pianta dal basso;

- la figure 3 illustra una sezione III - III riferita alla figura 2;

- le figure 4 e 5 illustrano corrispondenti fasi di realizzazione del prodotto semilavorato di cui alle figure precedenti in corrispondenti viste laterali con alcune parti in sezione per meglio evidenziarne altre.

Con riferimento ai disegni allegati, e con particolare riferimento alle figure 1 e 2, il metodo oggetto della presente invenzione viene utilizzato per la formazione di un prodotto semilavorato metallico destinato alla realizzazione di un contenitore utilizzabile su fornelli ad induzione.

Il metodo in oggetto comprende la fasi di (vedi anche figure 4 e 5):

- predisposizione di un corpo piatto 1 composto da un materiale con bassa propriet? magnetica;

- predisposizione di una quantit? predeterminata di una miscela 2 di polveri con caratteristiche ferro magnetiche;

- posizionamento del corpo piatto 1, con una sua prima superficie 3 su una base 4 di riscontro;

- bloccaggio almeno della zona periferica del corpo piatto 1 tramite una prima matrice 5 di contrasto posizionata sulla seconda superficie 6 del corpo piatto 1;

- deposizione della miscela 2 di polveri in una predeterminata zona 7 della seconda superficie 6 del corpo piatto 1;

- compattamento della miscela 2 di polveri sulla seconda superficie 6 del corpo piatto 1 attraverso un punzone 8 in grado di pressare la miscela 2 di polveri depositata e cos? da formare, nella predeterminata zona 7 di deposizione, una strato superficiale coeso sulla seconda superficie 6 del corpo piatto 1 formato dalla miscela 2 di polveri e dal materiale con cui ? formato il corpo piatto 1.

In altre parole, su una parte predefinita di una superficie del corpo piatto 1 viene depositata la miscela di polveri ferro magnetiche che viene pressata sulla superficie del corpo piatto al fine di far aderire e miscelare le polveri ferro magnetiche in modo da ottenere una zona con caratteristiche di lata propriet? magnetica.

Preferibilmente, il corpo piatto 1 presenta una forma discoidale in modo da facilitare la successiva fase di realizzazione del contenitore, ad esempio, per imbutitura in modo da definire almeno il fondo dello stesso contenitore corrispondente alla zona avente la miscela di polveri coesa con il materiale del corpo piatto.

Preferibilmente il corpo piatto 1 ? ottenuto in alluminio.

Secondo quanto illustrato anche nelle figure 4 e 5, la fase di bloccaggio comprende un primo bloccaggio della zona periferica del corpo piatto 1 con la prima matrice 5 di contrasto ed un secondo bloccaggio di una zona centrale del corpo piatto 1, non interessata alla deposizione della miscela 2 di polveri, tramite una seconda matrice 9 di contrasto.

In questo modo ? facilitata e molto precisa la deposizione della miscela di polveri nella predeterminata zona della seconda superficie.

Preferibilmente, nella fase di predisposizione del corpo piatto 1 viene effettuata, sulla seconda superficie 6, una riduzione di spessore lungo una zona a perimetro chiuso definente la predeterminata zona 7 di deposizione della miscela 2 di polveri.

Questo tipo di lavorazione viene effettuata in funzione della quantit? di miscela di polveri da depositare e in funzione dello spessore finale voluto nella predeterminata zona strato superficiale coesa tra alluminio e polveri ferromagnetiche.

Nell'esempio illustrato la riduzione di spessore definisce una zona anulare chiusa.

In un esempio non limitativo, precedentemente alla fase di deposizione, la miscela 2 di polveri ferromagnetiche viene riscaldata ad una temperatura compresa tra i 20? ed i 200?.

Il riscaldamento della miscela di polveri permette di ridurre i tempi della fase di compattamento della miscela sulla seconda superficie del corpo piatto.

In un altro esempio non limitativo, il corpo piatto 1 viene riscaldato ad una temperatura compresa tra i 20? ed i 200? tra le fasi del suo posizionamento sulla base 4 di riscontro ed il termine della fase di compattamento della miscela 2 di polveri.

Secondo quanto illustrato la fase di primo e secondo bloccaggio del corpo piatto 1 determina una spazio libero sulla seconda superficie 6 del corpo piatto 1 corrispondente alla predeterminata zona 7 di deposizione della miscela 2 di polveri.

Come gi? accennato precedente, la fase di riduzione di spessore della seconda superficie 6 del corpo piatto 1 forma una zona anulare chiusa compresa tra il bordo circolare esterno del corpo piatto 1 ed una zona anulare centrale del corpo 1 piatto.

Le due zone libere nella seconda superficie 7 del corpo piatto 1 sono "oscurate" dalle due matrici di bloccaggio del corpo piatto 1.

Secondo quanto illustrato nelle figure ed in un esempio non limitativo, il punzone 8 ? di forma cilindrica per accoppiarsi con la zona anulare 7 su cui ? depositata la miscela 2 di polveri.

Preferibilmente, il punzone 8 ha una foro centrale impegnato nella seconda matrice 9 e scorre assialmente lungo la stessa seconda matrice 9 per poter effettuare l'opportuna compressione della miscela 2 di polveri depositate sulla seconda superficie 6 del corpo piatto 1.

La forza di compressione del punzone 9 ed il tempo operativo di compressione saranno opportunamente tarati in funzione degli spessori finali ottenibili sulla seconda superficie, dalla temperatura operativa con cui sono scaldati il corpo piatto e/o la miscela di polveri ferromagnetiche. Secondo quanto illustrato, il prodotto semilavorato metallico 100 in oggetto e destinato alla realizzazione di un contenitore per fornelli ad induzione comprende quindi un corpo piatto (discoidale) provvisto di una zona (anulare) chiusa comprendente una miscela di polveri ferromagnetiche compresse e coese con il materiale (alluminio) del corpo piatto.

Questo semilavorato, quindi, potr? essere sottoposto ad una fase di imbutitura con la quale si andr? ad ottenere un contenitore utilizzabile su fornelli ad induzione grazie.

Il metodo ed in prodotto ottenuto raggiungono quindi gli scopi prefissati grazie alla possibilit? di formare un semilavorato con una tecnologia additiva che permette di ridurre i costi e rendere la formazione del semilavorato molto pi? rapida e precisa rispetto ai processi noti.

Questo tipo di metodologia additiva permette di decidere in modo selettivo e preciso quali zone od aree del semilavorato debbano avere le superfici con materiale ferro magnetico e solo dove l?effetto Joule legato all?induzione ? pi? alto.

Ad esempio, ? possibile, con questo metodo, evitare il riporto ferro magnetico nella parte centrale del semi lavorato dove normalmente l?effetto di riscaldamento ? nullo nei comuni fornelli ad induzione domestici. Grazie a questo si pu? ottenere il massimo effetto ma con minore quantit? di materiale ferromagnetico utilizzato.

Inoltre, grazie a questo metodo non vengono prodotti scarti di materia prima durante la fasi di realizzazione.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per la formazione di un prodotto semilavorato metallico destinato alla realizzazione di un contenitore per fornelli ad induzione, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:

- predisposizione di un corpo piatto (1) composto da un materiale con bassa propriet? magnetica;

- predisposizione di una quantit? predeterminata di una miscela (2) di polveri con caratteristiche ferro magnetiche;

- posizionamento del corpo piatto (1), con una sua prima superficie (3) su una base (4) di riscontro;

- bloccaggio almeno della zona periferica del corpo piatto (1) tramite una prima matrice (5) di contrasto posizionata sulla seconda superficie (6) del corpo piatto (1);

- deposizione della miscela (2) di polveri in una predeterminata zona (7) della seconda superficie (6) del corpo piatto (1);

- compattamento della miscela (2) di polveri sulla seconda superficie (6) del corpo piatto (1) attraverso un punzone (8) in grado di pressare la miscela (2) di polveri depositata e cos? da formare, nella predeterminata zona (7) di deposizione, una strato superficiale coeso sulla seconda superficie (6) del corpo piatto (1) formato dalla miscela (2) di polveri e dal materiale con cui ? formato il corpo piatto (1).

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo piatto (1) presenta una forma discoidale.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o la 2, in cui il corpo piatto (1) ? ottenuto in alluminio.

4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di bloccaggio comprende un primo bloccaggio della zona periferica del corpo piatto (1) con la prima matrice (5) di contrasto ed un secondo bloccaggio di una zona centrale del corpo piatto (1), non interessata alla deposizione della miscela (2) di polveri, tramite una seconda matrice (9) di contrasto.

5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui nella fase di predisposizione del corpo piatto (1) viene effettuata, sulla seconda superficie (6), una riduzione di spessore lungo una zona a perimetro chiuso definente la predeterminata zona (7) di deposizione della miscela (2) di polveri.

6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui precedentemente alla fase di deposizione, la miscela (2) di polveri ferromagnetiche viene riscaldata ad una temperatura compresa tra i 20? ed i 200?.

7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo piatto (1) viene riscaldato ad una temperatura compresa tra i 20? ed i 200? tra le fasi del suo posizionamento sulla base (4) di riscontro ed il termine della fase di compattamento della miscela (2) di polveri.

8. Metodo secondo una qualsiasi rivendicazioni da 4 a 7, in cui la fase di primo e secondo bloccaggio del corpo piatto (1) determina una spazio libero sulla seconda superficie (6) del corpo piatto (1) corrispondente alla predeterminata zona (7) di deposizione della miscela (2) di polveri.

9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui la fase di riduzione di spessore della seconda superficie (6) del corpo piatto (1) forma una zona anulare chiusa compresa tra il bordo circolare esterno del corpo piatto (1) ed una zona anulare centrale del corpo (1) piatto.

10. Prodotto semilavorato metallico (100) destinato alla realizzazione di un contenitore per fornelli ad induzione ottenuto con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.