IT202100027386A1 - Dispositivo per il recupero di sfridi di produzione di materiale composito - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO PER IL RECUPERO DI SFRIDI DI PRODUZIONE DI MATERIALE COMPOSITO
La presente invenzione industriale riguarda un dispositivo per il riutilizzo di sfridi di produzione di materiale composito, ed in particolare per la produzione, a partire dagli sfridi di produzione, di un nuovo materiale preimpregnato dotato di capacita meccaniche migliori rispetto a quelle ottenute mediante il riutilizzo di scarti di produzione triturati.
Campo della tecnica
E? nota allos tato dell?arte la necessit? di rutilizzare gli sfridi di produzione di materiale composito. Si tratta, per quello che qui interessa, di fogli di materiale composito in cui fibre di rinforzo (fibre di vetro, di carbonio, di altra natura) sono disposite all?interno di una matrice polimerica. A seconda dei casi le fibre possono essere disposite in maniera unidirezionale, bidirezionale, casuale. L?utilizzo ed i vantaggi di questo tipo di materiali sono ben noti allo stato della tecnica.
Gli sfridi di lavorazione di questi manteriali sono tuttavia allo stesso tempo un costo ed un problema ambientale.
Sono un costo poich? tutto ci? che ?s tato speso per la loro produzione non produce alcun effetto utile, e sono un problema ambientale perch? non sono noti, allo stato dell?arte, procedimenti per il loro recupero e riutilizzo che consentano di ottenere dei nuovi materiali compositi in maniera economica e di implementazione semplice.
E? noto ad esempio, descritto in EP1526956, un procedimento per il recupero delle fobre di carbonio o di vetro da una matrice polimerica che prevede la pirolisi degli sfridi per l?eliminazione della matrice plastica ed il successivo trattamento delle fibre. Un metodo che utilizza concetti analoghi ? descritto in CN108997609.
Metodi di recupero di materiale composito che utilizzano un trattamento meccanico sono descritti ad esempio in CN110696226A, in cui ? descritto un dispositivo per la frantumazione ed il recupero di materiali compositi plasticalegno; in CN110696226 ? descritto un metodo di recupero di materiali compositi che prevede la polverizzazione degli stessi; anche nel metodo descritto in WO2020045895 il materiale viene polverizzato prima del riutilizzo; in JP2003305723 ? descritto un metodo per il riciclo di fogli di materiale composito che prevede di triturare il materiale, per separare grossolanamente le fibre dalla resina e separare le due componenti per mezzo della loro differenza di densit?.
Al meglio della conoscenza degli odierni inventori, nessuno dei metodi noti allo stato dell?arte conente di riutilizzare gli sfridi di materiale composito per produrre nuovi fogli di materiale composito senza separare le fibre dalla resina e senza triturare il materiale.
Forma pertanto oggetto della presente invenzione quello di fornire un dispositivo per il recupero ed il riciclaggio di materiale composito in fogli che sia pi? efficiente dei dispositivi noti allo stato dell?arte. Secondo un altro aspetto la presente invenzione intende fornire un metodo per il receupero ed il riciclaggio di materiali compositi.
Breve descrizione dei disegni
In figura 1 alelgata ? mostrata una vista assonometrica di un modo di realizzazione preferenziale dell?invenzione, mostrato in sezione in figura 2.
Breve descrizione dell?invenzione
Il trovato realizza gli scopi prefissati in quanto trattasi di un dispositivo per il riutilizzo di sfridi di materiale composito e per la realizzazione di fogli di materiale composito pre-impregnato comprendente: una bocca di carico (1) per gli sfridi di materiale da recuperare comprendente una superficie inclinata sulla quale gli sfridi si dispongono e scendono spinti dalla forza di gravit?; un rullo di taglio (2) configurato per tagliare detti sfridi di materiale composito in una pluralit? di elementi esagonali (10); un piano inclinato (9), posto a valle di detto rullo di taglio (2) dotato di una pluralit? di fori (17) di dimensioni inferiori a quelle del cerchio inscritto in detti esagoni (10); un piano vibrante (3), avente inclinazione minore dell?inclinazione di detto scivolo (9), sul quale detti pezzi esagonali (10) avanzano sotto l?azione della gravita e della vibrazione disponendosi in maniera ordinata fino a ricoprire l?intera superficie disponibile; un rullo sui cui ? avvolta una bobina di film plastico (16), scorrevole su detto piano vibrante (3) ed al di sotto di detti pezzi esagonali (10), tirato da almeno un rullo trainante (8); una vasca di impregnaggio (12), posizionata a valle del piano vibrante (3) e dotata di un rullo (6) disposto in modo da assicurare il passaggio di detto film (16) sul quale sono disposti detti pezzi esagonali (10) all?interno di detta vasca di impregnaggio (12), in cui ? presente la resina che costituir? la matrice del materiale composito. Descrizione dettagliata dell?invenzione
Con riferimento alle figure allegate, che ne mostrano in maniera schematica un modo di realizzazione preferenziale, il dispositivo secondo l?invenzione comprende una bocca di carico (1) per gli sfridi di materiale da recuperare. La bocca di carico comprende una superficie inclinata sulla quale gli sfridi si dispongono e scendono spinti dalla forza di gravit?.
Eventualmente alla bocca di carico pu? essere associato un dispositivo vibrante configurato per facilitare l?avanzamento dei pezzi di materiale composito in ingresso.
Si specifica che per sfridi di materiale composito si intendono pezzi di fogli di materiale composito pre-impregnato (pre-preg).
Preferibilmente, al fine di ottimizzare le caratteristiche del materiale risultante, i fogli caricati insieme, in un unico processo di produzione, sono tutti dello stesso spessore.
I fogli di materiale preimpregnato passano quindi al di sotto di un rullo di taglio (2) che taglia ciascun foglio in una pluralit? di elementi esagonali (10).
A valle del rullo (2) quindi si troveranno quindi una pluralit? di elementi esagonali (10) ma anche alcuni elementi di forma irregolare e dimensioni minori (18), derivanti dal taglio delle estremit? degli sfridi.
Gli elementi tagliati transiteranno quindi su un piano inclinato ? o ?scivolo? (9). L?inclinazione del piano fa avanzare per gravit? gli esagoni (10) e gli elementi irregolari di bordo (18). Questi ultimi cadranno in fori (17) all?uopo disposti sullo scivolo.
Tali fori sono di dimensioni leggermente inferiori a quelle del cerchio inscritto nella forma esagonale presente sul rullo di taglio (2). Questo significa che gli esagoni (10) non potranno cadervi, a prescindere dall?orientamento con la quale si approcciano a tali fori.
Eventualmente allo scivolo (9) pu? essere associato un dispositivo vibrante configurato per facilitare l?avanzamento dei pezzi di materiale tagliati.
A valle dello scivolo (9) ? presente un piano vibrante (3), avente inclinazione minore dello scivolo (9). I pezzi esagonali su questo piano vibrante si dispongono, avanzando, in maniera ordinata, fino a ricoprire l?intera superficie disponibile. Si specifica che questa disposizione ordinata e sostanzialmente automatica dei pezzi ? possibile solo in virt? della loro forma esagonale.
L?esagono ? infatti un poligono regolare per il quale l?affiancamento di elementi identici consente di coprire interamente un piano. Inoltre un elemento di esagono, per motivi geometrici, non pu? mai necessitare di una rotazione superiore a 30? per trovarsi correttamente orientato.
Il dispositivo comprende inoltre un rullo sui cui ? avvolta una bobina di film plastico (16), di larghezza pari a quella del foglio di materiale composito da realizzare.
Il film plastico (16) scorre su questo piano vibrante (3), tirato dai rulli terminali (4, 8).
Preferibilmente la bobina ? ubicata posteriormente rispetto al piano vibrante, ed il film plastico (16) passa in una fessura all?uopo presente su detto piano vibrante (3).
I pezzi esagonali (10), avanzando, si troveranno pertanto al di sopra di detto film plastico (16), e si disporranno in maniera progressivamente ordinata, fino a giungere alla fine del piano vibrante (3) affiancati gli uni agli altri, disposti secondo una geometria ? a nido d?ape?.
Si specifica che il film plastico (16) ? avvolto su un rullo trainante (8) posizionato all?uscita del dispositivo. Il rullo (8) tira il film plastico garantendone uno svolgimento teso e senza raggrinzimenti.
Preferibilmente inoltre il film plastico presenta una pluralit? di fori passanti, disposti in maniera regolare, di dimensioni inferiori a quelle dei pezzi esagonali (10) e configurati per far passare la resina durante la fase di impregnaggio a breve descritta.
Il dispositivo comprende inoltre una vasca di impregnaggio (12), posizionata a valle del piano vibrante (3).
Prima della vasca di impregnaggio sono presenti un rullo (11) ed una lamina (15), configurati per evitare che elementi esagonali sovrapposti agli altri possano transitare.
In altri termini la lamina (15) ? disposta ad una distanza dal corpo della macchina leggermente superiore allo spessore di un elemento esagonale (10), ed inferiore allo spessore di due elementi esagonali.
Un rullo (6) assicura il passaggio del film (16) con disposti sullo stesso i pezzi esagonali (10) all?interno della vasca di impregnaggio, in cui ? presente la resina che costituir? la matrice del materiale composito.
La resina pu? impregnare il materiale da entrambi i lati: dall?alto infatti non ci sono impedimenti, e dal basso invece i fori allo scopo predisposti nel film plastico (16) ne consentono il passaggio.
In questa maniera il film (16) consente un ordinato svolgimento del processo, potendo essere trainato dal rullo (8) e potendo quindi a sua volta trainare i pezzi esagonali (10), senza per? compromettere l?impregnaggio del materiale.
In uscita dalla vasca di impregnaggio (12) il materiale ?, a tutti gli effetti, un foglio di materiale composito comprendente una matrice di resina all?interno della quale sono disposti, affiancati secondo una struttura a nido d?ape, una pluralit? di tranci esagonali di fogli di materiale composito che, altrimenti, sarebbero stati un rifiuto.
Il materiale pre-impregnato ottenuto ha caratteristiche meccaniche maggiori rispetto al materiale triturato o disposto in maniera randomica e, soprattutto, un costo di produzione nettamente inferiore a tutti i materiali che possono essere ottenuti mediante sublimazione della resina.
Il materiale cos? ottenuto pu? essere quindi avvolto sul rullo trainante (8).
Un contro rullo (4), eventualmente presente, assicura l?ordinato avvolgimento del materiale.
? evidente che il contro rullo (4) dovr? avere asse mobile rispetto al rullo trainante (8), al fine di compensare l?aumento di spessore della bobina a seguito della presenza di materiale avvolto.
Il materiale cos? ottenuto potr? essere utilizzato in singolo strato o sovrapposto in pu? strati.
Claims (8)
1. Dispositivo per il riutilizzo di sfridi di materiale composito e per la realizzazione di fogli di materiale composito pre-impregnato comprendente:
- una bocca di carico (1) per gli sfridi di materiale da recuperare comprendente una superficie inclinata sulla quale gli sfridi si dispongono e scendono spinti dalla forza di gravit?
- un rullo di taglio (2) configurato per tagliare detti sfridi di materiale composito in una pluralit? di elementi esagonali (10);
- un piano inclinato (9), posto a valle di detto rullo di taglio (2) dotato di una pluralit? di fori (17) di dimensioni inferiori a quelle del cerchio inscritto in detti esagoni (10);
- un piano vibrante (3), avente inclinazione minore dell?inclinazione di detto scivolo (9), sul quale detti pezzi esagonali (10) avanzano sotto l?azione della gravita e della vibrazione disponendosi in maniera ordinata fino a ricoprire l?intera superficie disponibile;
- un rullo sui cui ? avvolta una bobina di film plastico (16), scorrevole su detto piano vibrante (3) ed al di sotto di detti pezzi esagonali (10), tirato da almeno un rullo trainante (8)
- una vasca di impregnaggio (12), posizionata a valle del piano vibrante (3) e dotata di un rullo (6) disposto in modo da assicurare il passaggio di detto film (16) sul quale sono disposti detti pezzi esagonali (10) all?interno di detta vasca di impregnaggio (12), in cui ? presente la resina che costituir? la matrice del materiale composito.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che a detta bocca di carico ? associato un dispositivo vibrante configurato per facilitare l?avanzamento dei pezzi di materiale composito in ingresso.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che detti sfridi di materiale composito sono pezzi di fogli di materiale composito preimpregnato (pre-preg).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detti pezzi di fogli caricati insieme, in un unico processo di produzione, sono tutti dello stesso spessore.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che a detto scivolo (9) ? associato un dispositivo vibrante configurato per facilitare l?avanzamento dei pezzi di materiale tagliati.
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta bobina ? ubicata posteriormente rispetto a detto piano vibrante (3), e detto film plastico (16) passa in una fessura all?uopo presente su detto piano vibrante (3).
7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto film plastico presenta una pluralit? di fori passanti di dimensioni inferiori a quelle dei pezzi esagonali (10) e configurati per far passare la resina dal basso verso l?alto.
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che prima di detta vasca di impregnaggio sono presenti un rullo (11) ed una lamina (15), configurati per evitare che elementi esagonali sovrapposti agli altri possano transitare all?interno di detta vasca
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