IT202100030350A1 - Apparato e procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"APPARATO E PROCEDIMENTO PER LA LAVORAZIONE SUPERFICIALE DI ELEMENTI LASTRIFORMI"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi, in particolare, ma non esclusivamente, dell'industria ceramica quali piastrelle, lastre o simili realizzate in materiali ceramici, cementi, pietra naturale, geopolimeri, agglomerati o materiali compositi ceramici o materiali simili o assimilabili, senza alcuna limitazione dimensionale e/o geometrica.

STATO DELLA TECNICA

? noto che alla fine del ciclo di produzione degli elementi lastriformi realizzati in materiali ceramici, cementi, pietra naturale, geopolimeri, agglomerati o materiali compositi ceramici o simili venga eseguito un processo di levigatura industriale con un apparato che esegue un trattamento superficiale di tipo meccanico.

Tipicamente, gli apparati noti per eseguire tali trattamenti superficiali comprendono un nastro trasportatore sul quale gli elementi lastriformi sono fatti avanzare e messi a contatto con una sequenza di gruppi abrasivi atti ad asportare un loro strato superficiale. Le varie finiture superficiali si ottengono in relazione alla tipologia di modulo abrasivo impiegato ed alle variabili di processo utilizzate.

Generalmente, tali apparati sono configurati per eseguire lavorazioni cosiddette ?ad umido? e in tal caso i gruppi abrasivi sono costituiti da una serie di teste rotanti attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente perpendicolare alla superficie dell?elemento lastriforme da levigare.

Ogni testa rotante ? equipaggiata con rispettivi moduli abrasivi che costituiscono il principale elemento consumabile dell?apparato data la loro limitata vita di utilizzo. Il principale scarto ? costituito da un supporto, o basetta, in materiale polimerico e dall'elastomero che unisce la basetta al materiale abrasivo. Tali moduli devono quindi essere ciclicamente sostituiti e ci? provoca un?interruzione del processo e una diminuzione di produttivit?.

Durante il processo viene utilizzato un fluido vettore liquido, tipicamente acqua anche in notevole quantit?, in media circa 100 Lt/min, per raffreddare i moduli abrasivi e la superficie in lavorazione; nel contempo il fluido vettore rimuove dalla zona di lavoro le particelle generate evitando l?insorgere di problematiche relative a fenomeni di usura da terzo corpo.

Tuttavia, l'utilizzo di un fluido vettore liquido comporta un considerevole aumento del costo dell?apparato in quanto ? necessario un sistema di trattamento di detto fluido che, nel caso di acqua, ? comunemente definito ?fango?. Il processo di purificazione dei fanghi richiede innumerevoli fasi, costose, tra le quali vi sono la filtrazione e la decantazione ed eventualmente anche l?aggiunta di filtri e agenti chimici flocculanti. Il prodotto residuo ch si ottiene ? una sabbia costituita da polvere ceramica, microplastica e cariche abrasive derivanti dall'usura dei moduli abrasivi molto difficile e costosa da smaltire.

Ulteriormente, gli apparati che funzionano ?ad umido? consumano molta energia e hanno componenti particolarmente soggetti ad usura meccanica e corrosione, ad esempio le teste rotanti, incrementando i costi di gestione.

Sono noti anche apparati configurati per eseguire lavorazioni cosiddette ?a secco? e in tal caso i gruppi abrasivi comprendono un modulo abrasivo costituito da una cinghia ad anello chiuso.

Tali apparati non risolvono il problema relativo all? asportazione delle particelle generate a causa dell?attrito meccanico fra i moduli abrasivi e l?elemento lastriforme che potrebbero permanere sulla superficie di questi ultimi influenzando la qualit? della finitura superficiale ottenibile. Tali particelle, se non opportunamente captate tramite idonei sistemi di filtrazione, rendono l'ambiente di lavoro insalubre e potenzialmente dannoso per gli operatori.

Inoltre, sia nel caso di apparati che lavorano ad umido sia che lavorano a secco, a valle del processo di trattamento meccanico gli elementi lastriformi presentano una ?porosit? aperta?, cio? un certo numero di pori superficiali esposti che rendono la superficie facilmente macchiabile e attaccabile da agenti biologici. La porosit? aperta deve essere chiusa con un processo di sigillatura chimica che incide sia sui tempi di realizzazione sia sui costi del prodotto finito. Tale sigillatura chimica non ? comunque duratura nel tempo.

Nel settore dellindustria ceramica, oltre alla classica finitura lucida, sono particolarmente ricercate anche finiture superficiali quali ad esempio la finitura opaca, la finitura a pattern o a motivo, la finitura ad alto grip, in aggiunta alle varie finiture estetiche pi? tradizionali. Tuttavia, con gli apparati tradizionali ? necessario progettare un modulo abrasivo specifico per ogni tipologia di finitura che si intende ottenere e ci? aumenta la variabilit? delle tipologie di abrasivo da dover acquistare e conservare a magazzino.

Un?altra limitazione degli attuali apparati noti ? legata agli ingombri spesso molto considerevoli che richiedono sedi d?installazione ad elevata estensione superficiale e quindi molto onerose laddove i costi dell?immobile e della sua gestione sono elevati.

Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un apparato e relativo procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi, che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica anteriore.

Per fare ci? ? necessario risolvere il problema tecnico di cambiare la modalit? con cui viene asportato il materiale superficiale dagli elementi lastriformi. In particolare, uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi che non richieda l?utilizzo di un fluido vettore liquido. In questo modo gli operatori non lavorano in condizioni disagevoli a causa dell?elevata umidit? dell?ambiente.

Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi che elimini, o comunque riduca a livelli trascurabili, la generazione di particelle, in particolare di micropolveri, generate durante la lavorazione. In tal modo ? ridotto anche il costo dell?apparato dato che l?aspirazione delle polveri comporta costi energetici importanti.

Un altro scopo del presente trovato ? quello di realizzare un tale apparato che consenta di eliminare la gestione dei moduli abrasivi alla fine della loro vita utile. Tale gestione ?, infatti, molto costosa poich? tali moduli sono considerati un rifiuto speciale.

Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare un tale apparato che non provochi porosit? aperta negli elementi lastriformi alla fine del trattamento.

Un altro scopo del presente trovato ? quello di realizzare un tale apparato che sia in grado di eseguire diverse tipologie di finiture superficiali senza, per questo, dover implementare specifici moduli abrasivi.

Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare un tale apparato che sia particolarmente compatto ed abbia un ingombro molto inferiore rispetto agli apparati tradizionali.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, il Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi e per risolvere il suddetto problema tecnico in modo nuovo ed originale, ottenendo anche notevoli vantaggi rispetto allo stato della tecnica anteriore, un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi secondo il presente trovato comprende almeno un modulo di lavorazione avente una camera di lavorazione provvista di un piano di supporto per almeno un elemento lastriforme.

In accordo con un aspetto del presente trovato, detto apparato comprende, almeno un?unit? laser, ad esempio fino anche a qualche decina, disposta all?interno di detta camera di lavorazione superiormente a detto piano di supporto e al di sopra e in prossimit? di detto elemento lastriforme e configurata per irraggiare con un fascio laser con una determinata potenza almeno un?area superficiale di detto elemento lastriforme per variare la rugosit? superficiale a seconda della tipologia di finitura che si intende ottenere.

Cos? facendo, si ottiene un apparato molto compatto e con il quale ? possibile modulare la tipologia di finitura superficiale che si intende ottenere senza dover eseguire modifiche all?apparato o sostituire specifici componenti. Inoltre, la mancanza di azione meccanica per variare la rugosit? superficiale riduce, fino quasi ad eliminare completamente, la presenza di particelle aero-disperse che potrebbero depositarsi sulla superficie dell?elemento lastriforme compromettendo la qualit? della lavorazione.

L?apparato del presente trovato rende superflua la fase di sigillatura in quanto il trattamento laser della superficie dell?elemento lastriforme non produce alcuna porosit? aperta esposta sulla superficie. Il processo di trattamento laser pu? essere considerato ?auto-sigillante? in quanto sfrutta il materiale che costituisce la superficie per colmare la porosit? eventualmente presente su una porzione di superficie adiacente.

In accordo con un altro aspetto del presente trovato, detta almeno una unit? laser comprende almeno una testa di emissione e un rispettivo generatore di detto fascio laser integrato in detta testa di emissione oppure posizionato in una zona dedicata di detta camera di lavorazione oppure all?estemo di quest?ultima. In accordo con un altro aspetto del presente trovato, detta almeno una unit? laser comprende mezzi di posizionamento di detta testa di emissione configurati almeno per orientare angolarmente detta testa di emiss modo che detto fascio laser sia direzionabile rispetto ad una direzione ortogonale a detto piano di supporto.

In accordo con un altro aspetto del presente trovato, detto apparato comprende una pluralit? di unit? laser disposte lungo una direzione di lavorazione e/o lungo una direzione trasversale rispetto a detta direzione di lavorazione.

In accordo con un altro aspetto del presente trovato, detto apparato pu? comprendere almeno un elemento riscaldante disposto all? interno di detta camera di lavorazione e configurato per portare, o per mantenere, la temperatura di detto elemento lastriforme ad un determinato valore.

In accordo con un altro aspetto del presente trovato, detto apparato comprende un dispositivo di rilevazione disposto all? esterno di detta camera di lavorazione in corrispondenza di una sua prima apertura o a monte di quest? ultima e configurato per misurare almeno uno fra parametri geometrici dimensionali, parametri geometrici di superficie, parametri chimico-fisici relativi al materiale costituente detto elemento lastriforme.

Forme di realizzazione del presente trovato si riferiscono anche ad un procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi comprendente le seguenti fasi:

- una fase di misurazione, in cui il dispositivo di rilevazione rileva almeno parametri geometrici di almeno un elemento lastriforme e invia un segnale di misurazione a detta unit? di controllo,

- opzionalmente, una fase di condizionamento termico, in cui detto almeno un elemento lastriforme viene riscaldato prima di entrare in una camera di lavorazione oppure direttamente all?interno della stessa secondo un determinato profilo di condizionamento termico individuato anche in base a detti parametri geometrici,

- una fase di lavorazione, in cui almeno un modulo laser in base ad un segnale di comando ricevuto da detta unit? di controllo irraggia con un fascio laser con una determinata potenza almeno un?area superficiale di detto elemento lastriforme per variarne la rugosit? superficiale.

In accordo con un aspetto del presente trovato, durante la fase di lavorazione, il fascio laser colpisce detta area superficiale in modo continuo oppure discontinuo per trattare specifiche aree della superficie di detto elemento lastriforme al fine di ottenere una particolare finitura.

Forme di realizzazione del presente trovato si riferiscono ad un impianto per la produzione di elementi lastriformi comprendente un modulo di riscaldamento disposto a monte di un modulo di lavorazione di detto apparato.

Ulteriori forme di realizzazione del presente trovato sono relative ad un elemento lastriforme in particolare una piastrella, lastra o simile realizzata in materiale ceramico, gres porcellanato, smalto, cemento, pietra naturale, un geopolimero, un agglomerato ceramico, un materiale composito ceramico e avente almeno una superficie, o porzione di superficie, lavorata con detto apparato e in accordo con detto procedimento, che ? sostanzialmente priva di difetti superficiali.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di alcune forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la figura 1 ? una vista prospettica di un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi secondo il presente trovato;

- le figure 2a-2d sono viste prospettiche di possibili disposizioni di una o pi? unit? laser dell?apparato di figura 1;

- le figure 3, 3a e 3b illustrano schematicamente il processo fisico che sta alla base della lavorazione superficiale di elementi lastriformi con l?apparato di fig.

1;

- la figura 4 ? una vista prospettica di un impianto di produzione di elementi lastriformi che comprende un modulo di riscaldamento disposto a monte di un apparato per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi secondo il presente trovato;

- le figure 5a-5c mostrano possibili finiture superficiali realizzabili con l?apparato di figura 1 e con l?apparato mostrati in figura 4.

Si precisa che nella presente descrizione la fraseologia e la terminologia utilizzata, nonch? le figure dei disegni allegati anche per come descritti hanno la sola funzione di illustrare e spiegare meglio il presente trovato avendo una funzione esemplificativa non limitativa del trovato stesso, essendo l?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DEL

PRESENTE TROVATO

Con riferimento alla figura 1, un apparato 10 seco il presente trovato , ? configurato per eseguire lavorazioni di levigatura, lappatura o in generale di finitura superficiale su elementi lastriformi 100 che possono essere piastrelle, lastre o simili realizzate in materiali ceramici, cementi, pietra naturale, geopolimeri, agglomerati ceramici, materiali compositi ceramici o materiali simili o assimilabili, senza alcuna limitazione dimensionale e/o geometrica. L?apparato 10 comprende almeno un modulo di lavorazione 11 avente una camera di lavorazione 12 provvista di una prima apertura 13 ed una seconda apertura 14, rispettivamente configurate per consentire l?ingresso e l?uscita di almeno un elemento lastriforme 100 per volta, e un piano di supporto 15 configurato per supportare, almeno durante la lavorazione, l almeno un elemento lastriforme 100 e che pu? essere fisso oppure mobile.

L?apparato 10 comprende mezzi di movimentazione 16 configurati per movimentare l almeno un elemento lastriforme 100 all?interno della camera di lavorazione 12 e verso l?esterno della stessa attraverso la prima apertura 13 e la seconda apertura 14 lungo una direzione di lavorazione D, sia in avanzamento che eventualmente in arretramento. La direzione di lavorazione D va dalla prima apertura 12 alla seconda apertura 13 e pu? essere lineare, curva o una combinazione di queste e pu? dipendere dalla forma della camera di lavorazione 12.

I mezzi di movimentazione 16 possono esemplificativamente comprendere un nastro trasportatore 17 grazie al quale gli elementi lastriformi possono essere movimentati lungo la suddetta direzione di lavorazione D. Con particolare riferimento alla figura 1 e alla figura 4, il nastro trasportatore 17 comprende un tappeto 18 che funge da piano di supporto 15. Il nastro trasportatore 17 ?, inoltre, configurato per consentire l?avanzamento degli elementi lastriformi 100 a velocit? regolabile.

In possibili forme di realizzazione, l?apparato 10 pu? comprendere mezzi di posizionamento, ad esempio di tipo robotizzato, configurati per posizionare sul piano di supporto 15 l almeno un elemento lastriforme 100 prima e dopo la lavorazione.

Detto apparato 10 comprende, inoltre, almeno un?unit? laser 19 disposta all?interno della camera di lavorazione 12 superiormente al piano di supporto 15. Detta almeno una unit? laser 19 ? disposta al di sopra e in prossimit? dell?elemento lastriforme 100 ed ? configurata per irraggiare con un raggio o fascio laser L con una determinata potenza almeno un?area superficiale A dell?elemento lastriforme 100 per variarne la rugosit? superficiale R. Al termine della lavorazione, detta area superficiale A pu? corrispondere alla superficie 110 o, come sar? spiegato nel seguito, anche a specifiche zone della stessa superficie 110. Inoltre, l?area superficiale A pu? essere continua oppure discontinua, nel caso si intendano realizzare particolari finiture.

Vantaggiosamente, l?irraggiamento circoscritto dell?area superficiale A con un raggio laser L ad elevata potenza consente di ottenere una ricottura localizzata ad elevata temperatura. L?elevata temperatura a cui viene riscaldata la superficie consente una parziale fusione del materiale che costituisce l?elemento lastriforme 100 che, data la ridotta viscosit?, pu? fluire per gravit? verso aree situate ad un?altezza inferiore rispetto alla zona dove agisce il raggio laser L. La ricottura ad elevata temperatura pu? quindi variare la rugosit? superficiale R dovuta alle irregolarit? sulla superficie 110 dell?elemento lastriforme 100 grazie alla diminuzione della viscosit? del materiale irradiato dal raggio laser L che ne favorisce lo scorrimento viscoso, e di il livellamento superficie.

La ricottura ad elevata temperatura consente di rigenerare le porzioni di materiale dell?elemento lastriforme 100 che possono essere affette da microfessurazioni o altri difetti superficiali, ad esempio la porosit? superficiale, originati dalle precedenti operazioni di fabbricazione tramite il loro riempimento dovuto allo scorrimento viscoso del materiale. Questo fenomeno pu? aumentare la resistenza meccanica dell?elemento lastriforme 100 rispetto a quanto accade nelle lavorazioni meccaniche tradizionali.

Il grado di macchiabilit? della superficie 110 ? drasticamente ridotto grazie alla sigillatura delle cricche superficiali o della porosit? superficiale.

Ciascuna unit? laser 19 comprende almeno una testa di emissione 21 e un generatore 22 del fascio laser L. Il generatore 22 e la testa di emissione 21 possono costituire un unico componente cio? il generatore 22 pu? essere integrato nella testa di emissione 19, come visibile in figura 1 e figure 2a-2d, oppure il generatore 22 pu? essere disposto lontano dalla testa di emissione 19 nel qual caso possono essere previsti una serie di elementi riflettenti 30 per condurre il fascio laser L come visibile in figura 4. In quest?ultimo caso, il generatore 22 pu? essere posizionato in una zona dedicata della camera di lavorazione 12 oppure all? esterno della stessa in modo che sia termicamente isolato dall?ambiente dove avviene la lavorazione vera e propria. Questa configurazione potrebbe essere necessaria nel caso in cui la temperatura all?interna della camera di lavorazione 12 non sia compatibile con il corretto funzionamento del generatore 22 o di altri componenti dell?unit? laser 19. Il generatore 22 pu? essere configurato per generare un fascio laser L continuo o ad impulsi nel caso si vogliano finiture - ad esempio una finitura opaca, sfumata, a trama - si veda ad esempio le figure 5a-5c.

L?unit? laser 19 pu? comprendere mezzi di posizionamento 23 configurati per consentire almeno di orientare e/o di movimentare la testa di emissione 21 rispetto all?elemento lastriforme 100 in modo da garantire una flessibilit? di Setup a seconda della tipologia di elemento lastriforme 100.

In particolare, la testa di emissione 21 pu? essere disposta ad una distanza H fissa rispetto al piano di supporto 15, o con riferimento alla superficie 110 dell?elemento lastriforme 100, oppure tale distanza H pu? essere regolabile a seconda delle esigenze di lavorazione. La testa di emissione 21 pu? essere, quindi, avvicinabile/allontanabile al/dal piano di supporto 15, si veda la freccia F 1 indicata nelle figure 2a-2d.

La testa di emissione 21 pu? essere movimentabile lungo una direzione trasversale sostanzialmente ortogonale alla direzione di lavorazione D in modo da essere posizionabile rispetto alla larghezza dell?elemento lastriforme 100 in lavorazione, si veda la freccia F3 indicata nelle figure 2a-2d.

Secondo forme di realizzazione, l?apparato 10 pu? comprendere pi? unit? laser 19 disposte lungo la direzione di lavorazione D degli elementi lastriformi 100 in numero variabile rispetto alle esigenze dello specifico processo di finitura superficiale.

Con particolare riferimento alle figure 2a-2d, vengono rappresentate diverse possibili disposizioni delle unit? laser 19. L?azione sinergica di pi? unit? laser 19 consente di incrementare la potenza irraggiata all?elemento lastriforme 100 cos? riducendo il periodo di irraggiamento e il tempo necessario per eseguire la lavorazione superficiale incrementando la produttivit? dell'apparato 10. A seconda delle configurazioni, i fasci laser L possono essere focalizzati su di una stessa area superficiale A oppure incidere su zone diverse. Per le stesse ragioni, per elementi lastriformi 100 che hanno una elevata superficie 110 ? conveniente posizionare pi? unit? laser 19 lungo la loro larghezza, come rappresentato in figura 2d.

Secondo possibili forme di realizzazione, l?apparato 10 pu? comprendere almeno un elemento riscaldante 25 disposto all?intemo della camera di lavorazione 12 e configurato per portare, o per mantenere, la temperatura dell?elemento lastriforme 100 al di sopra di un determinato valore. In tal modo ? possibile ridurre la quantit? di energia irradiata dall?unit? laser 19 per ottenere con successo il trattamento superficiale. L?elemento riscaldante 25 pu? essere particolarmente utile, ad esempio, nel caso in cui gli elementi lastriformi 100 vengano trattati a partire da temperatura ambiente.

Secondo forme di realizzazione, l?apparato 10 ? provvisto di almeno un dispositivo di rilevazione 26 disposto all?esterno della camera di lavorazione 12 in corrispondenza della prima apertura 13 o a monte di quest?ultima e configurato per misurare parametri geometrici legati a caratteristiche dimensionali dell?elemento lastriforme 100 in ingresso alla camera di lavorazione 12, in particolare larghezza, lunghezza e altezza, e opzionalmente anche parametri geometrici legati a caratteristiche superficiali come ad esempio la rugosit? superficiale R. Tali parametri geometrici possono essere utilizzati per la gestione dell? almeno una unit? laser 19 ad esempio per controllare il posizionamento del punto focale del fascio laser L, della distanza focale del fascio laser L, del periodo di irraggiamento, dell?area di irraggiamento, della potenza irradiata, della velocit? di movimento del punto focale e altri parametri di regolazione.

Secondo forme di realizzazione, l?apparato pu? comprendere un?unit? di ricircolo e filtrazione 31 configurata per rimuovere, dall?atmosfera della camera di lavorazione 12, eventuali particelle generate dal trattamento superficiale al laser per evitare l'incorporazione delle stesse sulla superficie trattata. Inoltre, un ambiente di lavoro con un?eccessiva concentrazione di particolato disperso in aria pu? compromettere il corretto funzionamento dell?unit? laser 19 influenzando la trasmissione del fascio laser L. Inoltre, l?unit? di ricircolo e filtrazione 23 aiuta a mantenere una temperatura interna alla camera di lavorazione tale per cui i componenti elettronici possano funzionare correttamente. Si fa presente che il particolato generato dalla lavorazione al laser non ? equiparabile con quello prodotto durante le tradizionali lavorazioni meccaniche.

Secondo forme di realizzazione, l?apparato 10 comprende una unit? di controllo 28 operativamente connessa almeno ai mezzi di movimentazione 16, all? almeno una unit? laser 19 e all? almeno un dispositivo di rilevamento 26 e configurata per gestire la lavorazione dell?elemento lastriforme 100. L?unit? di controllo 28 comprende un?unit? centrale di elaborazione, o CPU, ed almeno una unit? di memoria ad essa collegata, nella quale possono essere memorizzati programmi di lavorazione in grado di fare generare alla stessa CPU un segnale di comando, eventualmente in risposta a segnali di misura ricevuti dall?almeno un dispositivo di rilevamento 26, per l?almeno una unit? laser 19 al fine di ottenere il tipo di finitura superficiale desiderato ad esempio finitura lucida, finitura opaca, finitura a pattern, finitura ad alto grip e altre finiture.

In accordo con forme di realizzazione, si veda figura 4, l'apparato 10 pu? essere parte di un impianto 200 per la produzione di elementi lastriformi 100 che comprende un modulo di riscaldamento 210 disposto a monte del modulo di lavorazione 11 , che pu? essere, ad esempio, un forno di cottura/sinterizzazione adibito ad effettuare un trattamento termico sugli elementi lastriformi 100 innalzandone la temperatura per eseguire una cottura. In questo caso, ? possibile sfruttare l?inerzia termica durante la fase di raffreddamento che segue la cottura dell?elemento lastriforme 100 per ridurre la quantit? di energia irradiata dall?unit? laser 19 per ottenere con successo il trattamento superficiale. Quando ? presente il modulo di riscaldamento 210 potrebbe non essere necessario l?elemento riscaldante 25 e viceversa.

Il funzionamento dell?apparato 10 fin qui descritto, che corrisponde al procedimento secondo il presente trovato pu? comprendere le seguenti fasi. Una fase di misurazione, in cui l almeno un dispositivo di rilevazione 26 rileva parametri geometrici dell?elemento lastriforme 100 e li invia all?unit? di controllo 28. Durante la fase di misurazione possono essere acquisiti parametri geometrici dimensionali, larghezza, lunghezza e altezza, parametri geometrici di superficie, come ad esempio la rugosit? superficiale R, parametri fisici, ad esempio la composizione chimica del materiale costituente l?elemento lastriforme 100 o altro.

Opzionalmente, una fase di condizionamento termico, in cui l?elemento lastriforme 100 viene riscaldato prima di entrare nella camera di lavorazione 12 oppure direttamente all? interno della stessa, favorevolmente durante il raffreddamento naturale della piastrella dopo la sua cottura/sinterizzazione, secondo un determinato profilo di condizionamento termico individuato anche in base ai suddetti parametri geometrici. L?elemento lastriforme 100 pu? essere riscaldato da una temperatura ambiente a una voluta temperatura utilizzando una velocit? di riscaldamento controllata. Tale voluta temperatura pu? essere una qualsiasi temperatura al di sopra della temperatura ambiente e al di sotto della temperatura di cottura/sinterizzazione del materiale costituente l?elemento lastriforme 100. La velocit? di riscaldamento pu? includere una o pi? permanenze a una temperatura intermedia per ridurre i gradienti termici dell?elemento lastriforme 100.

Una fase di lavorazione, in cui l almeno un modulo laser 19 in base al segnale di comando ricevuto dall?unit? di controllo 28 irraggia con un raggio o fascio laser L almeno un?area superficiale A dell?elemento lastriforme 100 per variarne la rugosit? superficiale R. L?unit? laser 19 pu? esemplificativamente erogare un raggio laser L avente una dimensione del punto focale che varia da 0,1 mm 2 a 5 cm2, una lunghezza d'onda compresa tra 200 nm e 15 ?m, una durata dell'impulso variabile tra un femtosecondo e alcuni millisecondi oppure ? possibile configurare il laser per ottenere un irraggiamento continuo e una frequenza di ripetizione dell'impulso compresa tra 100 Hz e 500 kHz.

Durante la fase di lavorazione, l?unit? laser 19 dopo avere trattato una prima porzione della superficie 110 dell?elemento lastriforme 100 pu? irradiare una seconda porzione in prossimit? della prima porzione. La seconda porzione pu? essere adiacente o parzialmente sovrapposta alla prima porzione. Allo stesso modo, possono essere trattate pi? porzioni in sequenza al fine di ottenere una superficie che risulti sostanzialmente trattata con continuit?.

Durante la fase di lavorazione, il fascio laser L pu? colpire la superficie in modo sostanzialmente continuo oppure ad impulsi, ad esempio in modalit? onoff, in modo da trattare specifiche aree della superficie 110 al fine di ottenere una particolare finitura, ad esempio un disegno, un motivo, una scritta o altro. In caso di motivi o disegni complessi, ? possibile applicare all?elemento lastriforme una dima e operando con il fascio laser L in modo continuo.

Al termine della fase di lavorazione, pu? essere prevista una ulteriore fase di condizionamento termico in cui l?elemento lastriforme 100 viene raffreddato prima di uscire dalla camera di lavorazione 12 oppure direttamente all?esterno della stessa secondo un determinato profilo di condizionamento termico in modo da eseguire un raffreddamento graduale per evitare l?insorgere di tensioni nel materiale. Infatti, se l?elemento lastriforme 100 viene raffreddato troppo rapidamente dopo il trattamento superficiale possono instaurarsi dei processi che generano dei difetti strutturali. La velocit? di raffreddamento pu? includere una o pi? permanenze a una temperatura intermedia per ridurre i gradienti termici all'interno dell?elemento lastriforme 100.

E chiaro che all?apparato 10 e al procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.

? anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, un esperto del ramo potr? realizzare altre forme equivalenti di un apparato 10 e procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell?ambito di protezione da esse definito.

Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitarne la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi dell?ambito di protezione definito dalle stesse

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Apparato (10) per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi (100) che comprende almeno un modulo di lavorazione (11) avente una camera di lavorazione (12) provvista di un piano di supporto (15) per almeno un elemento lastriforme ( 100), caratterizzato dal fatto che comprende almeno un?unit? laser (19) disposta all?interno di detta camera di lavorazione (12) superiormente a detto piano di supporto (15) e al di sopra ed in prossimit? di detto elemento lastriforme (100) e configurata per irraggiare con un fascio laser (L) almeno un?area superficiale (A) di detto elemento lastriforme (100) per variarne la rugosit? superficiale (R).

2. Apparato (10) come nella rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta almeno una unit? laser (19) comprende almeno una testa di emissione (21) e un rispettivo generatore (22) di detto fascio laser (L) integrato in detta testa di emissione (21) oppure posizionato in una zona dedicata di detta camera di lavorazione (12) oppure all?esterno di quest?ultima.

3. Apparato (10) come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una unit? laser (19) comprende mezzi di posizionamento (23) di detta testa di emissione (22) configurati almeno per orientare angolarmente detta testa di emissione (22) in modo che detto fascio laser (L) sia direzionabile rispetto ad una direzione ortogonale a detto piano di supporto (15).

4. Apparato (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralit? di unit? laser (19) disposte lungo una direzione di lavorazione (D) e/o lungo una direzione trasversale rispetto a detta direzione di lavorazione (D).

5. Apparato (10) come in una qualsiasi delle precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un elemento riscaldante (25) disposto all? interno di detta camera di lavorazione (12) e configurato per portare, o per mantenere, la temperatura di detto elemento lastriforme (100) ad un determinato valore.

6. Apparato (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di rilevazione (26) disposto all?esterno di detta camera di lavorazione (12) in corrispondenza di una sua prima apertura (13) o a monte di quest?ultima e configurato per misurare almeno uno fra parametri geometrici dimensionali, parametri geometrici di superficie, parametri chimico-fisici relativi a detto almeno un elemento lastriforme (100).

7. Apparato (10) come nella rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende una unit? di controllo (28) operativamente connessa a detta almeno una unit? laser (19) e a detto almeno un dispositivo di rilevamento (26) e configurata per gestire la lavorazione di detto elemento lastriforme ( 100) almeno sulla base dei parametri rilevati da detto dispositivo di rilevamento (26)

8. Procedimento per la lavorazione superficiale di elementi lastriformi (100) comprendente le seguenti fasi:

- una fase di misurazione, in cui un dispositivo di rilevazione (26) rileva almeno parametri geometrici di almeno un elemento lastriforme (100) e invia un segnale di misurazione ad una unit? di controllo (28),

- opzionalmente una fase di condizionamento termico, in cui detto almeno un elemento lastriforme (100) viene riscaldato prima di entrare in una camera di lavorazione (12) oppure direttamente all?interno della stessa secondo un determinato profilo di condizionamento termico individ anche in base a detti parametri geometrici,

- una fase di lavorazione, in cui almeno un modulo laser (19) in base ad un segnale di comando ricevuto da detta unit? di controllo (28) irraggia con un fascio laser (L) con una determinata potenza almeno un?area superficiale (A) di detto elemento lastriforme (100) per variarne la rugosit? superficiale (R).

9. Procedimento come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che durante detta fase di lavorazione, detto fascio laser (L) colpisce detta area superficiale (A) in modo continuo oppure discontinuo in modo da trattare specifiche aree di una superficie (110) di detto elemento lastriforme (100) al fine di ottenere una particolare finitura.

10. Impianto (200) per la produzione di elementi lastriformi (100) comprendente un modulo di riscaldamento (210) disposto a monte di un modulo di lavorazione (11) come una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.

11. Elemento lastriforme (100) in particolare una piastrella, lastra o simile realizzata in materiale ceramico, gres porcellanato, smalto, cemento, pietra naturale, un geopolimero, un agglomerato ceramico, un materiale composito ceramico e avente una superficie (110) lavorata con un apparato (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 e secondo un procedimento come una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 9, caratterizzato dal fatto che detta superficie (110) ? sostanzialmente priva di difetti superficiali.