ITBO20090401A1

ITBO20090401A1 - Metodo per la realizzazione di un manufatto in materiale ceramico.

Info

Publication number: ITBO20090401A1
Application number: IT000401A
Authority: IT
Inventors: Vasco Mazzanti
Original assignee: Sacmi
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2010-12-20
Also published as: EP2263842B1; IT1394372B1; EP2263842A1; PL2263842T3; ES2550804T3

Description

METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN MANUFATTO IN MATERIALE CERAMICO .

Il presente trovato concerne un metodo per la realizzazione di un manufatto in materiale ceramico, in particolare un manufatto sanitario.

Come ampiamente noto nel settore, i sopra citati prodotti sanitari in materiale ceramico (quali, ad esempio, lavandini, vasi, bidet, ecc.), vengono ottenuti mediante colaggio in pressione di un impasto liquido, denominato barbottina e composto da acqua, argilla ed, in minima parte, di altre opportune sostanze, all'interno di relativi stampi a "guscio", preferenzialmente in resina porosa.

Lo stampo permette di definire la forma voluta del prodotto sanitario che, trascorso un predeterminato tempo (necessario per eliminare la parte acquosa), viene estratto dallo stampo in una forma giÃ definita per poi essere successivamente lavorato, secondo una nota successione di fasi, fino alla sua completa finitura. I prodotti sanitari realizzati secondo questo procedimento, attualmente, possono essere divisi in due categorie principali: prodotti definiti, nel gergo del settore, a "spessore obbligato" o prodotti a "spessore libero".

La prima categoria di prodotti (spessore obbligato), di cui uno dei tipici esempi sono le cassette con coperchio disposte al disopra del vaso, sono cosÃ¬ definite, in quanto lo spessore Ã ̈ formato tra le superfici delle parti maschio e femmina dello stampo.

La seconda categoria, a spessore libero, prevede massima libertÃ estetica sulla forma delle cassette e dei coperchi (se ci riferiamo ancora a questa tipologia di prodotto) con, ovviamente, diversi rapporti dimensionali all'interno dello stampo e, quindi, con la possibile presenza di cavitÃ di colaggio ad elevati volumi.

La cavitÃ di colaggio infatti, non viene distinta da un accoppiamento maschio - femmina nello stampo come nel caso precedente, ma, in questo caso, le pareti del prodotto sono formate da una sola superficie interna dello stampo.

Per ottenere questo manufatto, vengono utilizzati impianti, di cui fa parte il citato stampo, di tipo noto, e che hanno il compito di realizzare un tipo di colaggio ad alta pressione, nella sua forma piÃ¹ semplice ed essenziale, costituito dalla seguente successione di fasi :

- flussaggio di circuiti di alimentazione con barbottina fresca;

- riempimento stampo ad una pressione iniziale;

- formazione dello spessore del manufatto con profili di pressione superiori a quello di riempimento;

svuotamento stampo con ritorno, normalmente, alla pressione atmosferica;

- consolidamento del manufatto;

- estrazione del manufatto dopo apertura delle parti dello stampo.

Si precisa che il manufatto appena sformato risulta facilmente soggetto a deformazioni plastiche e viene definito nel gergo "a verde".

Il ciclo di colaggio inizia con stampo chiuso e cavitÃ del manufatto perfettamente pulita e vuota e termina con stampo chiuso, ma con cavitÃ del pezzo contenente il manufatto appena prodotto, la cui robustezza meccanica deve essere sufficiente a sopportare il proprio peso quando verrÃ estratto dall'interno dello stampo.

Per completare il ciclo di produzione del manufatto sarÃ necessario, come noto, prevedere una fase di chiusura stampo prima del ciclo di colaggio, ed una di sformatura del manufatto dopo la realizzazione dello stesso.

Ora, questo tipo di colaggio, denominato ad alta pressione, permette una formazione dello "spessore" del manufatto in tempi relativamente brevi con riduzioni del tempo di ciclo globale di realizzazione del manufatto. Uno dei problemi che, perÃ², si possono presentare in questa metodologia Ã ̈ dato dal fatto che la struttura del manufatto (cioÃ ̈ la formazione dello spessore) viene generata attraverso un rilascio di acqua da parte del manufatto in formazione, acqua che viene rilasciata grazie alla alta pressione di ingresso interna della barbottina e drenata dalle pareti dello stampo poroso, per cui si viene a creare un fenomeno di diversificazione del gradiente di umiditÃ sullo spessore del manufatto in formazione.

In sostanza, durante e dopo la fase di formazione dello spessore, si ha che, partendo dalla superficie del manufatto a contatto con lo stampo ed andando verso la superficie opposta dello stesso manufatto, la percentuale o gradiente di umiditÃ aumenta in modo considerevole .

In altre parole lo spessore generato del manufatto si puÃ² dividere, a formazione sostanzialmente ottenuta (cioÃ ̈ a spessore determinato raggiunto, calcolato attraverso tempistiche di ciclo preordinate in funzione del manufatto da generare e dell'ampiezza del suo spessore) in una parte maggiormente "essiccata" (diciamo quella esterna) rispetto a quella interna, che mantiene valori di umiditÃ ancora elevati, se riferiti alla parte essiccata .

Questo fenomeno avviene indifferentemente su manufatti a spessore obbligato o libero, anche se in questi ultimi puÃ² essere maggiormente critico, essendo presenti zone di raccordo o cambi di geometria del manufatto piuttosto complessi .

Questa diversificazione del gradiente o percentuale di umiditÃ puÃ² causare fenomeni sul manufatto, quali tensioni durante la successiva fase di essiccazione vera e propria, che puÃ² produrre, nel peggiore dei casi, crepe o difetti sul manufatto, con conseguente scarto del prodotto.

Nel ciclo di colaggio sono, come accennato, presenti fasi di riposo o pre essiccazione ed essiccazione che, perÃ², non permettono di diminuire in modo rilevante il gradiente di umiditÃ lungo tutta la sezione ed, anzi, queste fasi portano a solidificare maggiormente la superficie esterna del manufatto rispetto a quella interna, ma non a ridurre efficacemente la differenza di gradiente presente tra le sezioni del manufatto.

Scopo del presente trovato Ã ̈ pertanto quello di ovviare a questi inconvenienti attraverso la realizzazione di un metodo per la realizzazione di un manufatto ceramico presentante la possibilitÃ , all'interno delle tempistiche dei cicli standard, di ridurre il valore di umiditÃ globale del manufatto.

Ulteriore scopo Ã ̈ quello di ottenere, con il metodo in oggetto, di armonizzare o, comunque, rendere maggiormente uniforme il valore di umiditÃ nelle varie sezioni del manufatto appena formato.

Un ulteriore scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un metodo per la realizzazione dei manufatti in cui l'uniformitÃ dell'umiditÃ sia ottenuta senza incidere strutturalmente sugli impianti e sugli stampi di realizzazione dei manufatti.

In accordo con l'invenzione, tale scopo viene raggiunto da una metodo per la realizzazione di manufatti, in particolare un metodo per la realizzazione di manufatti ceramici comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o piÃ¹ delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra un impianto di realizzazione di manufatti in materiale ceramico in cui Ã ̈ applicabile il metodo di realizzazione degli stessi manufatti, in una vista schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 2 illustra lo stampo utilizzato nell'impianto di cui a figura 1 in una vista in pianta dall'alto schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 3 illustra un particolare in scala ingrandita riferito alla figura 2;

la figura 4 illustra un diagramma su schema cartesiano per l'andamento pilotato di una fase del metodo oggetto del presente trovato.

Conformemente ai disegni allegati, e con particolare riferimento alle figure 1 e 2, il metodo in oggetto viene effettuato per la realizzazione di manufatti ceramici, in particolare, ma non limitatamente, di tipo sanitario (quali, ad esempio, lavandini, colonne per lavandini, vasi, bidet, ecc.) attraverso l'utilizzo di un impasto liquido denominato barbottina.

Questo metodo viene ottenuto su impianti come quello visualizzato nelle figure 1 e 2, raffigurante, ovviamente, solo le parti di interesse principale della presente trattazione.

Questo impianto, indicato globalmente con 5 comprende essenzialmente :

- uno stampo 1, del tipo poroso, definito da almeno due parti 2, 3 tra loro accoppiabili a definire almeno una cavitÃ 4 di formazione del manufatto M;

- una unitÃ 6 di alimentazione / scarico dell'impasto liquido o barbottina a pressioni preordinate comprendente un primo condotto 7 collegato, da un lato ad un serbatoio 8 della barbottina, e, dall'altro, ad almeno una parte 2, 3 dello stampo 1;

- una unitÃ 9 di controllo del ciclo di realizzazione del manufatto M collegato almeno all'unitÃ 6 di alimentazione / scarico barbottina.

Come visibile nelle figure da 1 a 3, lo stampo 1 Ã ̈ composto, in questo caso ed a semplice titolo di esempio, da due parti 2, 3 (maschio e femmina) ottenute in resina porosa e le quali definiscono tre cavitÃ 4 per la realizzazione di corrispondenti colonne per lavabi (in tale situazione si definiscono stampi a spessore libero).

Nelle allegate figure, inoltre, sono schematizzati i comandi della circuiteria di alimentazione della barbottina fresca e dello scarico della barbottina esausta (quali rubinetti ed elettrovalvole di comando) di tipo ampiamente noto.

Per poter ottenere questi manufatti ceramici, il metodo comprende le fasi di:

- riempimento dello stampo 1 di tipo poroso, composto dalle due parti 2, 3 tra loro unite a formare una o piÃ¹ cavitÃ 4 di formatura, di impasto fluido o barbottina ad una pressione iniziale;

- formazione dello spessore S del manufatto M, tramite ulteriore immissione di barbottina, con valori di pressione superiori a quello di riempimento ed in modo da separare una parte acquosa dall'impasto assorbibile dalla pareti porose dello stampo 1, cioÃ ̈ con direzione DE esterna rispetto alla cavitÃ 4;

- svuotamento dello stampo 1 dalla barbottina in eccesso con abbassamento del valore di pressione fino a raggiungere un valore di pressione che, usualmente, Ã ̈ quello atmosferico.

Successivamente alla fase di svuotamento, Ã ̈ prevista una fase di generazione di una depressione, indicata con le frecce D all'interno della cavitÃ 4 atta a permettere una inversione della direzione DE di separazione precedentemente attuata per la separazione della parte acquosa dal restante impasto, atta a permettere una riduzione del valore di umiditÃ del manufatto M.

In sostanza, generando una depressione con valori alti e per breve tempo all'interno della o delle cavitÃ 4, si ottiene una uniformitÃ del valore di umiditÃ lungo lo spessore S formato del manufatto M e, quindi, una sorta di avvicinamento tra i valori di umiditÃ presenti lungo lo spessore S del manufatto M dove i picchi estremi opposti di valori risultano Ã ̈ssere la superficie a contatto con lo stampo (minore umiditÃ ) e quella opposta all'interno della cavitÃ (maggiore umiditÃ ).

La depressione generata nella cavitÃ 4 fa sÃ¬ che la zona di spessore S interna e maggiormente umida possa in qualche modo diminuire rapidamente il suo valore di umiditÃ con riduzione globale dello stesso valore su tutto il manufatto M.

Ovviamente questa fase di generazione di una depressione puÃ² essere attuata in diversi modi e secondo parametri che sono funzione anche del tipo di manufatto.

Nel grafico di figura 4, in cui si hanno sull'asse delle ordinate dei valori di pressione e sull'asse delle ascisse il tempo in secondi, sono presenti diverse possibilitÃ .

Una prima possibilitÃ Ã ̈ quella di generare una depressione in una unica fase ed in un tempo T che potrÃ essere compreso tra 1 e 100 secondi ed un valore di depressione D compreso tra 0,05 e 1 bar.

Preferenzialmente, questa fase di generazione depressione viene attuata in un tempo T piÃ¹ ridotto ad esempio compreso tra 1 e 10 secondi, sempre con valori di depressione D compresi tra 0,05 e 1 bar.

Nella tabella si hanno una prima possibilitÃ illustrata in linea continua con tempo T di un secondo (manufatti a spessore ridotto ad esempio) ad un bar di depressione, oppure, in tratto discontinuo con un tempo T di due secondi ad un bar.

Una ulteriore variante puÃ² essere quella di realizzare una fase di generazione di una depressione D suddivisa in almeno due sottofasi SI ed S2 intervallate da una pausa P.

Nel grafico, indicata con tratto e punto, a livello di esempio non limitativo, si potrebbe avere una prima sotto fase SI di generazione della depressione D con un tempo TI compreso tra 1 e 50 secondi (in questo caso 3 secondi, mentre la seconda sotto fase S2 Ã ̈ attuata in un tempo T2 compreso sempre tra 1 e 50 secondi (ad esempio un secondo e mezzo) con una breve pausa P.

Queste due sottofasi Si ed S2 di generazione della depressione D puÃ² essere sempre attuata con valori di depressione D compresi tra 0,05 e 1 bar: nel grafico SI ed S2 possono essere di un bar ciascuno.

Per quanto riguarda l'impianto 5 sopra descritto, lo stesso impianto 5 puÃ² comprendere, una unitÃ 10 di generazione della depressione D (indicata con un blocco) provvista di un secondo condotto 11 sfociante all'interno della o delle cavitÃ 4.

L'unitÃ 10 Ã ̈ collegata ed asservita all'unitÃ 9 di controllo delle fasi di colaggio dell'impianto 5.

Nel caso illustrato, a puro titolo di esempio, il secondo condotto 11 Ã ̈ collegato e passante su una delle parti 3, 4 dello stampo 1 (in questo caso la parte femmina 4) e sfociante nella cavitÃ 4 in una zona diversa rispetto alla posizione del primo condotto 7 di alimentazione / scarico di barbottina.

In particolare, il secondo condotto 11 Ã ̈ collegato e passante nella parte superiore della femmina 4 opposta rispetto alla posizione del primo condotto 7.

Ovviamente, nella soluzione illustrata, sono presenti tre secondi condotti 11 sfocianti nelle relative cavitÃ 4 dello stampo 1.

Naturalmente, l'unitÃ 9 di controllo attiva la generazione di depressione D dopo lo scarico della barbottina esausta e la chiusura del primo condotto 7 per evitare qualsiasi reflusso di barbottina all'interno delle cavitÃ 4.

Una metodologia ed un impianto cosÃ¬ studiati, raggiungono pienamente gli scopi prefissati grazie alla presenza della fase di depressione nella cavitÃ di formazione del manufatto che permette una sorta di parziale essicazione interna, o per meglio dire una riduzione dell'umiditÃ ed una maggiore uniformitÃ della stessa umiditÃ presente lungo lo spessore del manufatto. Questa fase, essendo di breve durata, non incide negativamente sui tempi di ciclo colaggio, ma ottiene una riduzione dei rischi di tensioni sul manufatto, quando questo viene sformato dallo stampo, con conseguenti riduzioni di rischi di scarto prodotto.

Il trovato cosÃ¬ concepito Ã ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; puÃ² essere altresÃ¬ oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la realizzazione di manufatti ceramici, metodo comprendente almeno le fasi di: - riempimento di uno stampo (1) di tipo poroso, composto di almeno due parti (2, 3) tra loro unite a formare almeno una cavitÃ (4) di formatura, con impasto fluido o barbottina in pressione; - formazione dello spessore (S) di detto manufatto (M), tramite ulteriore immissione di barbottina, in modo da separare da detto impasto una parte acquosa drenabile dalle pareti di detto stampo (1), cioÃ ̈ con direzione (DE) verso l'esterno rispetto a detta cavitÃ (4); - svuotamento di detto stampo (1) da detta barbottina in eccesso; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, successivamente a detta fase di svuotamento, una fase di generazione di una depressione (D) all'interno di detta cavitÃ (4) atta a permettere una riduzione del valore di umiditÃ di detto manufatto (M).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di generazione di una depressione (D) determina una uniformitÃ del valore di umiditÃ lungo lo spessore (S) formato di detto manufatto (M).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di generazione di una depressione viene attuata in una unica fase ed in un tempo (T) compreso tra 1 e 100 secondi ed un valore di depressione (D) compreso tra 0,05 e 1 bar.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di generazione di una depressione viene attuata in un'unica fase ed in tempo (T) compreso tra 1 e 10 secondi ed un valore di depressione (D) compreso tra 0,05 e 1 bar.
5. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di generazione di una depressione (D) viene suddivisa in almeno due sottofasi (SI, S2) intervallate da una pausa.
6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta prima sotto fase (SI) di generazione di una depressione Ã ̈ attuata in un tempo (Tl) compreso tra 1 e 50 secondi e la seconda sotto fase (S2) Ã ̈ attuata in un tempo (Tl) compreso tra 1 e 50 secondi.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta prima e seconda sottofase (SI, S2) di generazione della depressione viene attuata con valori di depressione (D) compresi tra 0,05 e 1 bar.
8. Impianto per la realizzazione di un manufatto ceramico secondo la rivendicazioni da 1 a 7, impianto (5) comprendente almeno: - un detto stampo (1) definito da almeno due parti (2, 3) tra loro accoppiabili a definire detta cavitÃ (4) di formazione di detto manufatto (M); una unitÃ (6) di alimentazione / scarico di detta barbottina a pressioni preordinate comprendente un primo condotto (7) collegato, da un lato ad un serbatoio (8) di detta barbottina, e, dall'altro, ad almeno una parte (2, 3) di detto stampo (1); - una unitÃ (9) di controllo del ciclo di realizzazione di detto manufatto (M) collegato almeno a detta prima unitÃ (6) di alimentazione / scarico, caratterizzato dal fatto di comprendente una unitÃ (10) di generazione di una depressione (D) provvista di un secondo condotto (11) sfociante all'interno di detta cavitÃ (4) definita da detto stampo (1); detta unitÃ (10) essendo asservita a detta unitÃ (9) di controllo.
9. Impianto secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto secondo condotto (11) Ã ̈ collegato e passante su una di dette parti (3, 4) di detto stampo (1) e sfociante in detta cavitÃ (4) in una zona diversa rispetto alla posizione di detto primo condotto (7) di alimentazione / scarico di barbottina.
10. Impianto secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto secondo condotto (11) Ã ̈ collegato e passante su una di dette parti (3, 4) di detto stampo (1) in una zona di detta cavitÃ (4) opposta rispetto alla posizione di detto primo condotto (7).