ITBO20090507A1

ITBO20090507A1 - Metodo per la realizzazione di un manufatto in materiale ceramico, ed impianto attuante tale metodo.

Info

Publication number: ITBO20090507A1
Application number: IT000507A
Authority: IT
Inventors: Vasco Mazzanti
Original assignee: Sacmi
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-01-31
Also published as: IT1394969B1; ES2554377T3; PL2279840T3; EP2279840B1; EP2279840A1

Description

METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN MANUFATTO IN MATERIALE CERAMICO, ED IMPIANTO ATTUANTE TALE METODO .

II presente trovato concerne un metodo per la realizzazione di un manufatto 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 in resina porosa.

Lo stampo permette di definire la forma voluta del prodotto sanitario che viene poi estratto dallo stampo in una forma giÃ solida, ancorchÃ© plastica, per poi essere successivamente lavorato, secondo una nota successione di fasi, fino alla sua completa finitura. 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 con profili di pressione superiori a quello di riempimento;

- svuotamento della barbettina in eccesso dallo stampo; - consolidamento del manufatto;

- apertura dello stampo con relativa sformatura del manufatto, ed

- eventuale posizionamento del manufatto in postazioni atte all'essiccazione ed alla finitura del manufatto. 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 stesso.

Il manufatto appena prodotto e sformato dovrebbe presentare una robustezza meccanica sufficiente a sopportare il proprio peso in fase di estrazione dallo stampo ed appoggio: in sostanza, il manufatto viene estratto dallo stampo in una forma giÃ solida e definita "a verde" (in cui vi Ã ̈ comunque ancora una percentuale di acqua compresa tra il 16 ed il 19% rispetto al proprio peso umido) e quindi ancora passibile di una deformazione plastica.

Successivamente, la permanenza del sanitario all'aria (od in ambiente controllato) porta lo stesso ad ulteriori due variazioni principali della propria struttura/consistenza definite, la prima intermedia, "a cuoio" (dove nel sanitario vi Ã ̈ all'incirca un dimezzamento della percentuale precedente di acqua rispetto al suo peso) e, la seconda quasi definitiva, "a bianco" (dove nel sanitario vi Ã ̈ una ulteriore riduzione della percentuale di acqua): in questi due stati il manufatto - sanitario presenta caratteristiche di deformabilitÃ plastica decisamente inferiori.

Ora, la situazione di passaggio dallo stato a verde allo stato a bianco del manufatto, cioÃ ̈ la fase di essiccazione, determina, sullo stesso manufatto, delle contrazioni date dalla perdita di acqua e, quindi, da una riduzione dimensionale del manufatto stesso.

Queste contrazioni in fase di essiccazione possono provocare tensioni elevate su alcune parti del manufatto fino a determinare, in situazione limite, l'insorgere di crepe.

Tali tensioni possono essere generate dalla differenza di umiditÃ lungo lo spessore formato, oppure dai particolari angoli o raggi formati sul manufatto in essiccazione e dove, in sostanza, si hanno zone di maggiore concentrazione di sforzi, cioÃ ̈ con resistenza meccanica insufficiente a sostenere i picchi di tensioni oltre al carico ammissibile.

Scopo del presente trovato Ã ̈ pertanto quello di ovviare a questi inconvenienti attraverso l'ideazione di un metodo per la realizzazione di un manufatto ceramico con il quale Ã ̈ possibile eliminare i rischi dell<1>insorgere di crepe sui manufatti sformati con rapiditÃ e sicurezza e senza incidere eccessivamente sulle tradizionali tempistiche operative.

Ulteriore scopo Ã ̈ quello di realizzare un impianto per lâ€™attuazione del sopra citato metodo presentante caratteristiche di elevata praticitÃ e con strutture atte a permettere sia l'individuazione che la riduzione dei rischi di generazione di crepe sul manufatto sformato, tutto ciÃ² senza aggiungere un numero elevato di componenti nelle postazioni dell'impianto.

In accordo con l'invenzione, tale scopo viene raggiunto da un metodo ed un impianto per la realizzazione di manufatti, in particolare un metodo ed un impianto per la realizzazione di manufatti sanitari in materiale ceramico 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 una prima parte di un impianto per la realizzazione di manufatti ceramici secondo il metodo oggetto del presente trovato, ed in particolare uno stampo in due parti in una vista frontale schematica;

la figura 2 illustra un'altra parte dell'impianto per la realizzazione di manufatti ceramici secondo il metodo oggetto del presente trovato, ed in particolare una postazione di essiccazione del manufatto ceramico, in una vista laterale schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 3 illustra uno 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 7 comprende almeno uno stampo 1 di tipo poroso, ad esempio in resina porosa (figura 1), composto da almeno due parti 2 e 3 che, unite definiscono una cavitÃ 4 di formatura del manufatto M e che possono essere unite (frecce F2) ed allontanate tra loro (frecce Fi) tramite relativi mezzi di movimentazione.

Nel caso illustrato, a solo titolo di esempio non limitativo, lo stampo 1 definisce un vaso M.

Questo stampo 1 Ã ̈ provvisto di elementi accessori, quali condotti di alimentazione e scarico della barbottina a pressioni preordinate collegati ad un serbatoio della barbottina ed almeno una unitÃ di controllo del ciclo di realizzazione del manufatto M collegata ai sistemi di alimentazione / scarico barbottina. Tali elementi non sono illustrati, in quanto di tipo noto e non facenti strettamente parte del trovato.

Oltre a ciÃ², l'impianto 7 Ã ̈ provvisto di una postazione 8 di appoggio ed essiccazione del manufatto M sformato dallo stampo 1. La postazione 8 Ã ̈ provvista di una base di appoggio B del manufatto M che viene trasferito da opportuni organi robotizzati sulla stessa postazione 8. La stessa postazione 8 puÃ² essere accessoriata con elementi di supporto dello stesso manufatto M, qui non illustrati, in quanto non facenti strettamente parte del trovato .

La metodologia per la realizzazione di questi manufatti M ceramici comprende le fasi di:

- riempimento dello stampo 1 di tipo poroso, composto delle due parti 2, 3 tra loro unite a formare la cavitÃ 4, con l'impasto fluido o barbottina in pressione, cioÃ ̈ ad una pressione iniziale di riempimento;

- formazione dello spessore del manufatto M, tramite ulteriore immissione di barbottina ad una pressione superiore alla citata pressione iniziale;

- svuotamento dello stampo 1 dalla barbottina in eccesso con abbassamento della pressione, fino ad un valore, usualmente, pari alla pressione ambientale;

- apertura delle parti 2 e 3 dello stampo 1 (vedi figura l e frecce FI);

- estrazione o sformatura del manufatto M dallo stampo 1;

- essiccazione del manufatto M, usualmente all'aria e nella citata postazione 8 in cui Ã ̈ stato portato il manufatto M dopo l'estrazione.

Il metodo in oggetto, comprende, successivamente alla citata fase di estrazione o sformatura del manufatto M: - una individuazione di uno o piÃ¹ punti P o zone del manufatto M presentanti concentrazioni di tensioni elevate o disuniformitÃ rispetto a parametri D, S di riferimento;

- una applicazione di un flusso F di fluido localizzato nell'intorno del o dei punti P individuati ad una temperatura T e tempo t prefissati in modo da accelerare, nel medesimo punto P, la sua essiccazione e, quindi, il suo indurimento.

In sostanza, il fulcro del metodo prevede che venga effettuata una essiccazione "puntuale" sul manufatto M basata su parametri definiti, in modo da evitare o ridurre il rischio di generazione di crepe sul manufatto M stesso, attraverso una accelerazione dell'essiccazione con aumento rapido della durezza.

In particolare, uno dei citati parametri di riferimento per la fase di individuazione dei punti P o zone Ã ̈ la durezza D rilevata nel relativo punto P tramite relativi organi 5 (che vedremo nel seguito della trattazione). Un altro possibile parametro utilizzabile per la fase di individuazione dei punti P o zone Ã ̈ un dato statistico S rilevato funzione della geometria del manufatto M.

In quest'ultimo caso, il parametro S Ã ̈ generato dalla "storia" di ogni tipologia di manufatto ottenuto e dalla sua conformazione che, di volta in volta, puÃ² aver creato in determinati punti o zone delle crepe durante la fase di essiccazione e che, quindi, viene rilevato come al fine di poter essere trattato con la fase di essiccazione puntuale.

La generazione del flusso F di fluido puÃ² essere aria compressa applicata, tramite una relativa unitÃ 6, nell'intorno del o dei punti P rilevati per un tempo t compreso tra 1 e 100 secondi, ed a una temperatura T almeno pari alla temperatura ambientale.

In particolare il tempo t di applicazione puÃ² essere compreso tra 5 e 20 secondi, mentre la temperatura T di applicazione puÃ² essere compresa tra i 15 ed 40 gradi (vedi anche il grafico di figura 3).

Il flusso puÃ² anche essere applicato in sequenza, alternando intervalli di flusso d'aria ad altri di quiete.

Per quanto riguarda le strutture attuanti il citato metodo, la citata postazione 8 Ã ̈ provvista della citata unitÃ 6 di generazione di un flusso F di fluido in pressione e localizzabile nell'intorno del o dei punti P o zone prestabilite di trattamento, alla temperatura T controllata ed attivabile, tramite relativi mezzi 9, per tempi t controllati.

Oltre a ciÃ², l'impianto 7 puÃ² essere provvisto di un organo 5 di misurazione della durezza D dei punti P o zone del manufatto M.

Questo organo puÃ² essere costituito da un "penetro metro" o durometro atto a determinare, appunto, la consistenza o durezza delle zone eventualmente a rischio del manufatto M.

Per quanto riguarda la citata unitÃ 6 di generazione del fluido, il quale puÃ² essere, come detto, aria compressa, questa Ã ̈ composta da almeno un terminale 10 collegato ad un condotto 11 di passaggio del fluido in pressione aumentabile da una relativa sorgente 12.

Ovviamente, potranno essere presenti piÃ¹ terminali 10 e piÃ¹ condotti 11 in funzione delle esigenze di essiccazione puntuale.

Il terminale 10 ed il condotto 11 possono essere asserviti a mezzi 9 programmabili di attivazione e disattivazione del flusso F di fluido funzione delle necessitÃ operative di immissione (date, ad esempio, dalla zona da trattare, dalla temperatura esterna, dall'ampiezza della zona da trattare, ecc.).

In sostanza, i mezzi 9 sono programmabili in modo da controllare la portata del flusso F di fluido, il tempo t di immissione del flusso F e la temperatura T del fluido emesso.

Si potranno utilizzare dispostivi (quali i cosiddetti PLC o controllori logici programmabili) in modo da controllare la generazione in uscita del flusso con elevate pressioni per ogni zona del pezzo da trattare e, ovviamente, la temporizzazione del flusso immesso (tramite ad esempio valvole) ed anche, nel caso, la temperatura dell'aria (ovviamente con relativi organi di riscaldamento dell'aria a monte).

Un metodo ed un impianto cosÃ¬ congegnati raggiungono pienamente gli scopi prefissati grazie alla possibilitÃ di operare una sorta di essiccazione puntuale nell'intorno dei punti ritenuti a maggio rischio di generazione di crepe.

La metodologia permette un rapida esecuzione delle fasi di essiccazione (con piÃ¹ rapido indurimento) delle zone senza intaccare le normali tempistiche operative dei cicli di realizzazione del manufatto.

Analogamente, l'impianto non risulta strutturalmente modificato in modo significativo se non per l'aggiunta del sistema di generazione del flusso e l'eventuale presenza del sistema di verifica della durezza dei punti del manufatto: ciÃ² comporta un ridotto costo aggiuntivo all'impianto stesso a fronte di un netto miglioramento della produzione di manufatti che, di fatto, riduce notevolmente il rischio di scarti di produzione causati da difetti strutturali.

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 di detto manufatto (M), tramite ulteriore immissione di barbottina in pressione; - svuotamento di detto stampo (1) da detta barbottina in eccesso; - apertura di dette parti (2, 3) di stampo (1); estrazione o sformatura di detto manufatto (M) da detto stampo (1); - essiccazione di detto manufatto (M), detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, successivamente a detta fase di estrazione o sformatura di detto manufatto (M): - individuazione di uno o piÃ¹ punti (P) o zone di detto manufatto (M) presentanti concentrazioni di tensioni elevate o disuniformitÃ rispetto a parametri (D, S) di riferimento; applicazione di un flusso (F) di fluido localizzato nell'intorno del o dei punti (P) individuati ad una temperatura (T) e tempo (t) prefissati in modo da accelerare, nel medesimo punto (P), la sua essiccazione e, quindi, il suo indurimento .
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che uno di detti parametri di riferimento per la fase di individuazione di detti punti (P) o zone Ã ̈ la durezza (D) rilevata nel relativo punto (P) tramite relativi organi (5).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che uno di detti parametri di riferimento per la fase di individuazione di detti punti (P) o zone Ã ̈ un dato statistico (S) rilevato funzione della geometria di detto manufatto (M).
4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto flusso (F) di fluido Ã ̈ aria compressa applicata, tramite relativa unitÃ (6), nell'intorno del o dei punti (P) rilevati per un tempo (t) compreso tra 1 e 100 secondi, ed a una temperatura (T) almeno pari alla temperatura ambientale.
5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il tempo (t) di applicazione Ã ̈ compreso tra 5 e 20 secondi.
6. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la temperatura (T) di applicazione Ã ̈ compresa tra 15 e 40 gradi
7. Impianto per la realizzazione di manufatti ceramici secondo il metodo di cui alle rivendicazioni da 1 a 6, impianto (7) comprendente almeno una postazione (8) di appoggio ed essiccazione di detto manufatto (M) sformato da detto stampo (1), caratterizzato dal fatto di comprendere, in prossimitÃ di detta postazione (8), almeno una unitÃ (6) di generazione di un flusso (F) di fluido in pressione e localizzabile in detto almeno uno o piÃ¹ punti (P) o zone prestabilite, ad una temperatura (T) controllata ed attivabile, tramite relativi mezzi (9), per tempi (t) controllati.
8. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un organo (5) di misurazione della durezza (D) di detti punti (P) o zone di detto manufatto (M).
9. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta unitÃ (6) di generazione di un fluido Ã ̈ composta da almeno un terminale (10) collegato ad un condotto (11) di passaggio di detto fluido in pressione alimentabile da una relativa sorgente (12).
10. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto terminale (10) e detto condotto (11) sono asserviti a mezzi (9) programmabili di attivazione e disattivazione del flusso (F) di fluido.
11. Impianto secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (9) sono programmabili in modo da controllare la portata di detto flusso (F) di fluido, il tempo (t) di immissione di detto flusso e la temperatura (T) del fluido emesso.