ITBO20110446A1 - Pezzo in materiale composito imbastito e metodo per produrlo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un pezzo in materiale composito imbastito ed un metodo per produrlo.

E’ noto che i materiali compositi come le fibre di carbonio e di vetro, sono largamente utilizzati per realizzare componenti con caratteristiche di leggerezza e resistenza meccanica. Per realizzare un pezzo in materiale composito, come mostrato nelle Figg.lOA - 10C, è necessario costruire un modello (M) con una superficie (S) di dimensioni e geometria uguali a quella (S2) di un pezzo (P) da realizzare. Sulla superficie (S) viene costruita la superficie (SI) di uno stampo (ST). Per mezzo della superficie (SI) viene realizzato il pezzo (P) avente superficie (S2). La tecnica di costruzione più evoluta utilizza il vuoto. L’applicazione di questa tecnica prevede di riportare per prima cosa sulla superficie dello stampo (SI), per produrre il pezzo (P) e su quella del modello (S), per produrre lo stampo (ST), una successione di vari strati di tessuto in materiale composito bagnati di resina ottenendo così un cosiddetto “stratificato”. Successivamente, la superficie (S, SI) con sopra gli strati di materiale composito viene racchiusa in un involucro plastico detto “sacco per vuoto” che viene messo sottovuoto come di seguito descritto. Il sacco per vuoto viene ottenuto in genere utilizzando un film a base propilenica con spessore di 50μη caratterizzato da elevata plasticità ed estensibilità, per poter seguire le forme dalla superficie (S, SI) che racchiude, e dotato di buona resistenza alla perforazione. Per l’applicazione del film, ciascuna superficie (S, SI) deve avere un bordo esterno (B, Bl) in piano ricavato lungo tutto il perimetro della stessa superficie (S, SI) sul quale lo stesso film viene fissato per mezzo di un sigillante, realizzando così il sacco per vuoto. Il sigillante in genere utilizzato è una gomma sottoforma di piattina estrusa di origine butilica con spessore 2mm e larga 10mm, fornita in rotoli su di un supporto in carta siliconata. L’elevata adesività ed elasticità della gomma butilica, permettono una facile e perfetta sigillatura del sacco, anche dove la superficie (S, SI) presenta delle pieghe. Il sacco per vuoto, non è posato direttamente sullo stratificato altrimenti si attaccherebbe alla resina. Tra il film del sacco per vuoto e lo stratificato vengono interposte delle membrane porose di drenaggio che permettono la fuoriuscita dell’aria e l’assorbimento della resina in eccesso nello stratificato. Un tessuto in nylon detto “peel-ply” o “tessuto a strappo” in genere di circa 100 gr/mq, viene per primo adagiato sullo stratificato ancora bagnato che. Il peel-ply, non aderendo alla resina è facilmente separabile dallo stratificato dopo la sua essiccazione. Un film in genere di polipropilene microforato con spessore di circa 30μη, detto “film separatore” viene applicato sul peel-ply. La funzione del film separatore è quella di permettere la fuoriuscita dell’ aria attraverso i fori, trattenendo in parte la resina che altrimenti potrebbe venire estratta in eccesso con l’applicazione del vuoto al sacco per vuoto. Del feltro in genere di fibra poliestere detto “feltro drenante” viene adagiato sul film separatore agendo come assorbente della resina in eccesso e come condotto d’aria per il vuoto. Sul sacco per vuoto viene applicata almeno una valvola in genere di alluminio detta “valvola per vuoto” con una guarnizione in gomma siliconica a cui non aderisce la resina. La valvola per vuoto è munita di un attacco rapido a cui viene connesso un tubo per il collegamento con una pompa per creare il vuoto nel sacco. L’applicazione della valvola al sacco per vuoto avviene praticando un taglio sul sacco, di dimensioni sufficienti per l’inserimento della valvola e tenendola premuta sul sacco per qualche secondo dopo l’azionamento della pompa. In tal modo la valvola rimane in posizione sul sacco per effetto della depressione dovuta al vuoto. A seconda della complessità della geometria della superficie (S, SI) o della sua estensione, possono essere applicate più valvole per garantire il vuoto nell’intero sacco. In tal caso, occorre predisporre un collettore a più vie o raccordi ad “Y” per collegare tutte le valvole allo stesso condotto comunicante con la pompa per il vuoto.

La solidificazione dello stratificato può avvenire in condizioni di temperatura e pressione ambiente oppure all’interno di un apposito forno che effettua dei cicli termici in funzione delle condizioni di utilizzo finale dei componenti prodotti.

In definitiva, la tecnica del vuoto sfrutta la pressione atmosferica per compattare lo stratificato durante la sua solidificazione evitando la formazione di inclusioni d’aria al suo interno che ne comprometterebbero la resistenza meccanica.

Inoltre, la tecnica del vuoto permette allo stratificato di aderire a superfici complesse, ovvero con spigoli vivi ed incavi, su cui risulta più difficile far seguire ed aderire i tessuti ancore bagnati di resina.

Per la costruzione dello stampo, sulla superficie (S) del modello (M) viene in genere distribuito uno strato di vernice altamente densa detta gel-coat che è lasciata essiccare prima di realizzare lo stratificato. Prima di applicare il gel-coat sul modello (M) viene distribuita almeno una mano di distaccante in genere a base di cera per permettere la successiva separazione del gelcoat e quindi dello stampo (ST), dalla superficie (S2) del modello (M). Il gel-coat, aderisce perfettamente alla superficie (S2), permettendo di ripetere ogni minimo dettaglio e quindi anche imperfezione della superficie (S), sulla superficie (SI) dello stampo (ST) . Essendo il gel-coat particolarmente resistente, lo stampo (ST) si deteriora dopo la produzione di un maggior numero di pezzi (P), rispetto a quelli prodotti con lo stesso stampo (ST) senza gel-coat.

In caso di componenti con geometria complessa, per consentire Γ estrazione dello stampo (ST) dal modello (M) e quindi del pezzo (P) dallo stampo (ST), occorre spesso scomporre lo stesso stampo (ST) in più parti collegate tra loro per mezzo di flange. In tal caso, con ciascuno stampo (ST) viene prodotto un elemento del pezzo (P). Unendo i singoli elementi tra loro, viene realizzato il pezzo (P).

Il pezzi (P) realizzati in fibra di carbonio, dopo essere stati estratti dallo stampo (ST), devono essere lavorati con tecniche che ne lucidano la superficie a specchio eliminandone i difetti altrimenti visibili, come ad esempio bolle di piccole dimensioni presenti nella resina solidificata. Tale lavorazione richiede manodopera specializzata e tempo, risultando pertanto gravosa sul costo di realizzazione di ciascun pezzo (P).

I pezzi (P) fatti non in fibra di carbonio come ad esempio in fibra di vetro, essendo di minor pregio, vengono in genere verniciati per nasconderne i difetti superficiali.

Dato che la superficie (S2) del pezzo (P) non è visibile in fase di produzione, gli eventuali difetti della medesima superficie (S2) possono essere rilevati solo dopo T estrazione del pezzo (P) dallo stampo (ST). Nel caso in cui il difetto superi predefmiti parametri il pezzo (P) difettato viene scartato comportando una conseguente perdita economica.

I pezzi (P) fatti in fibra di carbonio vengono comunemente utilizzati principalmente per fini estetici considerandone il loro pregio dovuto all’elevato costo e non per esigenze di leggerezza richieste solo per applicazioni sportive. A causa di tale tendenza, si trovano in commercio degli adesivi con cui è possibile di trasformare l’aspetto di un pezzo in plastica con uno in fibra di carbonio. Il pezzo in falsa fibra di carbonio è facilmente confondibile con uno vero. Ciò comporta una svalutazione dei componenti realmente fatti in fibra di carbonio.

La tecnologia tradizionale, presenta quindi principalmente i seguenti inconvenienti:

- costruzione di uno stampo (ST) e quindi produzione un certo numero di pezzi (P) per ammortizzarne il costo, escludendo quindi la possibilità di personalizzazioni se non con elevati costi;

- elevato costo di pezzi (P) di forma complessa, che per essere costruiti necessitano di stampi (ST) composti da più parti;

- impiego di manodopera specializzata per la costruzione dello stampo (ST); - impossibilità di eliminare la presenza dei difetti nei pezzi (P) in fase di produzione;

- confondibilità di un pezzo (P) in fibra di carbonio con un altro in plastica ricoperto con adesivi.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di eliminare, o quantomeno ridurre in misura significativa, i predetti inconvenienti.

A questo risultato si è pervenuti, in conformità del presente trovato, adottando l'idea di realizzare un pezzo in materiale composito imbastito costruito senza stampo, avente le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni indipendenti. Altre caratteristiche del trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Grazie ala presente invenzione a differenza dell’arte nota, è possibile:

- realizzare un pezzo (P) in materiale composito senza necessità di costruire un apposito stampo (ST) ed un modello (M);

- correggere eventuali difetti del pezzo (P) in fase di costruzione;

- costruire facilmente pezzi (P) anche di forma complessa senza l’impiego di manodopera specializzata.

Grazie alla presente invenzione è quindi possibile ridurre il costo di produzione di pezzi (P) in materiale composito a tal punto da renderne possibile una produzione limitata a pochi oppure al singolo elemento a prezzi competitivi, consentendone quindi un elevato livello di personalizzazione.

Sempre grazie alla presente invenzione è possibile conferire al pezzo (P) un aspetto inimitabile con comuni adesivi ed anche personalizzarlo con immagini.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche del presente trovato saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, fomiti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.lA rappresenta una vista in pianta di una parte utilizzata per realizzare un pezzo in materiale composito imbastito, costruito senza stampo in conformità con l’invenzione;

- la Fig.lB rappresenta una schematica vista laterale della parte di Fig.lA piegata lungo una direzione;

- la Fig.2 rappresenta una schematica vista laterale di una parte di sostegno e della parte di Fig.1 A;

- la Fig.2A rappresenta una schematica vista laterale della parte di Fig.1 A curvata con parte di sostegno;

- la Fig.2B rappresenta una schematica vista in pianta di un profilo;

- la Fig.2C rappresenta una schematica vista in sezione secondo C-C del profilo di Fig.2B;

- la Fig.2D rappresenta una schematica vista laterale della parte di Fig.1 A curvata con parte di sostegno di Fig.2 e profilo di Fig.2B;

- la Fig.3A rappresenta una semplificata vista prospettica laterale esterna dell’esploso di un’imbastitura;

- la Fig.3B rappresenta una semplificata vista prospettica laterale interna dell’esploso dell’imbastitura di Fig.3A;

- la Fig.4 rappresenta una vista prospettica laterale interna di una fiancata assemblata dell’imbastitura di Fig.3A;

- la Fig.5A rappresenta una semplificata vista prospettica laterale interna dell’imbastitura di Fig.3A assemblata;

- la Fig.5B rappresenta una semplificata vista prospettica laterale esterna dell’imbastitura di Fig.5A;

- la Fig.óA rappresenta una schematica vista in pianta di una possibile forma di realizzazione di un bordo esterno di un rivestimento posizionato sull’imbastitura di Fig.5A;

- la Fig.óB rappresenta una schematica vista in sezione secondo A-A del bordo di Fig.óA;

- la Fig.óC rappresenta una schematica vista in sezione trasversale di una possibile forma di realizzazione di un bordo interno di un rivestimento posizionato sull’imbastitura di Fig.5A;

- la Fig.óD rappresenta una schematica vista in sezione secondo B-B del bordo di Fig.óC;

- la Fig.7A rappresenta una semplificata vista prospettica laterale interna dell’esploso di un rivestimento con l’imbastitura di Fig.5A;

- la Fig.7B rappresenta una vista prospettica laterale esterna semplificata dell’esploso di Fig.7A;

- la Fig.8A rappresenta una vista prospettica laterale interna semplificata del pezzo in materiale composito imbastito costruito senza stampo in conformità con l’invenzione;

- la Fig.8B rappresenta una vista prospettica laterale esterna semplificata del pezzo di Fig.8A;

- la Fig.9 rappresenta una semplificata vista prospettica laterale interna di uno involucro per il vuoto con annesso schema di impianto per vuoto;

- la Fig.lOA rappresenta una vista prospettica laterale esterna di un modello;

- la Fig.lOB rappresenta una vista prospettica laterale interna di uno stampo del modello di Fig.lOA;

- la Fig.lOC rappresenta una vista prospettica laterale esterna di un pezzo realizzato con lo stampo di Fig.lOB.

Ridotta ai suoi elementi essenziali e con riferimento alle figure degli annessi disegni, un pezzo in materiale composito imbastito (P) realizzato in conformità della presente invenzione comprende un’imbastitura o intelaiatura (3) che viene rivestita con parti (21, 22) in tela o tessuto di materiale composito. Il pezzo in materiale composito imbastito (P) ha come possibili settori di applicazione quello manifatturiero, motociclistico oppure automobilistico.

Nel caso in cui non sia disponibile un modello (M) con forma e geometria uguali a quelle del pezzo in materiale composito imbastito (P) da realizzare, occorre costruire l’imbastitura (3) con forme e dimensioni uguali a quelle dello stesso pezzo (P) composta da più parti, in modo che assolva al compito per cui è costruita, come di seguito descritto. In particolare, come schematicamente rappresentato nelle Figg. 1A - 2D, l’imbastitura (3) può essere ottenuta con operazioni di piegatura o curvatura di una parte (II). Per realizzare tali operazioni si prestano bene i materiali particolarmente lavorabili, leggeri, resistenti ed economici utilizzati per costruire borse, calzature, o altri manufatti come ad esempio il “TEXON”. Altri materiali che da prove sperimentali risultano utilizzabili, sono il tessuto-non-tessuto (TNT), ad esempio a base poliestere, la tela di cotone, la tela gommata e simili.

In particolare, l’imbastitura (3) è realizzata con i suddetti materiali non strutturali, nel caso in cui il suo compito principale è quello di sostenere il rivestimento (21, 22) in materiale composito e lo stesso rivestimento (21, 22) è quindi sufficientemente dimensionato per reggere agli sforzi a cui il pezzo (1) è soggetto in condizioni operative. Altrimenti, per la costruzione dell’imbastitura (3) sono impiegati materiali più resistenti come ad esempio lamiere in acciaio inox.

Come mostra la Fig.lA, la piegatura della parte (II) lungo una traccia (T) può essere realizzata eseguendo un taglio di una prestabilita profondità per mezzo di una lama, oppure esercitando una pressione prestabilita con un utensile con punta stondata lungo la stessa traccia (T). Successivamente, mantenendo fisso un lembo della parte (II) da un lato della traccia (T) e ruotando l’altro lembo nel senso (B), il pezzo (II) si piega lungo la direzione che oppone minore resistenza, ovvero lungo la stessa traccia (T). Il risultato ottenuto è illustrato in Fig.lB, in cui il profilo tratteggiato rappresenta la configurazione della parte (II) dopo la piegatura. L’angolo di piega (a) prestabilito è mantenuto sulla parte (II) per mezzo dell’ applicazione delle altre parti che compongono il pezzo (P), come di seguito esposto. Sulla stessa parte (II) possono essere realizzate più piegature (B) ciascuna di un predenito angolo (a) eseguite ciascuna lungo una corrispondente traccia (T).

La curvatura della parte (II) può essere realizzata per mezzo di una parte di sostegno (12) come illustrato nelle Figg.2, 2A, nel caso in cui ciascuna sezione trasversale della stessa parte (II) sia curvata con raggio (RI) costante. La parte di sostegno (12) ha una superficie piana di forma e dimensioni prestabilite, con le sue estremità (120, 121) piegate. Attraverso le estremità piegate (120, 121) di lunghezza e secondo angoli prestabiliti, la parte di sostegno (12) viene unita alla parte curva (II) per mezzo di un collante o di altri sistemi noti, tra cui i rivetti, in modo da mantenere quest’ultima in forma secondo la geometria prestabilita. Nel caso in cui il raggio di curvatura (R2) della sezione trasversale della parte (II) non sia costante, occorre realizzare la curvatura utilizzando un profilo (13) opportunamente conformato. Il profilo (13) è posizionato nella sezione trasversale prestabilita della parte (II) nell’intercapedine formata tra quest’ultima e la parte di sostegno (12) ed è fissato disponendo un collante lungo il suo contorno. In tal modo, la sezione trasversale della superficie esterna della parte (II) in cui è applicato il profilo (13), si deforma secondo il contorno dello stesso profilo (13). Più profili (13) di forma e dimensioni prestabilite possono essere applicati come precedentemente descritto, a più sezioni trasversali della parte (II), per ottenerne la curvatura desiderata. Più (13) e parti di sostegno (12) possono essere utilizzati oltre che per curvare delle parti che compongono l’imbastitura (3), anche per rinforzarla. Nel caso in cui per la costruzione dell’imbastitura (3) sono adoperate parti (II) con funzione di resistenza meccanica, ovvero in materiali come lamiere o altri analoghi, la piegatura, la curvatura e l’unione tra le parti (II) sono realizzate con i metodi tradizionali conosciuti.

Nel caso in cui il pezzo (P) sia realizzato a partire da un modello (M) con una superficie esterna (S) quindi uguale sia per forma sia per dimensioni al pezzo (P) da ottenere, l’imbastitura (3) è realizzata ritagliando delle parti di forma e dimensioni prestabilite e rivestendo la stessa superficie esterna (S) del modello (M) con tecniche note, come, ad esempio, quelle utilizzate nel settore della pelletteria.

Il modello (M), prima di essere rivestito, viene ricoperto con del distaccante come ad esempio cere o alcol polivinilico. Successivamente, le parti precedentemente ritagliate vengono incollate sulla superficie esterna (S) del modello (M) formando così un involucro. Infine, viene distribuita su tutta la superficie dell’involucro una sostanza liquida nota o collante oppure una resina utilizzata per la produzione di pezzi in materiale composito, come ad esempio quella di tipo epossidico. Dopo rindurimento della resina, è possibile grazie al distaccante precedentemente applicato, separare facilmente l’involucro dal modello (M), senza danneggiarlo. I materiali utilizzabili per realizzare l’involucro, sono tutti quelli che possono assorbire la resina, tra cui la pelle artificiale particolarmente indicata per la sua estendibilità e quindi per l’adattabilità alla forma della superficie su cui viene applicata. L’involucro ottenuto rappresenta l’imbastitura (3) ottenuta a partire da un modello (M).

Viene di seguito mostrato un esempio di costruzione di una generica imbastitura (3) secondo le operazioni di piegatura e curvatura precedentemente descritte e senza disporre di un modello (M) di partenza. In tal caso, il costo di costruzione del pezzo (P) risulta essere il minore possibile dato che non occorrono né modello (M) né stampo (ST).

Come mostrato nelle Figg.3A, 3B, l’imbastitura (3) del pezzo (P) è costituita da quattro parti (31, 32, 33, 34) di forma e dimensioni prestabiliti; tali parti, con riferimento all’esempio non limitativo illustrato, sono rispettivamente denominate parte interna (31), fiancata (32), parte superiore (33), e parte di completamento (34). La fiancata (32) è composta sia da un’estensione (16) piegata lungo le tracce (Tl) e (T2) aventi una prestabilita geometria, che da un’altra curvata (13) anch’essa secondo una prestabilita geometria. La parte superiore (33) e la parte interna (31) svolgono per la fiancata (32), rispettivamente le funzioni descritte del profilo (13) e della parte di appoggio (12) per la parte (II). Infatti, la parte superiore (33) mantiene attraverso i profili (15) ed (17) su di essa ricavati, rispettivamente le forme dell’estensione curvata (13) e dell’estensione piegata (16), come mostrato nelle Figg.3B, 4. La parte interna (31) contribuisce a mantenere la curvatura longitudinale dell’estensione curvata (13).

Le parti superiore (33) ed interna (31) vengono unite alla fiancata (32) con le modalità precedentemente descritte rispettivamente per unire il profilo (13) e per la parte di appoggio (12) alla parte (II). In pratica, la parte superiore (33) viene unita alla fiancata (32) incollando il bordo superiore (320) della stessa fiancata (32) con la corrispondente parte del bordo con cui è a contatto della stessa parte superiore (33), ovvero con il bordo raggiato (330) e con i due bordi rettilinei (331) e (332). La parte interna (31) viene unita alla fiancata (32) per mezzo delle sue estremità piegate (310, 311). La parte di imbastitura (3) di Fig.4, viene completata con l’aggiunta della parte (34). La parte (34) di dimensioni e forma prestabiliti, è piegata come precedentemente descritto, lungo la traccia (T3) di un angolo prestabilito prima unita alla parte superiore (33) incollando i punti di contatto tra i due componenti (33, 34). L’imbastitura completa (3) è mostrata nelle Figg. 5A, 5B.

Una volta completata, l’imbastitura (3) viene ricoperta almeno esternamente, con dei rivestimenti (21, 22). I rivestimenti (21, 22) sono in numero, dimensioni e di forma prestabiliti in modo da coprire al meglio una predefinita superficie dell’imbastitura (3) senza che si formino delle pieghe dello stesso rivestimento (21, 22) o sacche d’aria tra quest’ultimo e l’imbastitura (3). Il pezzo (P) è ricoperto con un rivestimento superiore (22) ed inferiore (21) che sono in materiale composito e sono realizzati come descritto di seguito. E’ noto che i materiali compositi si presentano sotto forma di tela che si deforma facilmente se sottoposta a sollecitazioni di trazione. In particolare, se la trazione viene applicata in una zona interna della tela e con la dovuta intensità, si forma un difetto che può compromettere la qualità del pezzo (P) realizzato. Per renderla più lavorabile, la tela in materiale composito viene pertanto, in conformità alla presente invenzione, unita per mezzo di colla su di almeno una tela di appoggio più compatta e stabile agli sforzi provocati da macchine come ad esempio quelle utilizzate in pelletterie e calzaturifici. La tela di appoggio può essere lo stesso materiale utilizzato per realizzare i rivestimenti interni delle borse e può presentare un’elasticità tale da non deformare la tela in materiale composito al punto di provocarne difetti. Da verifiche sperimentali risulta che la tela in materiale composito può presentare un senso di applicazione degli sforzi lungo il quale è più resistente. In tal caso, la tela composta può essere ottenuta unendo tra di loro almeno due tele in materiale composito, in modo tale che risultino differentemente orientate; viene perciò realizzata una tela resistente agli sforzi. La colla utilizzata per unire tra di loro le tele può essere ad esempio quella “al lattice”. La tela detta di seguito “tela composta”, viene pertanto ottenuta dall’unione di almeno una tela in materiale composito ed almeno un’altra di appoggio fatta non in materiale composito oppure da più tele in materiale composito oppure da una combinazione delle due soluzioni, a seconda delle caratteristiche meccaniche del pezzo (P). Secondo verifiche sperimentali, la tela composta ottenuta come descritto in precedenza, risulta facilmente tagliabile e cucibile senza che si formino difetti.

I bordi dei rivestimenti (21, 22), sono ritagliati di forma e dimensioni prestabilite che tengano conto dei quantitativi di materiale utili per realizzare le lavorazioni di rivestimento dell’imbastitura (3), di seguito descritte. Nel seguito della descrizione, vengono definiti bordi interni ed esterni rispettivamente i bordi dei rivestimenti (21, 22) non visibili e visibili durante l’utilizzo del pezzo (P).

Come schematicamente rappresentato nelle Figg. 6A, 6B, un bordo esterno (BE) è composto da due bordi di cui uno (Bl) sovrapposto all’altro (B2), detti rispettivamente “bordo sovrapposto” e “bordo coperto”. Il bordo sovrapposto (Bl) e quello coperto (B2) appartengono rispettivamente ai rivestimenti (RI) ed (R2) uniti per mezzo di una colla all’imbastitura (3). Il bordo sovrapposto (Bl) è ripiegato su sé stesso per mezzo di colla prima di coprire quello coperto (B2) in modo da evitare che le fibre della tela in materiale composito, sporgano dalla tela di appoggio lungo il contorno di taglio. La colla utilizzata può essere ad esempio quella al lattice. Occorre pertanto tenere conto nel definire le dimensioni e la forma dei rivestimenti (RI, R2), del materiale utile per realizzare i bordi esterni (BE).

Nel pezzo (P), è quindi necessario nel definire la forma e le dimensioni dei rivestimenti (21, 22), considerare il materiale occorrente per realizzare i bordi esterni.

I bordi dei rivestimenti (21, 22) formano il bordo esterno (BEI) mostrato in Fig.8B, del pezzo (P). Il rivestimento superiore (22), presenta il bordo esterno (BEI) analogo a quello sovrapposto (Bl) del rivestimento (RI). Il rivestimento inferiore (21), presenta un bordo analogo a quello coperto (B2) del rivestimento (R2).

Come rappresentato nelle Figg. 6C, 6D, un bordo interno (BI) consiste nel contorno di un rivestimento (R3) lavorato ad esempio con una macchina comunemente detta “taglia e cuci” in modo da evitare che le fibre della tela in materiale composito, sporgano da quella di appoggio lungo il contorno di taglio, prima di essere incollato su di un’imbastitura (I) utilizzando ad esempio colla al lattice. Tale lavorazione, prevede l’asportazione di una parte di materiale del bordo (BI) lavorato, prima di effettuare la cucitura di quest’ultimo.

Analogamente, vengono realizzati i bordi interni (BI1) dei rivestimenti (21, 22) incollati sull’imbastitura (3). Occorre pertanto tenere conto nel definire le dimensioni dei rivestimenti (21, 22), del materiale asportato con la lavorazione dei bordi interni (BI).

La modalità di realizzazione dei bordi interni (BI) può essere applicata anche per costruire i bordi esterni (BE) o viceversa.

Occorre evitare la formazione di possibili pieghe causate anche da sovrapposizioni di materiale dello stesso rivestimento (21, 22) durante la formazione dei bordi interni (BI) ed esterni (BE) che potrebbero compromettere il risultato estetico del pezzo (P) realizzato.

Per questo motivo, come mostrato nelle Figg.7 A e 7B, il contorno di ciascun rivestimento (21, 22) presenta dei tagli (211, 221) a forma di “V” in posizioni e di dimensioni prestabilite. I rivestimenti (21, 22) vengono fissati alla superficie dell’imbastitura (3) per mezzo di colla come ad esempio quella al lattice in modo che la tela composta risulti ben tesa. Il risultato finale è quello mostrato nelle Figg. 8A e 8B. I rivestimenti (21, 22) possono anche essere in numero, di forma e dimensioni tali da ricoprire anche tutta la superficie interna dell’imbastitura (3). In tal caso, i bordi interni (BI1) dei rivestimenti (21, 22) risultano a contato gli uni con gli altri. I rivestimenti (21, 22) dopo essere stati applicati sull’imbastitura (3) vengono ricoperti o bagnati con la sostanza liquida di tipo noto, che solidificando ne aumenta la resistenza meccanica ed, eventualmente, la rigidezza. La sostanza liquida più idonea viene scelta in base alle caratteristiche meccaniche da conferire al pezzo (P) ed è generalmente un collante oppure una resina di tipo comunemente usato nel settore automobilistico, motociclistico, nautico o aeronautico. Il risultato ottenuto dopo la solidificazione della resina, consiste in un pezzo in materiale composito imbastito (P) la cui la resistenza meccanica è dovuta soprattutto allo stesso materiale composito. L’imbastitura (3) serve soprattutto a tenere in forma i rivestimenti (21, 22) facendo così le veci dello stampo (ST). L’imbastitura (3), nel caso in cui sia fatta in materiale antiaderente alla resina, può essere rimossa dopo la solidificazione della stessa resina, permettendo così di ottenere un pezzo (P) fatto unicamente in materiale composito. Nel caso in cui l’imbastitura (3) sia rivestita oltre che esternamente anche su tutta la superficie interna, la resistenza del pezzo in materiale composito imbastito (P) ottenuto è assimilabile a quella ottenuta realizzando lo stesso pezzo (P) con doppio strato di materiale composito. In tal caso, dopo la solidificazione della resina, per rimuovere l’imbastitura (3) è necessario aprire i bordi interni (BI1) e riunirli successivamente per mezzo di giunzioni realizzate secondo sistemi noti.

Nel caso in cui l’imbastitura (3) sia costruita con un materiale molto leggero, anche il peso del pezzo in materiale composito imbastito (P) realizzato sarà di poco superiore a quello in solo materiale composito. In base a tale considerazione, in certi casi appare inutile la rimozione dell’imbastitura (3).

Per incrementare la resistenza del pezzo (P), più rivestimenti (21, 22) possono essere incollati l’uno sopra l’altro con il metodo precedentemente descritto. In tal caso, i bordi esterni (BE) di ciascun rivestimento dovranno occupare una posizione diversa da quello degli altri, in modo da evitare la formazione di un rigonfiamento sul pezzo (P).

Volendo ridurre il peso dovuto alla resina in eccesso che bagna i rivestimenti (21, 22) e quindi applicando la tradizionale tecnica sottovuoto al pezzo (P) durante la sua essiccazione, il peel-ply a contatto con la superficie esterna dei rivestimenti (21, 22), creerebbe delle grinze in cui si accumula della resina, portando ad un risultato non soddisfacente. Tale problema viene evitato realizzando un unico involucro (4) che comprenda il pezzo (P). Come mostrato in Fig.9, per mezzo dell’involucro (4), viene creato il vuoto su almeno la superficie esterna dei rivestimenti (21, 22), aspirando così la resina in eccesso. In pratica, l’involucro ha forma e dimensioni tali da potervi inglobare rivestimenti (21, 22). L’involucro (4) è realizzato in materiale antiaderente alla resina, come ad esempio peel-ply, in modo da poterlo facilmente separare dal pezzo (P) e riutilizzare dopo la solidificazione di quest’ultima. Per creare il vuoto, l’involucro (4) è ermetico ed è ad esso collegata almeno una valvola per vuoto (41). Ciascuna valvola per vuoto (41) è collegata ad un condotto (46). Per mezzo di raccordi a “T” (42), i condotti (46) di più valvole (41) possono essere uniti ad un unico condotto (45), collegato a sua volta ad una pompa per vuoto (44). Per mantenere il vuoto nell’involucro (4), il suo contorno, che si trova a contatto con la parte interna del pezzo (P) viene reso ermetico per mezzo di materiali sigillanti plastici, come ad esempio gomma butilica. Nel caso in cui i rivestimenti (21, 22) coprano anche la parte interna del pezzo (P), l’involucro (4) consiste in un sacco con la stessa forma della superficie del pezzo (P) chiuso con materiale sigillante, dopo avervi inserito all’interno lo stesso pezzo (P). La linea di chiusura rimane all’interno del pezzo (P). Per trattenere la resina aspirata con l’involucro (4) viene inserito almeno un filtro con prestabilite caratteristiche sul condotto (45), oppure vengono installati più filtri sui condotti (46) delle valvole (41). La tecnica descritta consente di ottenere un pezzo in materiale composito imbastito (P) con una superficie esterna priva di accumuli di resina.

La superficie esterna del pezzo (P) realizzato in conformità con la presente invenzione, appare non a specchio, con le fibre del tessuto messe in risalto e pertanto non appiattite da una pressione contro uno stampo (ST). Ciò evita di confondere un pezzo (P) fatto in fibra di carbonio di con un altro camuffato con adesivi, esaltando pertanto il pregio dello stesso pezzo (P). La tecnica descritta consente anche l’inserimento di immagini sul pezzo (P), a scopo di personalizzarlo. L’immagine può essere sottoforma di ricamo o di adesivo. Il ricamo può direttamente essere realizzato di dimensioni e con posizione prestabiliti sul rivestimento (21, 22) prima o dopo la sua applicazione sull’imbastitura (3). Per realizzare il ricamo sono particolarmente indicate le fibre impermeabili. Altrimenti, il ricamo bagnandosi con la resina, risulterebbe danneggiato. Dopo la resinatura il ricamo risulta così incorporato nel pezzo (P). Il ricamo può essere realizzato anche sull’imbastitura (3), prevedendo pertanto sul rivestimento (21, 22) un’apertura necessaria per renderlo visibile. Inoltre, secondo prove sperimentali, risultando lo stesso pezzo (P) imbastito cucibile, è possibile ricamarvi sopra l’immagine desiderata.

Per diminuire il costo di realizzazione dell’immagine sul pezzo (P) può essere adoperato un adesivo attaccato all’imbastitura (3) e reso visibile sul pezzo (P), prevedendo pertanto sul rivestimento (21, 22) un’idonea apertura. Ciò rende il pezzo (P) altamente personalizzabile e consente la possibilità di incorporarne delle immagini senza doverle realizzare con tecniche tradizionali come ad esempio quelle di verniciatura, riducendo pertanto il costo dello stesso pezzo (P).

In conclusione, il vantaggio principale ottenuto utilizzando il metodo descritto nella presente invenzione è dovuto al fatto che il pezzo in materiale composito imbastito (P), se pur di forma complessa, è realizzato senza dover costruire modello (M) e stampo (ST). Più il pezzo (P) è complesso, maggiore è il vantaggio economico della tecnica descritta rispetto a quelle tradizionali. Pertanto, non dovendo ammortizzare il costo dello stampo (ST) sul numero di unità prodotte, la presente tecnica permette di realizzare un pezzo in materiale composito imbastito (P) personalizzato e prodotto in un unico pezzo, con costi e tempistiche relativamente contenuti.

Inoltre, la presente invenzione elimina un altro inconveniente delle tecniche tradizionali, le quali prevedono di realizzare un pezzo (P) ricoprendo la superficie interna (SI) allo stampo (ST) con uno o più strati di materiale composito impregnati di resina, realizzando così un pezzo (P) con superficie (S2) speculare a quella ricoperta dello stampo (ST). Per questo, durante la solidificazione della resina, la superficie (S2) del pezzo (P) realizzato non è visibile ed è pertanto impossibile valutarne eventuali difetti, che saranno pertanto evidenti solo dopo l’estrazione di quest’ultimo dallo stampo (ST). I difetti potrebbero risultare non accettabili sul pezzo (P), al punto di comportarne lo scarto. Al contrario, il pezzo in materiale composito imbastito (P) oggetto della presente invenzione presenta la superficie esterna visibile durante la solidificazione della resina ed è pertanto possibile valutarne e correggerne facilmente eventuali difetti durante la solidificazione della stessa resina.

E’ altresì evidente la maggiore semplicità costruttiva del pezzo in materiale composito imbastito (P) utilizzando il metodo descritto, rispetto tecniche tradizionali e l’elevato livello di personalizzazioni con immagini.

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente per ciò che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati, senza per questo uscire dall’ambito dell’idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la realizzazione di un pezzo in materiale composito imbastito (P) senza l' utili zzo di uno stampo (ST) ed, eventualmente, senza un modello (M), caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi operative: - unire una tela o tessuto ad un’imbastitura o intelaiatura (3), detta tela essendo unita alla superficie della detta imbastitura (3) formando un rivestimento (21, 22) che segue la forma della detta imbastitura (3); - ricoprire o bagnare il detto rivestimento (21, 22) per mezzo di una sostanza liquida o collante o resina, in grado, solidificando, di conferire le caratteristiche meccaniche desiderate al detto rivestimento (21, 22).
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la detta imbastitura (3) ha la stessa forma e le stesse dimensioni del detto pezzo (P).
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la detta tela è composta da almeno una tela in materiale composito unita ad almeno un’altra tela eventualmente fatta in materiale diverso.
4. 4) Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di unire le tele tra di loro per mezzo di colla.
5. 5) Metodo secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, in particolare per la realizzazione di un pezzo (P) a partire da un modello (M) caratterizzato dal fatto di ottenere la detta imbastitura (3): - rivestendo la superficie (S) esterna di un modello (M) con un involucro composto da una o più parti; - ricoprendo o bagnando il detto involucro per mezzo di una sostanza liquida o collante o resina, in grado, solidificando, di irrigidire il detto involucro.
6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di personalizzare il detto pezzo (P) con immagini.
7. 7) Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto di ricamare un’immagine sul detto rivestimento (21, 22) o sul detto pezzo (P), e/o applicare un adesivo sulla detta imbastitura (3).
8. 8) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di utilizzare un involucro (4) con la stessa forma della superficie esterna (S2) del detto pezzo (P) per l’aspirazione della resina in eccesso durante l’asciugatura dalla resina dello stesso pezzo (P).
9. 9) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la detta imbastitura (3) è realizzata unendo tra loro delle parti di materiale quale texon, tessuto-non-tessuto, ad esempio a base poliestere, tela di cotone, tela gommata, o altro materiale utilizzato per costruire borse, di calzature, o altri manufatti o prodotti.
10. 10) Pezzo in materiale composito imbastito (P) costruito senza stampo (ST) ed, eventualmente, senza un modello (M), caratterizzato dal fatto che è realizzato secondo il metodo di una delle rivendicazioni precedenti.