ITMI20060380A1 - Corpo preformato abrasivo per la vibrofornitura di pezzi metallici e non metallici ad elevata efficienza - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha come oggetto un corpo preformato abrasivo, ad elevata efficienza, per la vibrofinitura di pezzi metallici, come ad esempio pezzi metallici ottenuti per fusione, pressofusione o stampaggio, oppure non metallici, come ad esempio pezzi in plastica ottenuti per stampaggio o per estrusione, oppure in pietra naturale, come marmo e granito.
Come è noto, una delle tecniche utilizzate per eseguire la finitura di pezzi metallici, come ad esempio pezzi metallici ottenuti per fusione, pressofusione o stampaggio, oppure non metallici, come ad esempio pezzi in plastica ottenuti per stampaggio o per estrusione, oppure in pietra naturale, come marmo e granito, è rappresentata dalla vibrofinitura.
Questa tecnica consiste nel disporre i pezzi, da sottoporre a finitura, in una vasca vibrante unitamente ad una certa quantità di corpi preformati abrasivi, denominati anche "chips" e ad acqua. La vibrazione della vasca provoca lo sfregamento dei corpi preformati abrasivi contro i pezzi ottenendo l'asportazione di bave di fusione o di stampaggio o di altre imperfezioni dai pezzi sottoposti a trattamento.
I corpi preformati abrasivi per questo impiego sono generalmente costituiti da una miscela indurita di legante, organico o ceramico, e di carica abrasiva, costituita da materiale abrasivo in granuli.
Nei corpi preformati abrasivi a legante organico, il legante è generalmente costituito da una resina poliestere insatura o da urea formaldeide e la carica abrasiva è costituita da granuli di materiale di elevata durezza quali quarzo, feldspato, silicato di zirconio, ossido di zirconio, allumina, corindone, carburo di silicio o da altri materiali abrasivi, elettrofusi e non, noti nel settore della finitura di superiici di pezzi.
I corpi preformati abrasivi che utilizzano come legante una resina poliestere sono generalmente composti da una percentuale in peso variabile dal 30% al 55% di legante e da una percentuale in peso variabile dal 45% al 70% di carica abrasiva, riferite al peso complessivo della miscela. In questo tipo di corpi preformati abrasivi, il legante è un prodotto tri-componente comprendente un monomero poliestere, un acceleratore ed un catalizzatore.
Questi corpi preformati abrasivi, dopo la polimerizzazione, presentano elevate caratteristiche di compattezza ed una durezza superficiale attorno ai 100 Shore D.
I corpi preformati abrasivi che utilizzano come legante urea formaldeide sono generalmente composti da una percentuale in peso variabile dal 50% al 60% di legante e da una percentuale in peso variabile dal 40% al 50% di carica abrasiva, riferite al peso complessivo della miscela. In questo tipo di corpi preformati abrasivi, il legante è un prodotto bi-componente comprendente una base ed un agente reticolante.
Entrambi questi tipi di corpi preformati abrasivi possono essere utilizzati esclusivamente ad umido, e cioè unitamente ad una certa quantità di acqua, per eseguire la finitura di pezzi che possono tollerare, durante il processo di finitura, la presenza di acqua.
Durante il processo di finitura, i corpi preformati si consumano progressivamente rilasciando parte dei materiali che li compongono sotto forma di polvere micronizzata che, unitamente al materiale asportato dai pezzi sottoposti a lavorazione, forma con l'acqua una sospensione fangosa, necessaria per la lavorazione, più o meno consistente a seconda della quantità di acqua presente nella vasca vibrante e alla quantità di polvere rilasciata dai corpi preformati abrasivi.
L'impiego di questi corpi preformati abrasivi denota alcuni problemi.
La presenza dell'acqua, necessaria per la lavorazione, porta, come si è spiegato sopra, alla formazione di una sospensione fangosa che, per essere smaltita correttamente e riusare l'acqua contenuta, impone l'utilizzo di un impianto di depurazione e, molto spesso, il ricorso a trattamenti chimici per rimuovere i composti chimici che, durante la lavorazione di vibrofinitura, si raccolgono nell'acqua.
L'utilizzo di corpi preformati abrasivi con legante costituito da resina poliestere richiede generalmente, per raggiungere il risultato di finitura desiderato, l'impiego di composti chimici, come passivanti e/o lucidanti a base di tensioattivi, che si mescolano all'acqua utilizzata durante la lavorazione e che devono essere eliminati prima del riutilizzo dell'acqua o del suo scarico nella rete fognaria.
In modo analogo, l'utilizzo di corpi preformati abrasivi con legante costituito da urea formaldeide richiede l'eliminazione della formaldeide dall'acqua prima del suo scarico nella rete fognaria.
I fanghi residui e parzialmente essiccati, provenienti dall'impianto di depurazione, sono normalmente classificati come rifiuto speciale non tossico e, in quanto tale, smaltibile in apposite discariche senza dover sopportare elevati oneri di smaltimento. Tuttavia, generalmente, questi fanghi, anche se parzialmente essiccati, contengono una percentuale di acqua variabile dal 30% al 40% che incrementa il peso dei fanghi incidendo in modo sensibile sui costi di smaltimento.
Un altro problema riscontrabile nelle lavorazioni di vibrofinitura che utilizzano questi preformati è rappresentato dal costo dell'operazione di asciugatura dei pezzi finiti prima del loro stoccaggio, necessaria per evitare l'ossidazione dei pezzi.
Come si può rilevare, l'utilizzo dell'acqua, necessario nelle lavorazioni di vibrofinitura con i corpi preformati abrasivi di tipo noto, è fonte di problemi che incidono sui costi complessivi delle lavorazioni. Per questo motivo, da tempo, sono in corso ricerche per realizzare corpi preformati abrasivi che possano lavorare in modo soddisfacente a secco e cioè in assenza di acqua.
Nel settore della levigatura a secco di pezzi in legno, sono noti corpi preformati abrasivi dotati di un'elevata elasticità, con durezza superficiale compresa tra 30 e 60 Shore A con legante costituito da una resina poliuretanica termoindurente. In questi corpi preformati abrasivi, il legante è presente in una percentuale in peso dal 25% al 50% e la carica abrasiva, costituita generalmente da quarzo, è presente in una percentuale in peso dal 50% al 75%, riferite al peso complessivo del corpo preformato abrasivo.
Questi corpi preformati abrasivi, data la loro ridotta durezza superficiale, adatta per la lavorazione del legno, non sono però utilizzabili per la finitura di pezzi metallici. Infatti, i granuli del materiale abrasivo, a causa dell'elasticità del legante, quando vengono a contatto con la superficie di un pezzo metallico, rientrano nel corpo preformato invece di opporsi alla superficie da levigare e quindi svolgono un'azione levigante praticamente nulla.
Sono noti anche corpi preformati abrasivi prodotti per estrusione composti dà una legante costituito da una resina termoplastica del tipo PET in una percentuale in peso attorno al 27% e da una carica abrasiva di quarzo e corindone in una percentuale in peso attorno al 73%, riferite al peso complessivo del corpo preformato abrasivo.
Questi corpi preformati abrasivi possono lavorare a secco, ma richiedono l'aggiunta di polveri abrasive che devono essere versate in continuo nella vasca vibrante per ravvivare le parti taglienti dei corpi preformati abrasivi.
Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un corpo preformato abrasivo per la vibrofinitura di pezzi metallici e non metallici che possa lavorare a secco e che presenti un'elevata efficacia nell'azione di finitura senza richiedere l'aggiunta di polveri abrasive o di altri additivi.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un corpo preformato abrasivo che consenta di incrementare notevolmente il carico dei pezzi da trattare nella vasca vibrante rispetto al carico consentito dai corpi preformati abrasivi di tipo noto. Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un corpo preformato abrasivo dotato di un'elevata aggressività, tale da ridurre i tempi di lavorazione, senza danneggiare la superficie dei pezzi sottoposti al trattamento di vibrofinitura.
Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un corpo preformato abrasivo in grado di autoravvivare le sue parti taglienti durante il suo progressivo consumo.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguiti, sono raggiunti da un corpo preformato abrasivo per la vibrofinitura di pezzi metallici e non metallici, comprendente una miscela indurita di legante e di carica abrasiva, caratterizzato dal fatto che detto legante è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra il 5% e il 25% e che detta carica abrasiva è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra il 75% e il 95%, riferite al peso complessivo della miscela.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva del corpo preformato abrasivo secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:
la figura 1 illustra un corpo preformato abrasivo secondo il trovato in vista prospettica;
la figura 2 illustra, in vista prospettica, un corpo preformato abrasivo secondo il trovato parzialmente spaccato.
Con riferimento alle figure citate, il corpo preformato abrasivo secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende sostanzialmente una miscela indurita di legante 2 e di carica abrasiva 3. Secondo il trovato, il legante 2 è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa fra il 5% e il 25% e la carica abrasiva 3 è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa fra il 75% e il 95%, riferite al peso complessivo della miscela.
Preferibilmente, il legante 2 è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa fra il 13% e il 23% e la carica abrasiva 3 è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa fra il 77% e l'87%, riferite al peso complessivo della miscela.
Il legante 2 può essere costituito da una resina termoindurente oppure da una resina termoplastica.
Qualora il legante 2 sia costituito da una resina termoplastica, questa può essere selezionata dal gruppo consistente di poliammidi, polietilene, poliuretani, e loro miscele. In particolare, la resina termoplastica può essere costituita da un elastomero poliuretanico termoplastico ottenuto ad esempio dalla reazione tra un isocianato trivalente ed un poliolo trivalente.
Preferibilmente, il legante 2 è costituito da una resina termoindurente, preferibilmente una resina selezionata dal gruppo consistente di resine poliuretaniche, resine poliesteree, resine ureiche, co-polimeri epossidici, e loro miscele.
Ancora più preferibilmente, la resina termoindurente è costituita da una resina poliuretanica, come ad esempio un elastomero poliuretanico termoindurente prodotto da una reazione tra un isocianato e un diolo poliestereo o polietereo o alifatico o una miscela di questi oppure un elastomero poliuretanico termoindurente prodotto da una reazione tra un prepolimero isocianico, ottenuto ad esempio dalla reazione tra un isocianato bivalente ed un poliestere saturo, e un diolo poliestereo o polietereo o alifatico o una miscela di questi.
La carica abrasiva 3 comprende materiale abrasivo in granuli di dimensioni sostanzialmente comprese fra 0,5 μm e 2.500 μm.
Il materiale abrasivo in granuli può essere costituito da quarzo, feldspato, silicato di zirconio, ossido di zirconio, allumina, corindone, carburo di silicio o altri materiali abrasivi, elettrofusi e non, usualmente utilizzati nel campo della vibrofinitura.
Il corpo preformato abrasivo secondo il trovato presenta preferibilmente una durezza superficiale sostanzialmente compresa tra 85 e 98 Shore A o sostanzialmente Compresa fra 70 e 85 Shore D.
In pratica, il corpo preformato abrasivo secondo il trovato presenta una durezza superficiale minore rispetto alla durezza superficiale dei corpi preformati abrasivi composti da un legante organico di tipo noto e sono inoltre dotati di una leggera elasticità. Grazie a questo fatto, la vasca vibrante di una macchina vibrofinitrice che utilizzi corpi preformati abrasivi secondo il trovato può essere caricata con un carico di pezzi notevolmente superiore rispetto a quello consentito dall'utilizzo di corpi preformati abrasivi di tipo noto.
La ridotta percentuale di legante nel corpo preformato abrasivo secondo il trovato conferisce un'aggressività elevata al corpo abrasivo preformato tale da ridurre almeno del 30% i tempi di lavorazione senza compromettere la qualità delle superfici dei pezzi trattati e garantendo un grado di finitura pienamente soddisfacente.
I corpi preformati abrasivi secondo il trovato, inoltre, durante il trattamento di vibrofinitura, autoravvivano le loro parti taglienti mantenendo un'efficacia abrasiva soddisfacente senza richiedere l'utilizzo di composti chimici o di polveri abrasive aggiuntive.
I corpi preformati abrasivi secondo il trovato sono destinati ad essere utilizzati a secco e cioè senza l'aggiunta di acqua nella vasca vibrante della macchina vibrofinitrice. Il materiale derivante dal consumo dei corpi preformati abrasivi e dalla finitura dei pezzi sottoposti a lavorazione può essere allontanato mediante un aspiratore o altro mezzo adatto all'asportazione dalla vasca vibrante della polvere che si forma durante la lavorazione.
Questa polvere, residuo di lavorazione, è un rifiuto speciale non tossico che può essere smaltito senza ulteriori trattamenti in apposite discariche.
Tale residuo di lavorazione, essendo perfettamente secco, presenta un peso e quindi un costo di smaltimento nettamente inferiore rispetto a quello prodotto nelle lavorazioni di vibrofinitura ad umido.
Si è in pratica constatato come il corpo preformato abrasivo secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto può essere utilizzato per lavorazioni di vibrofinitura di pezzi metallici e non metallici, a secco e cioè senza l'aggiunta di acqua. Grazie a questo fatto, il corpo preformato abrasivo consente di ridurre sensibilmente i costi complessivi del trattamento di vibrofinitura in quanto elimina la necessità di dotare le macchine vibrofinitrici di impianti di depurazione e di provvedere al trattamento dei fanghi derivanti dalla lavorazione.
Un ulteriore vantaggio derivante dalla possibilità di poter eseguire, con il corpo preformato abrasivo secondo il trovato, lavorazioni di vibrofinitura a secco è quello di evitare la necessità di un'asciugalura dei pezzi al termine della lavorazione di vibrofinitura.
Ulteriori vantaggi del corpo preformato abrasivo secondo il trovato, come più sopra specificato, sono costituiti dalla possibilità di incrementare sensibilmente il carico dei pezzi nella vasca vibrante della macchina vibrofinitrice e di ridurre sensibilmente i tempi di lavorazione, senza la necessità di ricorrere all'aggiunta di polveri abrasive per mantenere l'efficienza dei corpi preformati abrasivi durante la lavorazione di vibrofinitura.
Il corpo preformato abrasivo, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Claims (15)
1. Corpo preformato abrasivo per la vibrofinitura di pezzi metallici e non metallici, comprendente una miscela indurita di legante e di carica abrasiva, caratterizzato dal fatto che detto legante è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra il 5% e il 25% e che detta carica abrasiva è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra il 75% e il 95%, riferite al peso complessivo della miscela.
2. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 1, caratteriziato dal fatto che detto legante è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra il 13% e il 23% e che la carica abrasiva è presente nella miscela in una percentuale in peso sostanzialmente compresa tra l'77% e l'87%, riferite al peso complessivo della miscela.
3. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di presentare una durezza sostanzialmente compresa tra 85 e 98 Shore A.
4. Corpo preformato abrasivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di presentare una durezza di sostanzialmente compresa tra 70 e 85 Shore D.
5. Corpo preformato abrasivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto legante è costituito da una resina termoindurente.
6. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta resina termoindurente è selezionata dal gruppo consistente di resine poliuretaniche, resine poliesteree, resine ureiche, co-polimeri epossidici, e loro miscele.
7. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta resina termoindurente è costituita da una resina poliuretanica.
8. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta resina termoindurente è costituita da un elastomero poliuretanico termoindurente prodotto da una reazione tra un isocianato e un diolo poliestereo o polietereo o alifatico o una miscela di questi.
9. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta resina termoindurente è costituita da un elastomero poliuretanico termoindurente prodotto da una reazione tra un prepolimero isocianico, ottenuto dalla reazione tra un isocianato bivalente ed un poliestere saturo, e un diolo poliestereo o polietereo o alifatico o una miscela di questi.
10. Corpo preformato abrasivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto legante è costituito da una resina termoplastica.
11. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta resina termoplastica è selezionata dal gruppo consistente di poliammidi, polietilene, poliuretani, e loro miscele.
12. Corpo preformato abrasivo, secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta resina termoplastica è costituita da un elastomero poliuretanico termoplastico ottenuto dalla reazione tra isocianato trivalente ed un poliolo trivalente.
13. Corpo preformato abrasivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta carica abrasiva comprende materiale abrasivo in granuli di dimensioni comprese sostanzialmente tra 0,5 μm 2.500 μm.
14. Corpo preformato abrasivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto materiale abrasivo in granuli comprende quarzo e/o feldspato e/o silicato di zirconio e/o ossido di zirconio e/o allumina e/o corindone e/o carburo di silicio e/o altri materiali abrasivi, elettrofusi e non.
15. Corpo preformato abrasivo per la vibrofinitura di pezzi metallici e non metallici, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.
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