ITPN20080078A1

ITPN20080078A1 - Procedimento di fabbricazione di un elemento strutturale o decorativo in materiale composto pre-impregnato

Info

Publication number: ITPN20080078A1
Application number: IT000078A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Valeri
Original assignee: Faps Srl
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-05-05
Also published as: IT1391830B1

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI UN ELEMENTO STRUTTURALE

O DECORATIVO IN MATERIALE COMPOSITO PRE-IMPREGNATO"

DESCRIZIONE

Campo dell?invenzione

[001] La presente invenzione si riferisce ad un procedimento di fabbricazione di un elemento strutturale o decorativo in materiale composito p re-impregnato, o prepreg, per il settore dell?arredamento, quale copri-lampade, sostegni o basamenti per lampade o lampadari, semilavorati tubolari per armadi o mobili in genere, contenitori per oggetti o cestini, inoltre, gambe o parti di tavoli, sedie, divani, etc.

Descrizione della tecnica nota

[002] La produzione di materiali compositi ? nota da diverso tempo e viene impiegata nei pi? svariati settori tecnologici in quanto i materiali compositi sono dotati di ottime prestazioni meccaniche unitamente ad un peso specifico molto contenuto. In generale, detti materiali compositi sono composti da una fase continua detta matrice ed una discontinua detta rinforzo. La matrice ? di natura polimerica e consente di unire il rinforzo rappresentato da fibre di varia natura aventi funzione meccanica. In particolare, i materiali compositi in prepreg sono costituiti da nastri o fogli di fibre continue anche stratificate e orientate incorporate in una resina termoindurente o termoplastica.

[003] Esistono diverse tipologie di procedimenti per la produzione di manufatti in prepreg tra cui i principali sono:

- procedimento per stratificazione con polimerizzazione in autoclave sotto vuoto;

- procedimento per formatura con polimerizzazione sotto vuoto senza uso di autoclave ("bag molding");

procedimento per deposizione automatica per avvolgimento di nastri di PrePreg (?filament/tape winding);

procedimento per stratificazione e impregnazione manuale.

[004] Il procedimento per stratificazione con polimerizzazione sotto vuoto in autoclave ed il procedimento per formatura con polimerizzazione sotto vuoto senza uso di autoclave vengono generalmente eseguiti per produrre manufatti di superficie estesa, piana o curva soprattutto nel settore aeronautico, aerospaziale e veicoli ad alta tecnologia ed alte prestazioni.

[005] Il procedimento per stratificazione e impregnazione manuale avviene per la realizzazione di manufatti semplici e piani ove non ? richiesta una particolare esigenza produttiva dati gli evidenti limiti di produttivit? che ne derivano.

[006] Il procedimento per deposizione automatica ?filament/tape winding? consiste nell'impiego di una macchina avvolgitrice che effettua una deposizione automatica del materiale composito per avvolgimento attorno uno stampo. I nastri di prepreg vengono avvolti quando la resina non ? ancora indurita e successivamente vengono sottoposti a procedimento di indurimento (polimerizzazione) per ottenere il prodotto finale. Questo procedimento ? usato soprattutto per la produzione di cilindri cavi realizzati per sovrapposizione di strati di nastri di prepreg. Inoltre, il ?filament/tape winding? consente di ottenere oggetti cavi aventi pareti aperte da numerose finestre ottenute tramite una trama regolare o irregolare di intreccio di nastri di prepreg. In questo modo, ? possibile realizzare oggetti molto leggeri e dotati di un particolare effetto estetico di intreccio a maglie aperte pur mantenendo ottime propriet? di resistenza meccanica.

[007] E? da notare che la macchina che opera detto procedimento comprende un personal computer, un controllore numerico, una macchina avvolgitrice vera e propria e una calandra accoppiata ad un sistema di tensionamento delie fibre. In particolare, la macchina avvolgitrice ? dotata di pi? assi di movimento (multiasse) che devono essere finemente controllati (interpolazione) per assicurare il corretto avvolgimento dei nastri di prepreg.

[008] Quest?ultimo procedimento ? quindi convenzionalmente impiegato nella produzione di manufatti dotati di particolari caratteristiche qualitative o estetiche. Ciononostante, un procedimento di "filament/tape winding? non ? esente da inconvenienti.

Prima di tutto, la realizzazione di tale procedimento implica operazioni alquanto complicate dettate dall?apparecchiatura stessa. Infatti, come descritto in precedenza, entrano in gioco numerose componenti che devono essere coordinate e movimentate in maniera complessa soprattutto se l?oggetto che deve essere costruito presenta forme articolate. In particolare, devono essere sviluppati di volta in volta software di gestione delle componenti creati appositamente per realizzare i disegni che l'avvolgitore deve riprodurre.

[0010] In aggiunta, il procedimento di ?filamet/tape winding" soffre dell'inconveniente di non poter produrre prodotti con forme geometriche complesse, oppure per poter realizzare forme con numerosi cambiamenti di piani, necessita di movimentazioni e controlli particolarmente complessi. Ne deriva che il prodotto finale facilmente presenta imperfezioni quali sbavature lungo ? bordi dei nastri di prepreg e, comunque, risulta molto costoso.

Riassunto dell'invenzione

[0011] Il problema tecnico alla base della presente invenzione ? quindi quello di escogitare un procedimento per la fabbricazione di elementi strutturali o decorativi in maniera semplice e tale da consentire un?ottima versatilit? per numerose tipologie di forme da riprodurre.

[0012] Tale problema ? risolto da un procedimento per la fabbricazione di elementi strutturali o decorativi comprendenti fasi di lavorazioni semplificate mediante l'impiego di varianti di tecnologie per la lavorazione di fogli in prepreg.

[0013] Un primo oggetto dell'invenzione ? dunque quello di mettere a disposizione un procedimento per fabbricare elementi strutturali o decorativi come coperto dalle rivendicazioni allegate.

[0014] Un secondo oggetto dell?invenzione ? un elemento strutturale o decorativo ottenibile in accordo con detto procedimento.

Breve descrizione dei disegni

[0015] Ulteriori vantaggi e le caratteristiche del procedimento dell?invenzione diverranno evidenti dalla seguente descrizione di una realizzazione, avente solo titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, in cui:

- Le Figure 1A-1F rappresentano viste schematiche in pianta di sei diversi fogli di prepreg predisposti con disegni differenti per la fase di formatura secondo l?invenzione;

a Figura 2 rappresenta una vista schematica in pianta di un manufatto realizzato consolidando i sei fogli delle Figure 1A-1F secondo l?invenzione; - La Figura 3 rappresenta una vista in assonometria di una sedia realizzata con il procedimento dell'invenzione;

- La Figura 4 rappresenta una vista in assonometria di una sedia secondo una prima variante di realizzazione;

- La Figura 5 rappresenta una vista in assonometria di una sedia secondo una seconda variante di realizzazione;

- La Figura 6 rappresenta una vista in assonometr?a di una sedia secondo una terza variante di realizzazione;

- La Figura 7 rappresenta una vista in assonometr?a di una testata per un letto realizzata con il procedimento dell?invenzione.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

[0016] L'idea alla base della presente invenzione ? quella di trovare un modo per produrre oggetti d?arredamento dotati di particolari caratteristiche estetiche a trama intrecciata in modo semplice, rapido ed economico con praticamente qualsiasi forma. Come spiegato in precedenza, la tecnologia di ?filament/tape winding" convenzionalmente usata per questa tipologia di prodotti non consente una libert? di forme, o se lo consente coinvolge alti costi di produzione e di macchinari.

[0017] Con in mente questo tipo di obiettivo, sono state realizzate prove sperimentali mirate a selezionare un procedimento che potesse soddisfare le suddette esigenze. In realt?, ? stato pensato di modificare non tanto le fasi di un procedimento di lavorazione del prepreg quanto di fornire un prepreg predisposto in modo tale da essere versatile e pi? facilmente lavorabile nelle successive fasi di formatura del prodotto finale.

[0018] Sono stati preparati, quindi, fogli di prepreg in modo particolare e cio? sono stati preparati pi? fogli piani di prepreg che sovrapposti costituiscono il disegno a trama intrecciata desiderato. In altre parole, ? stato pensato di scomporre un disegno a trama intrecciata in pi? disegni semplici i quali, una volta sovrapposti e opportunamente orientati, compongono il disegno finale dell?oggetto da produrre. La scomposizione ? anche definita come lo sviluppo di una figura tridimensionale in uno o pi? piani bidimensionali. Successivamente, tali fogli vengono impilati su un opportuno stampo avente la forma dell'oggetto da riprodurre e compattati o resi aali in accordo con una qualsiasi delle tecnologie note nel settore che non necessitano di un avvolgitore.

[0019] In particolare, i fogli di prepreg impiegati nella presente invenzione derivano da fogli interi prodotti in accordo con tecniche convenzionali, cio? generalmente confezionati in rotoli e conservati in celle isotermiche. In generale, un foglio intero di materiale composito in prepreg ? costituito da un materiale (fibra, nastro o tessuto) imbevuto di resina polimerica pre-polimerizzata (lo stivaggio a bassa temperatura permette di allungare la vita del materiale rallentando la polimerizzazione). In altre parole, un foglio in prepreg ? uno strato piano, sottile ed intero di materiale contenente elementi fibrosi di rinforzo annegati in una matrice di resina attiva ma inibita o bloccata dalla bassa temperatura di conservazione.

[0020] Le fibre che solitamente vengono impiegate possono essere fibre amorfe quali fibra di vetro, fibre policr?stalline quali fibra di carbonio o grafite, fibre organiche quali fibre aramidiche e fibre multifasi quali fibre di boro, alluminio, titanio, nonch? fibre naturali quali fibre di canapa e lino, eventualmente in combinazione. Inoltre, le fibre possono essere fibre corte (fibre che non coprono l'intera estensione del materiale in cui sono inglobate e generalmente lunghe da 2 mm a 10 cm) e/o fibre lunghe (fibre che coprono sostanzialmente tutta l?estensione del materiale in cui sono inglobate, generalmente a filo continuo) entrambe disperse nella matrice in forma ordinata con trame definite o in forma disordinata, casuale.

[0021] La matrice pu? essere di tipo organico o inorganico. In particolare, le matrici organiche si dividono in termoindurenti e termoplastiche. Tra le matrici termoindurenti quelle pi? comunemente usate sono le resine epossidiche, poliestere, vinilestere, fenoliche, siliconiche e poliammidiche o loro combinazioni.

[0022] Convenzionalmente, i materiali compositi in prepreg costituiti dalle fibre e matrici sopra menzionate possono distinguersi in base alla percentuale di resina in peso sul peso del prepreg totale. Solitamente, per le resine termoindurenti la resina varia da 35% a 50% in peso.

[0023] In accordo con una forma preferita di realizzazione dell'invenzione, il materiale composito in prepreg comprende fibre di carbonio annegate in una resina epossidica. In particolare, le fibre di carbonio sono fibre lunghe e la resina ? una resina epossidica con viscosit? medio-alta solitamente tra 10 e 100 Poise. Preferibilmente, il materiale composito prepreg comprendente questo tipo di fibre di carbono in matrice epossidica ? prodotto c dalla ditta Delta-Preg Spa con il nome commerciale di Epoxy Matrix System DT806R

[0024] I fogli in prepreg comprendenti le fibre e matrici suddette hanno uno spessore generalmente da 0,1 mm a 2 mm, preferibilmente da 0,3 mm a 0,8 mm.

[0025] Una volta messo a disposizione ii materiale prepreg che si presenta avvolto in rotoli stoccati per la conservazione in celle isotermiche, si passa ad una fase di taglio in cui ciascun foglio (se pretagliato) o il materiale stesso svolto dal rotolo viene poggiato su un piano di taglio di una macchina quale un plotter da tagiio. A questo punto, mediante ad esempio un software di gestione che gira su un personal computer collegato con il plotter, vengono realizzati tagli ben definiti da detto software tramite il plotter sul foglio di materiale preimpregnato in modo da creare superfici forate piane.

[0026] In accordo con una forma preferita di realizzazione dell?invenzione, il procedimento comprende una fase di elaborazione di uno schizzo, un disegno o una immagine in formato cartaceo o digitale dell?oggetto che desidera ottenere. Durante detta fase, la forma dell?oggetto viene creata con un opportuno software di grafica convenzionale con l'ausilio di un calcolatore quale un personal computer sul quale detto software ? caricato. Detto software consente alternativamente di auto-tracciare la figura o costruirla tramite un modellatore solido tridimensionale tipo ?Solid Works". Successivamente, la figura viene sviluppata in un piano bidimensionale in modo tale da essere scomposta in figure semplici su pi? piani distinti. In particolare, tramite ad esempio un programma Cad bidimensionale, ? possibile selezionare e cancellare alcuni elementi della figura in modo da semplificarne la composizione di linee. Questa operazione viene ripetuta per un numero di volte prestabilito di volta in volta e determinato dal tipo e dalla complessit? della trama che si vuole ottenere. Alla fine, si produce una serie di singoli disegni o plani semplificati la cui sovrapposizione ricompone la figura complessa originale. Per agevolare una corretta sovrapposizione, cio? un corretto orientamento, dei singoli disegni, vengono creati nelle figure stesse dei marcatori (marker), come verr? descritto in seguito. Il software, inoltre, potr? essere modificato per consentire di variare la tipologia dei tagli, e quindi anche di disposizione dei fori sul foglio, consentendo la creazione di serie di fogli con disegni differenti.

[0027] A questo punto, tramite elaborazione manuale di controllo e correzione vengono ottimizzati i singoli disegni. In altre parole, i disegni vengono controllati e etti laddove esistano errori del disegno come interruzioni di linee e, sulla base delle dimensioni dei materiali preimpregnati a disposizione, viene gestito il taglio in modo tale da ottimizzare l?operazione stessa di taglio per minimizzare lo spreco di materiale con l?ausilio di uno specifico software come ?Nesting? e gestire l?utensile di taglio in modo ottimale.

[0028] Una volta terminata l?operazione di ottimizzazione, un plotter di taglio viene operativamente collegato al personal computer in cui sono state memorizzate le figure scomposte dell'immagine o modello originale. Il personal computer, attraverso un opportuno programma, guider? il plotter in modo da eseguire tagli sul materiale composito prepreg che replicano esattamente ciascuna figura scomposta.

[0029] Con riferimento alle Figure 1A-1F, i numeri di riferimento 1, 2, 3, 4, 5 e 6 rappresentano sei differenti fogli in prepreg ciascuno dei quali ? stato lavorato in modo da riprodurre una trama o disegno semplice derivante dalla scomposizione di un disegno a trama ad intreccio casuale.

[0030] Ciascun foglio 1-6 ha preferibilmente forma circolare con circonferenza esterna 7 continua che racchiude una struttura a traliccio composta da una serie di segmenti 8 o filamenti in prepreg disposti ordinatamente (Figura 1F) o disordinatamente (Figg. 1A-1E) in modo da unire due punti di detta circonferenza esterna 7. I filamenti sono separati da aperture pi? o meno ampie a seconda del disegno che si desidera ottenere per un determinato foglio. Preferibilmente, i fogli 1-6 comprendono una struttura centrale 9, ad esempio nelle Figg. 1A-1E a forma di circonferenza interna inscritta in detta circonferenza esterna 7, tangente alla quale passano alcuni di detti segmenti 8. Inoltre, alcuni di detti segmenti 8 possono partire da un punto su detta circonferenza esterna e terminare su un punto di uno dei segmenti oppure, ancora, collegare tra loro due segmenti.

[0031] La circonferenza esterna 7 e la circonferenza interna o la struttura centrale 9 hanno funzione di formare un supporto a sostegno della trama ricavata dall?intreccio di detti segmenti 8.

[0032] E? da notare che sono possibili praticamente infiniti disegni che possono essere realizzati a trama intrecciata sia in modo ordinato che disordinato a seconda di esigenze o particolari preferenze. In ogni caso, indipendentemente dal tipo di trama che si desidera ottenere, la caratteristica principale ? quella di realizzare fogli in prepreg comprendenti elementi pieni e separati che si incontrano e/o incrociano variamente tra loro e/o uniscono due punti internamente rispetto ad un bordo esterno emetti fogli in modo tale da definire aree vuote. La sovrapposizione due o pi? di questi fogli con orientamenti diversi o con figure geometriche diverse realizza una composizione di un disegno finale desiderato in cui detti elementi non solo si intrecciano su un unico piano di singoli fogli ma anche si sovrappongono con quelli di fogli differenti.

[0033] Una volta preparati i fogli in prepreg come appena descritto la successiva fase di lavorazione consiste nel posizionare (stratificare) pi? fogli su uno stampo per la formatura di manufatti in prepreg. Stampi di questa natura sono convenzionalmente impiegati nelle metodiche di stampaggio a pressione interna, stampaggio in sacco a vuoto, stampaggio in autoclave, stampaggio per compressione e simili.

[0034] In generale, viene messo a disposizione uno stampo dotato di almeno una superficie di formatura sulla quale vengono posizionati detti fogli impilati (stratificati o sovrapposti) in modo da creare la trama desiderata. In seguito, a seconda della tipologia di formatura, viene chiuso lo stampo e realizzato lo stampaggio e/o applicata una sacca a vuoto sulla pila di fogli. Sulla superficie dello stampo che deve riprodurre la forma dell?oggetto finale viene preventivamente applicata una sostanza distaccante in modo da facilitare il distacco dell'oggetto dopo formatura.

[0035] La fase di posizionamento dei fogli viene realizzata usando riferimenti ben precisi. In altre parole, come descritto in precedenza, i fogli vengono predisposti con marker cio? segni identificativi per il corretto posizionamento sullo stampo. Ad esempio, detti segni 11, come rappresentati nelle Figg. 1A-1E, sono tacche ricavate lungo la circonferenza esterna 7 dei fogli 1-6 in posizioni pali da identificare un corretto orientamento quando devono essere posizionati sullo stampo.

[0036] In accordo con una forma di realizzazione preferita, i fogli in prepreg vengono termoinduriti usando la tecnologia di stampaggio con sacco a vuoto.

[0037] Questa tecnologia comprende una fase di posizionamento di un sacco a vuoto sul materiale in prepreg ed una fase di trattamento termico in forno (ciclo di cura) in seguito alla quale avviene la polimerizzazione della matrice con conseguente indurimento. Il risultato ? che i fogli (layer) si compattano l?uno sull?atro in modo da divenire solidali. Terminato il ciclo di polimerizzazione termica e raffreddato l?ambiente, viene rimosso il sacco a vuoto ed asportato il materiale stampato e sagomato secondo la forma desiderata.

[0038] In sintesi, i fogli o layer di materiale preimpregnato vengono posizionati (stratificati) sulla superficie dello stampo dopo avere depositato una sostanza distacante. In seguito, viene posto del materiale di ventilazione perimetrale ("edge breather?) (in dipendenza delle dimensioni deiroggetto) per facilitare la aspirazione dell?aria durante la applicazione del vuoto. Sul materiale preimpregnato appena stratificato si deposita un film distaccante (release film o film separatore) .sopra questo film viene steso anche uno strato di materiale assorbente (?bleeder material") per ottimizzare e favorire la aspirazione dell'aria presente all?interno del sacco a vuoto. Infine, il tutto viene ricoperto dal sacco, detto "vacuum bag", consistente in un film di materiale plastico (essenzialmente nylon), al quale si applicano le prese per la pompa a vuoto e le termocoppie per il controllo della temperatura della pila di fogli, L?applicazione di un sigillante per il sacco (?vacuum sealer-tape?) ha lo scopo di assicurare una tenuta ermetica fra il sacco e lo stampo.

[0039] Una volta preparato il sacco lo si collega alla pompa a vuoto e si crea una depressione di 0.73 kg/cm2, rilevata da uno strumento di misura (vuotometro), per un intervallo di tempo da 30 min. a 10 ore. Contemporaneamente, la temperatura viene portata a valori compresi tra 65? e 140 ?C con incremento, dalla temperatura ambiente, di circa 2?C ogni minuto.

[0040] Una volta terminato il procedimento di polimerizzazione, lo stampo pu? essere riportato a temperatura ambiente, asportato il sacco a vuoto e staccato il semilavorato dalla superficie di stampaggio con l?ausilio della sostanza distaccante depositata sulla superficie dello stampo prima del deposito dei fogli 1-6 in prepreg. In particolare, come rappresentato in Fig. 2, il semilavorato polimerizzato ottenuto dalla sovrapposizione e formatura di fogli in prepreg delle figure 1A-1F presenta l?aspetto di un diffusore per lampadari.

[0041] In Fig. 3, viene rappresentata una forma di realizzazione in cui i fogli in prepreg sono stati termoinduriti su un apposito stampo per creare una sedia.

[0042] Le Figg. 4-6 rappresentano varianti di realizzazione della sedia di figura 3, in cui la trama ad intreccio ? stata modificata in modo da disporre l?intreccio in modo differente con il risultato di un effetto estetico diverso.

[0043] La Fig. 7, invece, rappresenta una ulteriore forma di realizzazione in cui i fogli sono stati termoinduriti a formare una testata di un letto.

[0044] Da quanto fino ad ora descritto, il procedimento della presente invenzione consente di ottenere un manufatto anche complesso in maniera semplice ed economica. Infatti, l'impiego di un procedimento con sacco a vuoto risulta molto pi? conveniente rispetto ad un procedimento di ?filament/tape winding? in cui, per contro, la movimentazione ed il controllo di macchine robotizzate devono essere programmati in maniera molto accurata soprattutto nel caso di forme complesse del manufatto finale .

[0045] Inoltre, proprio in conseguenza della natura del procedimento di "filament/tape winding?, il filamento o nastro di prepreg in forma non consolidata viene avvolto sotto forze di stiramento e in continuo movimento. In queste condizioni, la formazione di sbavature pu? insorgere molto facilmente, costringendo l?operatore ad una successiva lavorazione di finitura. Al contrario, il procedimento di formatura con sacco a vuoto riduce notevolmente questo inconveniente.

[0046] E? anche da notare che il procedimento dell?invenzione consente vantaggiosamente di poter riprodurre forme complesse con curvature e cambi anche repentini di inclinazione della superficie esterna dell?oggetto in modo semplice solamente creando uno stampo che riproduce detti andamenti. Diversamente, il procedimento di ?filament/tape winding" costringe l?operatore a creare un software particolare che consenta di comandare e controllare le apparecchiature al fine di eseguire movimenti complessi o di ritrovarsi nella impossibilit? di esecuzione stessa del particolare (non fattibilit?).

[0047] L?idea di scomporre una singola figura complessa in pi? figure semplici ? poi particolarmente vantaggiosa proprio perch? evita movimentazioni contemporanee, complesse e coordinate di macchine.

[0048] E? evidente che tutti i vantaggi appena descritti oltre che semplificare le operazioni diminuiscono i rischi di errori o imperfezioni quali le suddette sbavature aumentando la produttivit? ed abbassando i costi di produzione.

[0049] In particolare, come mostrato nelle figure, il procedimento dell?invenzione consente di realizzare manufatti ed oggetti a trama interecciata aventi forme aperte e non solo chiuse, cio? forme che delimitano uno spazio circoscritto. Al contrario, con la tecnologia "filament/tape winding? ? possibile realizzare solo forme chiuse.

[0050] E? stato anche osservato che il procedimento, riferito in particolare all?ottenimento dei fogli di materiale composito che costituiscono la stratifica (tramite per l?appunto il passaggio da una figura solida alla successiva elaborazione dello sviluppo in un piano bidimensionale), evita vantaggiosamente la formazione di pieghe indesiderate. Tali pieghe possono infatti insorgere facilmente con i procedimenti convenzionali, quando cio? lo sviluppo della superficie di un corpo solido non ? stata elaborata in un piano bidimensionale per ricavare il foglio o layer di materiale impregnato costituente la figura o parte di essa o, in altre parole, quando si deve "seguire? una forma tridimensionale il cui sviluppo si differenzia sostanzialmente dalla sua proiezione in piano. Infatti, quando viene applicato il vuoto ed i fogli o layer di materiale vengono compattati il materiale in eccedenza (di cui non ? stato elaborato lo sviluppo in piano) viene schiacciato e sovrapposto non volutamente provocando le suddette pieghe che a volte possono risultare in rotture (non continuit? del senso delia fibra etc.).

[0051] In accordo con una forma particolarmente preferita della presente invenzione, ? stato sorprendentemente trovato che se la percentuale di resina termoindurente impiegata in un prepreg viene abbassata al 15%-25%, i suddetti problemi legati alle sbavature vengono praticamente eliminati. Inoltre, il materiale preimpregnato con queste percentuali pu? essere manipolato e lavorato pi? facilmente soprattutto nelle fasi di taglio per la creazione delie figure semplici, il posizionamento e la stratificazione nello stampo. Questo vantaggio, ? stato soprattutto notato quando un materiale composito preimpregnato con detta percentuale di resina viene impiegato con la tecnologia di formatura a sacco a vuoto a pressione ambiente. Infatti, l?assenza di forti pressioni, come quelle che insorgono in un procedimento in autoclave o con stampi chiusi, unitamente ad un prepreg di questa tipologia hanno mostrato un?efficacia inaspettata nella definizione geometrica della figura del prodotto semilavorato indurito.

[0052] Come accennato nella parte introduttiva della presente descrizione, il procedimento dell?invenzione viene realizzato per produrre elementi strutturali o decorativi nel settore dell?arredamento. In particolare, data la grande versatilit?, ? possibile produrre elementi strutturali quali gambe e piani di tavoli, sedie, steli di lampade, basamenti, piedini, telai caratterizzati da una trama dall?aspetto e dal contenuto leggero ma allo stesso tempo robusto tipici di un materiale composito come quello descritto in precedenza. Infatti, la particolare robustezza e leggerezza unitamente alla facilit? di creare forme e dimensioni a piacimento consentono di produrre anche poltrone, divani, sedie. Inoltre, la particolare trama ad intreccio con numerose aperture permette di realizzare elementi decorativi quali paralumi dotati di una capacit? di diffusione della luce ricercata.

[0053] Di conseguenza, un secondo oggetto della presente invenzione ? un elemento strutturale o decorativo per arredamento come quelli esemplificati in precedenza ottenibile in accordo con il suddetto procedimento. In particolare, detto elemento ? caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura a trama intrecciata costituita da materiale composito comprendente dal 15% al 25% in peso sul peso totale una matrice di resina termoindurita.

[0054] Da quanto precede, risulta quindi evidente come il procedimento secondo la presente invenzione risolva gli inconvenienti lamentati nella parte introduttiva della descrizione raggiungendo nel contempo numerosi vantaggi.

[0055] Naturalmente la presente invenzione ? suscettibile di applicazioni, modifiche, ulteriori realizzazioni o varianti, senza con ci? uscire dall?ambito di protezione della presente domanda come definito dalle rivendicazioni qui di seguito allegate,

[0056] Ad esempio, il fogli 1-6 delle figure 1A-1F possono assumere contorni differenti da quello circolare rappresentato come ad esempio, rettangolare, quadrato, ovale. Una volta ottenuta la forma desiderata e definita dalla polimerizzazione, il manufatto potr? essere finito con ulteriori fasi di finitura quali verniciatura per impartire colorazioni ed aspetti a piacimento. Similmente, il semilavorato potr? essere ritagliato per comporre ulteriori sagomature. In ogni caso, l'effetto estetico della trama a maglie incrociate ordinate o disordinate verr? mantenuta cos? come il particolare aspetto a bassorilievo creato dalla presenza di nodi dovuti alla sovrapposizione dei segmenti di prepreg indurito appartenenti ai vari strati sovrapposti. Inoltre, l'apprezzamento estetico della trama ad intreccio risulta ulteriormente incrementato dalla suddetta diminuzione in percentuale di resina polimerica. Infatti, una minore percentuale consente di mettere in rilevo ed in evidenza le fibre che compongono il materiale composito. Ne deriva che l?aspetto generale della trama, oltre all'intreccio con nodi, diviene rugoso in modo tale che l'impressione generale ? quella di un manufatto di tipo artigianale e non industriale.

Claims

Rivendicazioni del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: ?PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI UN ELEMENTO STRUTTURALE O DECORATIVO IN MATERIALE COMPOSITO PRE-IMPREGNATO" RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di un elemento strutturale o decorativo in materiale composito prepreg comprendente le fasi di: - mettere a disposizione fogli interi o in rotolo di materiale composito in prepreg; - tagliare detti fogli in modo da ricavare un bordo esterno che racchiude una pluralit? di elementi pieni separati che si incontrano e/o si incrociano tra loro e/o uniscono due punti internamente rispetto a detto bordo esterno in modo da definire aree vuote; - mettere a disposizione uno stampo per la formatura di semilavorati in materiale composito prepreg avente una superficie di formatura che riproduce la forma del semilavorato da formare; - stratificare su detta superficie dello stampo almeno due fogli ritagliati in modo uguale o diverso creando un disegno a trama intrecciata desiderato; - realizzare una fase di formatura in modo da consolidare detti fogli ottenendo un semilavorato avente una struttura a trama intrecciata con almeno una superficie provvista di nodi determinati dalla sovrapposizione di porzioni di detti elementi pieni di differenti fogli.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detti fogli di materiale composito in prepreg comprendono una matrice polimerica termoindurente p re-poli merizzata che ingloba fibre di rinforzo amorfe, policristalline, organiche e multifasi o loro combinazioni.
Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detta matrice ? scelta tra 3. resine epossidiche, poliestere, vinilestere, fenoliche, siliconiche, poliammidiche e loro combinazioni e le fibre di rinforzo sono scelte tra fibra di vetro, fibra di carbonio o grafite, fibre aramidiche, fibre di boro, alluminio, titanio, fibra di canapa o lino, o loro combinazioni.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detto materiale composito comprende una resina epossidica che ingloba fibre di carbonio.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detta fase di formatura viene realizzata con una qualsiasi delle tecniche di stampaggio a pressione interna, stampaggio in sacco a vuoto, stampaggio in autoclave, stampaggio per compressione.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui la formatura avviene tramite stampaggio in sacco a vuoto a temperatura compresa tra 65?C e 140?C, a pressione ambiente, per un tempo compreso tra 30 min. e 10 ore.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui il materiale composito in prepreg ? DT806R prodotto dalla ditta Deltapreg.
8. Semilavorato in materiale composito ottenibile secondo il procedimento di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.
9. Semilavorato in materiale composito secondo la rivendicazione 8, comprendente una struttura a trama intrecciata in prepreg avente un contenuto di resina dal 15% al 25% in peso sul peso del prepreg e definita da una pluralit? di elementi pieni separati che si incontrano e/o si incrociano tra loro e/o uniscono due punti internamente rispetto a detto bordo esterno in modo da definire aree vuote.
10. Elementi di strutturali o decorativi per arredamento comprendenti il semilavorato secondo la rivendicazione 8 o 9.