ITRM980755A1 - Materiale composito, in particolare per la realizzazione di rivestimenti, e procedimento per la sua realizzazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un materiale composito, in particolare per la realizzazione di rivestimenti .

L'invenzione riguarda inoltre un procedimento per la realizzazione di detto materiale composito.

Più dettagliatamente, l'invenzione riguarda un composito utilizzabile per i più svariati impieghi, con caratteristiche strutturali decisamente migliorate .

Il composito che viene proposto secondo la presente invenzione può trovare particolare applicazione, anche se non esclusivamente, nei settori aerospaziale, ferroviario, tramviario e metropolitano, navale, nautico, pavimentazione settore trasporti e pavimentazione settore civile/industriale.

I Richiedenti hanno studiato e realizzato un nuovo materiale composito o pannello sandwich che presenta caratteristiche tecniche tali che gli permettono di essere utilizzato ed assorbito dai principali Settori del Trasporto Pubblico.

Inoltre, la soluzione che è stata studiata e proposta dagli inventori, presenta notevoli caratteristiche di resistenza strutturale. Infatti, il composito che viene proposto, utilizzando la balsa come elemento centrale o "core", possiede alta resistenza alla fatica ed all'impatto, eccellenti caratteristiche di flessione, taglio e coesione oltre ad una buona resistenza al fuoco.

La struttura che viene proposta possiede inoltre un'ottima capacità di isolamento termoacustico nonché, una elevata resistenza alle infiltrazioni di acqua attraverso le fibre.

Un'altra caratteristica del composito secondo l'invenzione, presenta una resistenza alla delaminazione, fenomeno che risulta particolarmente presente in tutti i pannelli che presentano una parte centrale o "core" a nido d'ape e consiste nel distacco dei rivestimenti esterni al core.

IL problema della delaminazione si presenta in quanto la superficie di incollaggio è sostanzialmente ridotta ai soli punti di congiunzione tra i rivestimenti esterni ed il core, che essendo formato da celle esagonali cave fornisce, come solo punto di aggrappaggio al collante, solo la superficie del sottile elemento perimetrale.

La soluzione per materiale composito proposta secondo la presente invenzione, consente l'aggrappaggio del collante su tutta la superficie del pannello stesso, senza soluzione di continuità, risolvendo il summenzionato problema.

La soluzione proposta secondo la presente invenzione presenta inoltre un buon impatto ecologico, in quanto la combinazione proposta consente di realizzare una struttura a nido d'ape naturale .

In altri termini, il composito proposto secondo la presente invenzione, che presenta una struttura sostanzialmente comprendente resina, balsa e nido d'ape o "Honeycomb" di Alluminio, una volta prodotto e chiuso il proprio ciclo industriale è da considerare, ai fini dello smaltimento, alla stessa stregua dei rifiuti solidi urbani.

La soluzione secondo la presente invenzione presenta inoltre il vantaggio di consentire di produrre il composito in dimensioni specifiche e non su . formati standard, come avviene per gli altri materiali, riducendo in maniera notevolissima di scarti e sfridi dovuti alle misure standard. Conseguentemente, si riducono anche lo smaltimento dei rifiuti che incide notevolmente sull'ambiente, oltreché sull'economia aziendale.

Per quanto riguarda il problema del dimensionamento dei pannelli, attualmente il mercato offre tipologie di pannelli in honeycomb aventi formati perimetrali e spessori standard.

La soluzione che viene proposta secondo la presente invenzione consente di produrre pannelli dello stesso in formati perimetrali e spessori specifici in base alle effettive necessità e/o richieste del mercato.

Questo tipo di soluzione consente di ridurre i costi aziendali.

Un altro grande vantaggio che si ottiene con il pannello secondo l'invenzione è quello dovuto alla possibilità di offrire al mercato spessori dei pannelli non ottenibili con gli altri prodotti presenti sul mercato in quanto standardizzati.

Ancora secondo l'invenzione è possibile fornire pannelli con forme anche differenti, non necessariamente piane, tali da ampliare l'applicabilità ad una vasta area ed a soluzioni estetiche di più ampio respiro, consentendo un codice di finiture ad elevato rendimento, poiché ottenibili già in stampo e non con successive riprese, come per i materiali attualmente in uso.

Inoltre, il composito secondo l'invenzione, può essere realizzato a costi molto contenuti (con una riduzione sino al 20%), al contrario dei pannelli attuali con "core" in honeycomb Nomex che hanno un elevato costo di acquisto e di gestione per le aziende.

Questi ed altri risultati sono ottenuti, secondo la presente invenzione, mediante la realizzazione di un materiale composito sostanzialmente in forma di sandwich, che prevede uno strato di rivestimento superiore e uno strato di rivestimento inferiore, con una elemento centrale o "core" che comprende un pannello di baisa al cui interno è previsto un pannello di honeycomb in alluminio.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un materiale composito comprendente un rivestimento superiore, un rivestimento inferiore e un elemento centrale, detti .rivestimenti superiore e inferiore essendo realizzati in resina, e detto elemento centrale comprendendo un pannello in balsa accoppiato mediante lavorazione meccanica ad un pannello a nido d'ape di alluminio.

Preferìbilmente, secondo l'invenzione, detti rivestimenti superiore ed inferiore possono essere rinforzati con uno strato di vetro e/o tessuto di carbonio .

Sempre secondo l'invenzione, detti rivestimenti possono essere provvisti di finitura ottenuta, tra l'altro, per verniciatura, con polimerizzazione diretta nello stampo, o per applicazione di film speciali, di laminati plastici di opportuno spessore, ecc.

Ancora secondo l'invenzione, detta resina è preferibilmente costituita da resina vinilestere, resina poliestere o resina epossidica.

Ulteriormente, secondo l'invenzione, l'accoppiamento tra pannello di balsa e pannello a nido d'ape di alluminio avviene mediante inserimento nelle fibre del pannello di balsa, del foglio di nido d'ape di alluminio, con orientamento delle fibre secondo la direzione di massima sollecitazione.

L'invenzione riguarda inoltre un procedimento per la realizzazione di un materiale composito/ comprendente le fasi di:

approvvigionamento del pannello in balsa dello spessore previsto;

- preparazione del nido d'ape di alluminio (Honeycomb);

- lavorazione meccanica del pannello in balsa, in modo da predisporlo ad accogliere il foglio di honeycomb di alluminio;

- assemblaggio del nido d'ape di alluminio all'interno del pannello di balsa;

- preparazione delle superfici dello stampo; - stratificazione della resina e dell'eventuale tessuto;

applicazione del pannello di balsa rinforzato,;

- stratificazione della resina e dell'eventuale tessuto;

- chiusura dello stampo;

indurimento della resina a pressione e temperatura controllate.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, con particolare riferimento alla figura del disegno allegato che mostra in spaccato una forma di realizzazione del materiale composito secondo l'invenzione.

Riferendosi alla figura allegata, il materiale composito comprende un primo rivestimento 1 superiore, un secondo rivestimento 2 inferiore e un elemento centrale o "core" 3.

I rivestimenti superiore 1 ed inferiore 2 costituiscono la parte del sandwich che ha la funzione di resistere alle forze di trazione.

Per detto motivo è stato previsto l'utilizzo, come rinforzo, di un materiale di vetro e/o di tessuto di carbonio.

La resina che costituisce i rivestimenti 1 e 2 avrà, invece, il compito di trasferire gli sforzi a tutte le fibre, oltreché a garantire la perfetta adesione al core 3.

I rivestimenti 1 e 2, in ragione delle particolari richieste del mercato, potranno avere vari tipi di finitura: dalla verniciatura, che avverrà per polimerizzazione diretta in stampo (garantendo un elevatissimo aggrappaggio e resistenza rispetto alle abituali procedure in corso ed applicate da altre tecnologie), all'applicazione di film speciali, nonché all'applicazione di laminati plastici di opportuno spessore, ecc..

L'elemento centrale o "core" è composto da un pannello di balsa 4 all'interno delle fibre del quale viene posizionato, per lavorazione meccanica, un pannello di honeycorab 5 di alluminio.

Come è noto, la balsa è un prodotto naturale che combina caratteristiche meccaniche apparentemente in contraddizione tra loro: infatti associa ad una leggerezza propria un elevato comportamento meccanico, avendo un'elevata resistenza.

Si tratta di un materiale molto morbido e duttile, quindi facile da lavorare, ma il suo legno, per le elevate caratteristiche di resistenza viene assimilato a quello della quercia.

Inoltre, balsa e honeycomb di alluminio sono accumulate da un fatto estremamente importante, ovverosia che ad una lettura al microscopio le fibre di balsa presentano una morfologia a celle del tutto simili a quelle dell'honeycomb per cui, orientando le fibre nella direzione del massimo stress (pur avendo un eccellente rapporto resistenza/peso), si evidenzia la capacità di sopportare carichi enormi potendo distribuire, lo stesso, da una cella a quella successiva.

Il rinforzo derivante dall'inserimento nelle fibre della balsa del foglio di honeycomb di alluminio rende questo materiale composito ancor più resistente aumentando, al tempo stesso, la capacità di isolamento termo-acustico del prodotto neocostituito.

Per questi motivi, l'elemento centrale 3 risulta la parte del sandwich che offre resistenza alla compressione, oltreché essere l'elemento che determina fortemente lo spessore.

Per effetto del riempimento delle cave dell'honeycomb di alluminio 5 con la balsa 6 si determinerà una drastica riduzione di aria all'interno del composito, che permetterà di ottenere un miglior risultato relativo alla reazione al fuoco.

Nel seguito verrà descritto come può essere preparato l'elemento centrale 3.

Inizialmente, si provvede all'approviggionamento del pannello in balsa dello spessore previsto, e si prepara successivamente il nido d'ape di alluminio (Honeycomb).

Successivamente, si esegue la lavorazione meccanica del pannello in balsa, in modo da predisporlo ad accogliere il foglio di honeycomb di alluminio.

Si procede quindi all'assemblaggio del nido d'ape di alluminio all'interno del pannello di balsa.

Completata questa fase si può procedere alla realizzazione del composito secondo l'invenzione.

Si preparano dapprima le superfici dello stampo, e si procede quindi alla stratificazione della resina e del tessuto. Si applica quindi il pannello di balsa rinforzato e si procede alla stratificazione della resina e dell'eventuale tessuto.

Si chiude lo stampo e si procede all'indurimento della resina a pressione e temperatura controllate.

La tipologia di Resine previste per la stratificazione e per la costruzione dei prodotti saranno, a seconda dei casi e dei campi di utilizzo dei manufatti preferibilmente resina vinilestere, resina poliestere, o resina epossidica.

La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito allegate.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Materiale composito caratterizzato dal fatto di comprendere un rivestimento superiore, un rivestimento inferiore e un elemento centrale, detti rivestimenti superiore e inferiore essendo realizzati in resina, e detto elemento centrale comprendendo un pannello in balsa accoppiato mediante lavorazione meccanica ad un pannello a nido d'ape di alluminio.
2. 2. Materiale composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti rivestimenti superiore ed inferiore sono rinforzati con uno strato di vetro e/o tessuto di carbonio.
3. 3. Materiale composito secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti rivestimenti sono provvisti di finitura ottenuta, tra l'altro, per verniciatura, con polimerizzazione diretta nello stampo, o per applicazione di film speciali, di laminati plastici di opportuno spessore, ecc.
4. 4. Materiale composito secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta resina è costituita da resina vinilestere, resina poliestere o resina epossidica.
5. 5. Materiale composito secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento tra pannello di balsa e pannello a nido d'ape di alluminio avviene mediante inserimento nelle fibre del pannello di balsa, del foglio di nido d'ape di alluminio, con orientamento delle fibre secondo la direzione di massima sollecitazione.
6. 6. Procedimento per la realizzazione di un materiale composito, comprendente le fasi di: approvvigionamento del pannello in balsa dello spessore previsto; - preparazione del nido d'ape di alluminio (Honeycomb); - lavorazione meccanica del pannello in balsa, in modo da predisporlo ad accogliere il foglio di Honeycomb di alluminio; assemblaggio del nido d'ape di alluminio all'interno del pannello di balsa; - preparazione delle superfici dello stampo; - stratificazione della resina e dell'eventuale tessuto; applicazione del pannello di balsa rinforzato,; - stratificazione della resina e dell'eventuale tessuto; - chiusura dello stampo; indurimento della resina a pressione e temperatura controllate.
7. 7. Materiale composito secondo ognuna delle rivendicazioni 1- 5, sostanzialmente come illustrato e descritto.