ITTO20100597A1 - Metodo per la realizzazione di elementi di irrigidimento cavi. - Google Patents

Description

TITOLO: METODO PER LA REALIZZAZIONE DI ELEMENTI DI IRRIGIDIMENTO CAVI.

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La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la realizzazione di elementi di irrigidimento, realizzati con la tecnica co-curing, per strutture in materiale composito, comprendenti almeno una sezione cava.

La tecnica co-curing o co-polimerizzazione à ̈ in grado di polimerizzare integralmente alcune parti di strutture in materiale composito in un unico ciclo di polimerizzazione. Sono noti processi di fabbricazione di strutture in materiale composito in cui vengono utilizzati mandrini di laminazione. Tali strutture sono realizzate normalmente in materiale polimerico, e sono utilizzate per la realizzazione di pannelli rigidi comprendenti elementi cavi.

Tali mandrini vengono disposti sulla struttura per essere ricoperti da laminati, normalmente di carbonio, i quali determinano l†̃irrigidimento di tale struttura.

In tale soluzione, il mandrino entra in diretto contatto con i laminati, utilizzati per l’irrigidimento della struttura, sia durante la posa sia nella fase di riscaldamento, normalmente in autoclave.

Con tale metodo risulta quindi molto difficile l’estrazione del mandrino dagli elementi cavi dopo il riscaldamento della struttura, comportando anche elevati costi per la ripulitura degli elementi cavi così realizzati.

Inoltre, il contatto fra il mandrino e il laminato può causare una contaminazione al laminato stesso, il quale potrebbe variare le proprie caratteristiche fisiche e strutturali causando una diminuzione delle performance del laminato per quanto riguarda l’irrigidimento.

Un’ulteriore problema dell’arte nota à ̈ inerente all’impossibilità della movimentazione del mandrino dopo la posa dei laminati sulla struttura in materiale composito, poiché il materiale polimerico del mandrino genera solitamente un elevato coefficiente d’attrito con il laminato.

La presente invenzione si propone di risolvere i problemi sopracitati implementando un nuovo e innovativo metodo per la realizzazione di tali strutture irrigidite con elementi cavi rivestendo il mandrino con strati di materiale antiaderente in modo tale da evitare contaminazioni dei laminati da parte del mandrino.

Tale metodo, inoltre, permettere la movimentazione del mandrino durante la posa dei laminati e facilitare l’estrazione del mandrino dagli elementi cavi terminata la fase di realizzazione di tale struttura rinforzata.

Il metodo, secondo la presente invenzione, consente di ridurre il tempo di realizzazione di tali strutture, riducendo di conseguenza i costi dovuti alla ripulitura degli elementi cavi, presenti nell’arte nota.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un metodo di realizzazione di elementi di irrigidimento cavi con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione 1

Ulteriori caratteristiche accessorie sono contenute nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi di tale metodo saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione seguente di una forma di realizzazione con riferimento alle figure allegate, le quali illustrano specificatamente:

• le figure 1A, 1B e 1C rappresenta rispettivamente la figura 1A una struttura comprendente un elemento di irrigidimento realizzato con il metodo secondo la presente invenzione visto in una visione prospettica, la figura 1B il mandrino visto in sezione realizzato secondo la presente invenzione e 1C raffigura il mandrino in una visione prospettica;

• la figura 2 illustra il mandrino applicato ad una struttura in cui viene applicato un elemento di irrigidimento con una cava in una visione prospettica della struttura.

Con riferimento alle citate figure il metodo per la realizzazione di elementi di irrigidimento cavi con tecnica co-curing su una struttura in materiale composito 1 comprendente l’utilizzo di almeno un mandrino 2 di laminazione e polimerizzazione su cui viene posto almeno un laminato 3 il quale à ̈ atto ad irrigidire la struttura 1 ed a realizzare almeno una struttura cava 11 ove si trova il mandrino 2, il quale verrà estratto dalla struttura cava 11 terminata la realizzazione dell’elemento di irrigidimento. Tale metodo à ̈ caratterizzato dal comprendere le seguenti fasi operative:

a)rivestire del mandrino 2 con almeno un primo strato antiaderente 41;

b)rivestire il mandrino 2 con almeno un secondo strato antiaderente termo-restringente 42;

c)riscaldare il mandrino 2 rivestito;

d)posizionare il mandrino 2 sulla superficie della struttura 1;

e)laminare la superficie 1 tramite almeno un laminato 3; f)riscaldare le struttura 1 con apposto almeno un laminato 3;

g)estrarre il mandrino 2 dalla struttura cava 11.

Il mandrino 2 viene realizzato preferibilmente in materiale polimerico con coefficiente di dilatazione termica elevata, rispetto al coefficiente di dilatazione termica dei laminati 3, per facilitarne l’estrazione della struttura cava 11.

La forma di tale mandrino 2 nella seguente forma di realizzazione à ̈ di sezione trasversale trapezoidale.

Prima della posa del mandrino 2 sulla struttura 1, viene eseguita sopra descritta la fase “a†: rivestire del mandrino 2 con almeno un primo strato antiaderente 41. Tale strato à ̈ preferibilmente un film polimerico, il quale à ̈ ad esempio in formato tubolare, che viene calzato preferibilmente attorno a tutto il mandrino 2.

Inserito tale primo strato 41, si passa alla fase successiva “b†: rivestire il mandrino 2 con almeno un secondo strato antiaderente termo-restringente 42.

Lo secondo strato 42 Ã ̈ preferibilmente un film polimerico termo-restringente, ad esempio in formato tubolare, il quale viene calzato preferibilmente attorno a tutto il mandrino 2.

Posizionati tali rivestimenti sul mandrino 2, si passa alla fase “c†: riscaldare il mandrino 2 rivestito. Tale riscaldamento consente l’attivazione di termo-strizione dello strato 42. Tale operazione necessita di una fonte di calore omogenea adeguata in funzione del tipo di polimero utilizzato. Il secondo strato 42, a causa di tale incremento di temperatura, aderisce correttamente al mandrino 2, comprimendo, inoltre, anche il sottostante primo strato 41.

Tale restringimento del secondo strato 42 fa si che la sagoma del mandrino 2 rimanga pressoché invariata e la struttura cava 11 che si realizzerà successivamente sarà di forma corretta alle specifiche di realizzazione.

Sia il primo strato antiaderente 41 sia il secondo strato antiaderente 42 sono atti ad isolare il mandrino 2 dai laminati 3 evitando contaminazioni.

Il primo strato antiaderente 41 e il secondo strato antiaderente termo-restringente 42 sono tali da generare fra loro un coefficiente di attrito molto basso.

Terminata la fase “c†si passa alla fase “d†: posizionare il mandrino 2 sulla superficie della struttura 1;

Tale struttura 1 Ã ̈ preferibilmente in materiale composito su cui deve essere realizzato il rinforzo cavo.

La posa di tale mandrino 2 sulla struttura 1 avviene nel punto in cui si vuole realizzare la struttura cava 11 nella parte che verrà rinforzata.

Posati i mandrini 2 nelle posizioni in cui si vuole ricavare la struttura cava 11 si passa alla fase “e†: laminare la superficie 1 tramite almeno un laminato 3.

Il mandrino 2 ha lunghezza longitudinale maggiore della zona laminata in modo tale da esporre almeno una porzione esposta 21 al di fuori del profilo del laminato 3 come visibile in figura 2.

Posizionati i laminati 3 Ã ̈ possibile movimentare tale mandrino 2 afferrandolo dalle porzioni esposte 21.

La movimentazione à ̈ permessa dal coefficiente d’attrito fra il primo strato 41 e il secondo strato 42. Di fatto il primo strato 41 si muove solidale al mandrino 2, mentre il secondo strato 42 rimane in posizione a contato con il laminato 3 appena posato, consentendo la movimentazione del mandrino 2 lungo il suo asse longitudinale “X†.

Tale caratteristica rende possibile inserire strati di laminato 3 anche al di sotto delle porzioni esposte 21 del mandrino 2 realizzando così strutture cave 11 solo in zone predeterminate di interesse ed evitare zone di discontinuità fra i laminati 3, posti sopra la struttura 1, in prossimità degli elementi cavi 11 anche in presenza del mandrino 2.

Posizionati i vari laminati 3 in modo tale da coprire la struttura 1 dove si desidera ottenere un rinforzo della struttura 1 stessa, si passa alla fase “f†: riscaldare la struttura 1 con almeno un laminato 3.

Tale struttura 1 viene polimerizzata secondo un ciclo termo barico specifico della matrice impiegata, solitamente con l’impiego di un’autoclave in modo tale che i laminati 3 aderiscano correttamente alla struttura 1 irrigidendosi. Durante tale riscaldamento il mandrino 2, con coefficiente di dilatazione elevato, dilata, prima che il riscaldamento irrigidisca i laminati 3, in modo tale da ampliare la dimensione della struttura cava 11, mantenendo comunque le dimensioni riportate nelle specifiche di realizzazione.

L’espansione del mandrino 2 viene limitata dall’irrigidimento dei laminati 3 bloccando così le dimensioni delle strutture cave 11.

Il raffreddamento successivo alla fase “f†comporta il restringimento di tale mandrino 2.

Terminata la fase “f†sopracitata si passa all’ultima fase per la realizzazione di tali elementi cioà ̈ la fase “g†: estrarre il mandrino 2 dalla struttura cava.

Tale restringimento del mandrino 2 consente l’estrazione corretta del medesimo senza problemi di contaminazione per il contatto diretto con i laminati 3, grazie al primo strato 41 e al secondo strato 42 entrambi antiaderenti.

Le porzioni esposte 21 del mandrino 2, rimaste al di fuori della struttura cava 11, sono atte alla sua estrazione, poiché svolgono una funzione di maniglia su cui l’operatore addetto fa presa per l’estrazione del mandrino 2 stesso. Il presente metodo per di realizzazione elementi di irrigidimento cavi risulta stabile nella sua realizzazione, semplice poiché non richiede l’utilizzo di ulteriori dispositivi rispetto al metodo implementato nell’arte nota ed, inoltre, vengono ridotti i costi poiché viene eliminata la ripulitura della struttura cava 11 causata da una contaminazione del laminato 3 da parte del mandrino 2 inoltre à ̈ possibile movimentare il mandrino 2 riducendo così il numero di mandrini 2 necessari per la realizzazione di una struttura 1 con area rinforzate molto estesa.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Metodo di realizzazione elementi di irrigidimento cavi con tecnica co-curing su una struttura in materiale composito (1) comprendente l’utilizzo di almeno un mandrino (2) di laminazione e polimerizzazione su cui viene posto almeno un laminato (3); tale laminato (3) realizza almeno una struttura cava (11) ove si trova il mandrino (2), tale metodo à ̈ caratterizzato dalle seguenti fase operative: a) rivestire il mandrino (2) con almeno un primo strato antiaderente (41); b) rivestire il mandrino (2) con almeno un secondo strato antiaderente termo-restringente (42); c) riscaldare il mandrino (2) rivestito; d) posizionare il mandrino (2) sulla superficie della struttura (1); e) laminare la superficie (1) tramite almeno un laminato (3); f) riscaldare la struttura (1) con apposto almeno un laminato (3); g) estrarre il mandrino (2) dalla struttura cava (11).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il primo strato antiaderente (41) Ã ̈ un film polimerico calzato attorno a tutto il mandrino (2), atto ad isolare il mandrino 2 dai laminati 3.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il secondo strato antiaderente termo-restringente (42) Ã ̈ un film polimerico termo-restringente calzato attorno a tutto il mandrino (2), atto ad isolare il mandrino (2) dai laminati (3).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui il secondo strato (42) aderisce correttamente al mandrino (2), comprimendo anche il primo strato (41) quando tale mandrino (2) rivestito viene sottoposto ad un incremento di temperatura.
5. 5. Metodo secondo le rivendicazioni 2 e 4, in cui il primo strato antiaderente (41) e il secondo strato antiaderente termo-restringente (42), sono tali da generare fra loro un coefficiente di attrito molto basso consentendo la movimentazione del mandrino (2) lungo il suo asse longitudinale (X).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il mandrino (2) à ̈ in materiale polimerico con coefficiente di dilatazione termica elevato rispetto al coefficiente di dilatazione dei laminati (3) per facilitarne l’estrazione di tale mandrino (2) della struttura cava (11).
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui il mandrino (2) ha lunghezza longitudinale maggiore della zona laminata in modo tale da esporre almeno una porzione esposta (21), al di fuori del profilo del laminato (3), atta alla movimentazione del mandrino (2).
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7 e 5, in cui la movimentazione lungo l’asse longitudinale (X) del mandrino (2) consente di inserire strati di laminato (3) al di sotto delle porzioni esposte (21) del mandrino (2) per evitare zone di discontinuità in prossimità degli elementi cavi (11) fra i laminati (3) anche in presente il mandrino (2).
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui le porzioni esposte (21) del mandrino (2) sono atte all’estrazione del mandrino terminata la realizzazione di tali elementi di irrigidimento.