ITUA20164248A1 - Metodo per la progettazione di un materasso personalizzato - Google Patents

Description

METODO PER LA PROGETTAZIONE DI UN MATERASSO PERSONALIZZATO

Descrizione

Campo di applicazione

La presente invenzione trova applicazione nel settore tecnico dei supporti per il corpo umano ed ha particolarmente per oggetto un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato.

Stato della tecnica

La fase di progettazione di un materasso richiede la valutazione di diversi aspetti al fine di garantire il confort necessario ed evitare anche danni all’apparto muscoloscheletrico derivanti da un errato e prolungato posizionamento del corpo a causa anche di un supporto non efficace.

Tuttavia, la letteratura scientifica sul comfort posturale dovuto all’utilizzo dei materassi, a dispetto di ciò che è solitamente pubblicizzato dai produttori di tale prodotto, tratta l’argomento in termini molto poco scientifici, senza la definizione di parametri oggettivi che possano dare una indicazione effettiva del grado di confort percepito.

Alcuni studi hanno evidenziato il rapporto tra input sensoriali e qualità del sonno, ponendo in evidenza come l'input sensoriale svolga un ruolo importante nelle attività cerebrali durante il sonno.

In particolare si è messo in risalto come temperatura, luce, suoni ed odore dell'ambiente circostante possano influenzare il sonno e tutte le funzioni correlate. Allo stesso modo, anche la distribuzione della pressione del corpo umano sul materasso durante il sonno è un altro aspetto che svolge un ruolo importante sugli input sensoriali.

In “Park et al., Human Factors and Ergonomics in Manufacturing - 2009” sono state analizzate e valutate le percezioni di comfort dovute alle pressioni all’interfaccia che si instaurano nei tre modi principali di dormire: prono, supino e laterale.

Lo studio dimostra come la pressione influenzi pesantemente la percezione del comfort in maniera molto differente in funzione di come si dorme. In particolare, in caso di posizione supina il collo è nella condizione meno confortevole, seguito dalle spalle e dall'area lombare.

In posizione laterale tutte le parti del corpo, ed in particolare le braccia, risultano essere influenti nella formazione della percezione del confort.

Infine, in posizione prona le parti basse del corpo, ed in particolare le cosce, sono particolarmente sensibili all’interazione e alla pressione e influenzano pesantemente la percezione del confort.

Un lavoro molto simile è stato condotto da Verhaert ed altri nel 2012 e pubblicato dapprima nel libro “Human modelling in bed design” e poi su Industrial Ergonomics. In tale lavoro è stata effettuata una interessante schematizzazione geometrica del corpo umano ed è stata condotta una analisi del comfort in relazione alle pressioni che si instaurano sulla superficie corporea a contatto con il materasso e sulla geometria della colonna vertebrale.

I risultati dello studio mostrano un metodo interessante in cui è stato utilizzato un manichino articolato ma indeformabile, la cui configurazione è data dalle deformazioni rilevate da test fisici su materassi strumentati.

Alcuni studi hanno evidenziato l'influenza della postura (Verhaert et al, 2012; Park et al, 2009; Naddeo et al, 2015) e della biomeccanica della colonna vertebrale (De Vocht et al, 2006; Jacobson et al., 2002; Verhaert et al, 2011) sulla percezione del comfort, ma non sono stati mai approfonditi attraverso un approccio statistico.

Si è tuttavia messo in risalto (Naddeo et al, 2015) come una distribuzione della pressione "troppo concentrata" o "troppo uniforme" possa influenzare negativamente le sensazioni e disturbare i meccanismi cerebrali legati al sonno, determinando la modifica della postura e delle funzioni fisiologiche al fine di dormire meglio.

I materassi tradizionali non sono tuttavia progettati per poter ottimizzare la distribuzione della pressione prodotta dal corpo umano sul supporto ma sono sostanzialmente omogenei lungo l’intero sviluppo superficiale.

Altri materassi, in particolare quelli composti da uno o più strati in materiale polimerico, presentano fasce aventi cedevolezza differenziata in funzione della zona del corpo che dovrà essere supportata.

Tuttavia, queste soluzioni non prendono in considerazione le diversità anatomiche tra individuo ed individuo e pertanto possono garantire un reale confort esclusivamente ad un numero molto limitato di individui anatomicamente affini.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra indicati, mettendo a disposizione un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato che permetta di progettare materassi ad elevato indice di confort.

Uno scopo particolare è quello di mettere a disposizione un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato in funzione della specifica struttura anatomica dell’utilizzatore a cui il materasso è destinato, per garantire sempre il supporto ottimale in funzione della specifica distribuzione delle pressioni.

Ancora altro scopo è quello di mettere a disposizione un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato che agevoli il posizionamento della colonna vertebrale secondo la sua naturale conformazione fisiologica per assicurare il benessere posturale alle articolazioni durante il riposo.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiari in seguito, sono raggiunti da un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato che, in accordo alla rivendicazione 1, comprende le fasi di predisposizione di un modello anatomico riproducente, a grandezza reale o in scala, l’anatomia di un utilizzatore al quale il materasso è destinato, predisposizione di un supporto cedevole in almeno un materiale polimerico base atto a riprodurre un materasso, posizionamento di detto modello anatomico su detto supporto, applicazione di un carico predeterminato su detto modello anatomico per simulare l'azione della forza di gravità sul corpo umano e la conseguente pressione all'interfaccia tra il materasso e il corpo umano, definizione di una mappa delle pressioni applicate su detto supporto e degli affondamenti prodotti dal carico su detto modello anatomico, definizione di una o più aree localizzate di detto supporto realizzate in rispettivi materiali polimerici aventi resistenza meccanica alla compressione e/o densità differenziate rispetto al materiale polimerico base di detto supporto, in cui i materiali polimerici a maggiore resistenza meccanica sono distribuiti in maniera localizzata in corrispondenza delle aree di detto supporto in cui si sono rilevati i valori più alti di pressione.

Grazie a questa combinazione di caratteristiche sarà possibile definire un modello di materasso a cedevolezza differenziata in funzione delle reali pressioni esercitate dalle varie parti del corpo della specifica persona a cui il materasso è destinato, in modo da poter realizzare un materasso quanto più confortevole ed ottimizzato per la specifica anatomia del singolo utilizzatore.

Opportunamente il modello anatomico ed il supporto potranno essere modelli virtuali ottenuti mediante tecniche di simulazione numerica quali il metodo degli elementi finiti (FEM) o similari.

In questo modo per tutti i materiali costituenti i materassi da testare è possibile applicare una metodologia di modellazione del modello di materiale e di correlazione numerico/sperimentale atta a creare un modello di materiale che, nelle simulazioni a geometria complessa, si possa comportare come il materiale reale.

Preferibilmente, il supporto potrà essere composto da almeno due strati sovrapposti in materiali polimerici a resistenza meccanica alla compressione differenziata, detta mappa delle pressioni potendo essere definita sia in corrispondenza dell’interfaccia tra detto modello anatomico e lo strato superiore della coppia che nella zona di interfaccia tra detti due strati.

Opportunamente, il materasso potrà presentare uno strato portante in detto materiale polimerico base in cui è distribuita una pluralità di inserti definenti dette aree localizzate a resistenza meccanica alla compressione differenziata.

Una corretta distribuzione dei materiali a differente densità permetterà di controllare la distribuzione delle pressioni all’interfaccia, bilanciando l’affondamento delle parti del corpo a maggiore concentrazione di peso, quali testa e torace, con quelle a minore affondamento, in particolare gambe e braccia.

Sarà così possibile personalizzare localmente la resistenza offerta dal supporto per adeguarla allo specifico carico di pressione generata dallo specifico utilizzatore per consentire una personalizzazione spinta del supporto in funzione dell’anatomia dell’utilizzatore.

Forme vantaggiose di esecuzione dell’invenzione sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma preferita ma non esclusiva di esecuzione di un metodo in accordo alla presente invenzione, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l’aiuto delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 è una vista prospettica di un modello FEM di un materasso in una prima configurazione preferita su cui è disposto il modello anatomico virtuale;

la FIG. 2 è una vista laterale del modello FEM di Fig. 1;

la FIG. 3 è una vista prospettica di un modello FEM di un materasso in una seconda configurazione preferita su cui è disposto il modello anatomico virtuale;

la FIG. 4 è una vista laterale del modello FEM di Fig. 3;

la FIG. 5 è una vista prospettica di un particolare del modello FEM di materasso della Fig. 3;

la FIG. 6 rappresenta la mappa delle pressioni all’interfaccia tra modello anatomico e strato superiore del modello di materasso della Fig. 1 per un modello anatomico rappresentante in scala una utilizzatrice di sesso femminile e corporatura normotipo, appartenente al 50° percentile antropometrico della popolazione Sud-Europea; la FIG. 7 rappresenta la mappa degli affondamenti per il modello di materasso della Fig. 6;

la FIG. 8 rappresenta la mappa delle pressioni all’interfaccia tra modello anatomico e strato superiore del modello di materasso della Fig. 3 per un modello anatomico rappresentante in scala in scala una utilizzatrice di sesso femminile e corporatura esile, appartenente al 50° percentile antropometrico della popolazione Sud-Europea; la FIG. 9 rappresenta la mappa delle pressioni all’interfaccia tra strato superiore ed inserti per il modello di materasso della Fig. 8;

la FIG. 10 rappresenta la mappa degli affondamenti per il modello di materasso della Fig. 8;

la FIG. 11 rappresenta la mappa delle pressioni all’interfaccia tra modello anatomico e strato superiore del modello di materasso della Fig. 3 per un modello anatomico rappresentante in scala in scala un utilizzatore di sesso maschile e corporatura robusta, appartenente al 50° percentile antropometrico della popolazione Sud-Europea; la FIG. 12 rappresenta la mappa delle pressioni all’interfaccia tra strato superiore ed inserti per il modello di materasso della Fig. 11;

la FIG. 13 rappresenta la mappa degli affondamenti per il modello di materasso della Fig. 11;

la FIG.14 rappresenta il layout della distribuzione degli inserti a resistenza meccanica alla compressione differenziata per il materasso di Fig.3 ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura esile;

la FIG.15 rappresenta il layout della distribuzione degli inserti a resistenza meccanica alla compressione differenziata per il materasso di Fig.3 ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura normale;

la FIG.16 rappresenta il layout della distribuzione degli inserti a resistenza meccanica alla compressione differenziata per il materasso di Fig.3 ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura robusta.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure allegate è illustrato un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato, in particolare un materasso formato da uno o più strati in materiale polimerico, quali schiume poliuretaniche o similari.

In particolare si è deciso di ricorrere ad una tecnica di modellazione ad elementi finiti (FEM) con metodo esplicito al fine di effettuare le prove sperimentali di caratterizzazione dei materiali costituenti gli strati del materasso ed altri elementi strutturali e realizzare le correlazioni numerico/sperimentali tra i dati sperimentali e i risultati di calcolo del modello FEM.

Tuttavia non è possibile escludere che il metodo possa essere eseguito, almeno nelle sue linee generali, attraverso misure reali ottenute disponendo l’utilizzatore su un materasso di test al fine di misurare pressioni ed affondamenti e valutare la migliore combinazione di materiali.

Tali prove sperimentali sono state effettuate seguendo i dettami delle normative ISO, sia per quel che riguarda le modalità operative delle prove meccaniche che per quanto riguarda le dimensioni e le caratteristiche dei provini.

I risultati di tali prove sperimentali sono stati il punto di partenza per la caratterizzazione, in virtuale, dei materiali da utilizzarsi nelle simulazioni FEM con Metodo Esplicito.

I materiali testati secondo le normative ISO sono materiali polimerici quali schiume poliuretaniche o materiali assimilabili, aventi differente densità e grado di resistenza meccanica.

Per tutti i materiali costituenti i materassi da testare è stata applicata una metodologia di modellazione del modello di materiale e di correlazione numerico/sperimentale (N/S), atta a creare un modello di materiale che, nelle simulazioni a geometria complessa, si comporti come il materiale reale.

In Fig.1 e in Fig, 2 è illustrata una prima tipologia di materasso costituito da tre strati a geometria variabile.

Più precisamente, il modello di materasso si propone di simulare un materasso reale formato da uno strato superiore in materiale FS 60 Fresh gel (FF60N) del tipo memory foam, uno strato intermedio in schiuma poliuretanica commercialmente nota con il nome Tecnocell, ed uno strato inferiore in schiuma poliuretanica del tipo AP35B. Nelle Figg. da 3 a 5 è illustrato un secondo modello virtuale di materasso atto a simulare un materasso composto da tre strati a geometria variabile in poliuretano o memory foam in cui nello strato intermedio sono posti inserti in schiuma a differente densità.

In questo caso il materasso da simulare ha uno strato inferiore in poliuretano PU35SB, uno strato intermedio in PU35MS ed uno strato superiore in memory foam MD65. La metodologia di modellazione dei materiali prevede una fase di identificazione del miglior modello di materiale rappresentativo del comportamento meccanico del materiale oggetto di prova, una fase di identificazione e calcolo dei parametri necessari a creare il modello di materiale utilizzato, una successiva creazione della prova di test in virtuale, con modellazione semplificata della macchina di test, delle condizioni di prova e del provino.

Successivamente si procede ad un test virtuale del materiale con “tuning” dei parametri di calcolo e di time-step per l’identificazione dei limiti di comportamento del materiale al fine di preparare e realizzare un progetto (DOE) dei parametri virtuali di calcolo per l’ottenimento di un buon livello di correlazione N/S sulle prove di compressione. Infine si definiscono i parametrici numerici di controllo delle instabilità di calcolo dovute ad errori e/o problemi relativi alle tecniche di modellazione dell’interazione e non al modello in sé.

Applicando questa metodologia a tutti i materiali testati, sono stati creati modelli di materiale per le simulazioni del materasso.

Il metodo di modellazione secondo l’invenzione prevede che oltre alla predisposizione del modello virtuale del supporto cedevole riproducente il materasso si definisca anche un modello anatomico che riproduca a sua volta, a grandezza reale oppure opportunamente scalata in base alle caratteristiche antropometriche, l’anatomia di un utilizzatore al quale il materasso è destinato.

In maniera preferita le simulazioni del comportamento dei materassi sono state effettuate utilizzando un modello anatomico costituito da un manichino rigido, rinvenuto in letteratura, disposto sul supporto in posizione supina ed opportunamente scalato, ad esempio per rappresentare il 50° percentile antropometrico della popolazione Sud-Europea.

In particolare si potrà ipotizzare l’utilizzo di un manichino composto da 14 segmenti collegati tra di loro in modo rigido, per generare un pattern di calcoli il più uniforme possibile, in cui le masse dei singoli segmenti sono state opportunamente scalate e adattate alle reali distribuzioni di massa del corpo umano.

L’analisi FEM procede con il posizionamento virtuale del modello anatomico sul supporto e l’applicazione di un carico crescente sul modello per simulare la pressione prodotta dal corpo umano.

Il modello anatomico è stato opportunamente posizionato sul materasso in modo da disporre il baricentro delle geometrie in corrispondenza del centro del materasso. Inoltre, al modello anatomico è stato imposto un movimento rigido, lungo un asse verticale Z, ad una velocità molto bassa, pari a circa 0.8 m/s per il materasso di Fig. 1 e di 0,6m/s per il materasso di Fig. 3, per riprodurre l’adagiarsi del corpo umano irrigidito sul materasso.

In questo modo è possibile definire sia una mappa delle pressioni applicate sul supporto che una mappa degli affondamenti prodotti sul supporto da parte del carico applicato al modello anatomico.

Le Figg. 6 e 7 raffigurano, rispettivamente la mappa delle pressioni e degli affondamenti prodotti da un modello riproducente l’anatomia tipica di una donna di corporatura normale per il materasso della Fig. 1.

Nelle Figg. da 8 a 10 sono invece raffigurate le mappe delle pressioni e degli affondamenti prodotti da un modello riproducente l’anatomia tipica di una donna di corporatura esile per il materasso della Fig. 3.

Più precisamente in Fig. 9 è illustrata la mappa delle pressioni all’interfaccia tra lo strato superiore e quello intermedio provvisto degli inserti a densità differenziata. Le Figg. dalla 10 alla 12 raffigurano, invece, le stesse mappe ma per un modello riproducente l’anatomia tipica di un uomo di corporatura robusta, ossia di circa 80Kg. Attraverso l’analisi delle mappe di pressione ed affondamento è possibile individuare una o più aree localizzate del supporto che presentano maggiore o minore sollecitazione.

In questo modo è possibile progettare un supporto con almeno uno strato realizzato in più materiali polimerici aventi resistenza meccanica alla compressione e/o densità differenziate rispetto al materiale polimerico base del supporto stesso ed in cui i materiali polimerici a maggiore resistenza meccanica sono distribuiti in maniera localizzata in corrispondenza delle aree del supporto in cui si sono rilevati i valori più alti di pressione.

Nelle Figg. dalla 14 alla 16 sono illustrate tre possibili configurazioni per lo strato intermedio del materasso della Fig.3 che differiscono per la distribuzione degli inserti all’interno del materiale base del supporto.

In particolare, in Fig.14 è raffigurato il layout di distribuzione degli inserti ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura esile, ossia di circa 60Kg.

In Fig.15 è invece raffigurato il layout di distribuzione degli inserti ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura normale, ossia di circa 70Kg, mentre in Fig. 16 è raffigurato il layout di distribuzione degli inserti ottimizzato per un utilizzatore maschio a corporatura robusta, ossia di circa 80Kg.

In questo caso esemplificativo, ma non limitativo per la presente invenzione sono previsti tre diversi gruppi di inserti differenziati per densità e resistenza meccanica alla compressione.

In particolare, gli inserti più rigidi sono rappresentati con colore grigio-azzurro, gli inserti a rigidezza intermedia con colore verde e gli inserti più soffici con colore grigio scuro. Le colorazioni sono tuttavia indicative ed hanno solo lo scopo di evidenziare in figura le tre diverse tipologie di inserti.

In una forma preferita ma non esclusiva di realizzazione, lo strato intermedio del materasso sarà una lastra in schiuma poliuretanica avente densità compresa tra 25g/l e 40g/l e preferibilmente sarà un poliuretano del tipo PU35MS.

Un primo gruppo di inserti sarà in poliuretano rigido del tipo PU30B, un secondo gruppo sarà in poliuretano a media rigidezza del tipo PU35B ed un terzo gruppo di inserti sarà in poliuretano a bassa rigidezza del tipo MD65 o in qualsiasi altro materiale a bassa rigidezza quale una schiuma del tipo memory foam.

In particolare gli inserti saranno elementi cilindrici alloggiati a misura in sedi cave del supporto aventi forma complementare rispetto agli inserti, in modo da ridurre se non proprio eliminare i vuoti.

Si è infatti valutato che un materasso con pochi vuoti è certamente un materasso di cui è più facile controllare, a priori, il comportamento meccanico e di interazione con la persona che vi dorme sopra.

Infatti, i vuoti possono comportare la presenza di zone in cui la portanza crea pressioni al di sotto della soglia di confortevolezza, con la conseguenza di avere un materasso troppo morbido.

Al fine di verificare che il layout scelto sia effettivamente quello ottimo è anche possibile definire un indice di confort relativo alla distribuzione ottimale delle pressioni sul supporto.

L’indice di confort potrà essere calcolato come media ponderata di dati relativi ai valori di pressione media, mediana e massima misurata in corrispondenza delle aree di rilevamento delle pressioni e di uno o più parametri qualitativi relativi alla distribuzione delle pressioni.

Ad esempio, i parametri utilizzati per la valutazione del comfort potranno essere la distribuzione delle pressioni sui nodi all’interfaccia, la pressione massima, il numero di nodi in cui è rilevata la pressione, il numero di nodi in cui la pressione è superiore ad un determinato valore di soglia, la pressione media e la distribuzione o varianza sui valori di pressioni, la pressione mediana

Inoltre si prenderanno in considerazione alcuni indici qualitativi quali la concentrazione delle pressioni, in scala 1-10, la distribuzione qualitativa della pressione media su spalle e schiena, sempre in scala 1-10, il profilo di pressione che si genera nello strato intermedio dei materassi, quale indice di partecipazione alla portanza del materasso in relazione al peso da sostenere, anche in questo caso in scala 1-10.

L’indice permette di classificare in modo comparativo i materassi analizzati e verificare le performance di comfort in funzione del percentile analizzato.

Sulla base delle risultanze, è possibile definire concetti di carattere generale che potranno definire linee guida per la progettazione dei nuovi materassi.

In particolare si evince che una corretta distribuzione dei materiali a differente densità permette di controllare la distribuzione delle pressioni all’interfaccia, bilanciando l’affondamento delle parti del corpo a maggiore concentrazione di peso, quali testa e torace, rispetto alle parti a minore affondamento, quali gambe e braccia.

Si è anche evidenziato che uno stesso materasso non può andare bene per uomo e donna e, soprattutto, per persone esili e persone sovrappeso, ma i differenti percentili di uomo e donna e, soprattutto, le differenti corporature, necessitano di materassi ad hoc.

Anche se il metodo è stato descritto con riferimento a due specifici modelli di materasso, esso sarà applicabile in maniera vantaggiosa per la progettazione di qualsiasi tipologia di materasso, a prescindere dal numero di strati e dai relativi materiali.

Ad esempio, secondo una variante non illustrata, il materasso potrà essere composto da 6 strati di portanza differenziata, con uno strato superiore in Visco Memory Foam alto 5 cm di densità 60 kg/m3, un primo strato intermedio in poliuretano espanso alto 1,5 cm di densità 35 kg/m3, un secondo strato intermedio in poliuretano espanso perforato alto 5 cm di densità 25 kg/m3, uno strato centrale in poliuretano espanso alto 3,5 cm di densità 40 kg/m3, un ulteriore strato intermedio in poliuretano espanso perforato alto 5 cm e densità di 25 kg/m3, uno strato inferiore in poliuretano espanso ad onda alto 3,5 cm di densità 30 kg/m3, con inserti di poliuretano espanso di densità pari a 40 kg/m3.

Secondo ancora un’altra variante non illustrata il materasso si compone di 5 strati di portanza differenziata, con uno strato superiore in Visco Memory Foam ad onda alto 5 cm e densità di 45 kg/m3, un primo strato intermedio in poliuretano espanso alto 1,5 cm e densità di 40 kg/m3, uno strato centrale in poliuretano espanso perforato alto 5 cm e densità di 25 kg/m3, un terzo strato intermedio in poliuretano espanso alto 1,5 cm e densità di 40 kg/m3, uno strato inferiore in poliuretano espanso ad onda alto 6 cm e densità pari a 30 kg/m3.

Ancora un’altra variante non illustrata prevede che il materasso sia costituito da 4 strati di portanza differenziata, con uno strato superiore in Visco Memory Foam ad onda alto 6 cm e densità di 45 kg/m3, un primo strato intermedio in poliuretano espanso alto 5 cm e densità di 25 kg/m3, un secondo strato intermedio in poliuretano espanso alto 5 cm e densità di 25 kg/m3, uno strato inferiore in poliuretano espanso ad onda alto 3,5 cm e densità di 30 kg/m3 con inserti di poliuretano espanso di densità 40 kg/m3. Ancora un’altra variante non illustrata prevede che il materasso sia costituito da 2 strati di portanza differenziata con uno strato superiore in Visco Memory Foam alto 9 cm e densità pari 65 kg/m3 accoppiato a pannelli in smart gel aventi densità pari a 1000 kg/m3 (ad esempio 3 pannelli di 55x31,5 cm per il materasso singolo) ed uno strato inferiore in poliuretano espanso alto 12 cm e densità di 35 kg/m3.

Secondo ancora un’altra variante non illustrata il materasso si compone di 2 strati di portanza differenziata, con uno strato superiore in Visco Memory Foam con essenza al bergamotto alto 8 cm di densità 65 kg/m3 ed uno strato inferiore in poliuretano espanso alto 12 cm e densità pari a 35 kg/m.

Le varianti sopra descritte sono esemplificative e non limitative dell’invenzione. Il metodo secondo l’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali e strumenti potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela della presente invenzione.

Anche se il metodo è stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza dell’invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Un metodo per la progettazione di un materasso personalizzato, comprendente le seguenti fasi: - predisposizione di un modello anatomico riproducente, a grandezza reale oppure opportunamente scalato in base alle caratteristiche antropometriche, l’anatomia di un utilizzatore al quale il materasso è destinato; - predisposizione di un supporto cedevole in almeno un materiale polimerico base atto a riprodurre un materasso; - posizionamento di detto modello anatomico su detto supporto; - applicazione di un carico predeterminato su detto modello anatomico per simulare l'azione della forza di gravità sul corpo umano e la conseguente pressione all'interfaccia tra il materasso e il corpo umano; - definizione di una mappa delle pressioni applicate su detto supporto e degli affondamenti prodotti dal carico su detto modello anatomico; - definizione di una o più aree localizzate di detto supporto realizzate in rispettivi materiali polimerici aventi resistenza meccanica alla compressione e/o densità differenziate rispetto al materiale polimerico base di detto supporto; in cui i materiali polimerici a maggiore resistenza meccanica sono distribuiti in maniera localizzata in corrispondenza delle aree di detto supporto in cui si sono rilevati i valori più alti di pressione.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto modello anatomico e detto supporto sono modelli virtuali ottenuti mediante tecniche di simulazione numerica quali il metodo degli elementi finiti (FEM) o similari.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto supporto è composto da almeno una coppia di strati sovrapposti in materiali polimerici a resistenza meccanica alla compressione differenziata, detta mappa delle pressioni essendo definita sia in corrispondenza dell’interfaccia tra detto modello anatomico e lo strato superiore della coppia che nella zona di interfaccia tra detti due strati.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere una fase di definizione di una mappa degli affondamenti prodotti su detto supporto da detto modello sottoposto al carico.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materasso presenta uno strato portante in detto materiale polimerico base in cui è distribuita una pluralità di inserti definenti dette aree localizzate a resistenza meccanica alla compressione differenziata.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di prevedere la definizione di tre diversi valori di resistenza meccanica alla compressione per dette aree localizzate.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto strato portante è una lastra in schiuma poliuretanica avente densità compresa tra 25g/l e 40g/l e preferibilmente è un poliuretano del tipo PU35BS, un primo gruppo di detti inserti essendo in poliuretano rigido del tipo PU30B, un secondo gruppo essendo in poliuretano a media rigidezza del tipo PU35B ed un terzo gruppo essendo in materiale a bassa rigidezza, quale una schiuma del tipo memory foam o similare.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere il posizionamento su detto strato portante di almeno uno strato superiore definente un’interfaccia con l’utente.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere una fase di definizione di un indice di confort relativo alla distribuzione ottimale delle pressioni su detto supporto.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto indice di confort è dato dalla media ponderata di dati relativi ai valori di pressione media, mediana e massima misurata in corrispondenza di dette aree di rilevamento delle pressioni e di uno o più parametri qualitativi relativi alla distribuzione delle pressioni.