ITUB20155033A1 - Metodo e sistema per il miglioramento nei materiali compositi delle resistenze alle sollecitazioni statiche e dinamiche con particolare riferimento alla sollecitazione a flessione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo: "Metodo e sistema per il miglioramento nei materiali compositi delle resistenze alle sollecitazioni statiche e dinamiche con particolare riferimento alla sollecitazione a flessione”. La presente invenzione ha per oggetto un metodo e un sistema per realizzare materiali compositi con miglioramento delle caratteristiche di resistenza alle sollecitazioni statiche e dinamiche con particolare riterimento alle sollecitazioni di flessione, la presente invenzione si riferisce ai materiali compositi che all’attuale stato della tecnica sono realizzati con fibre resistenti unite da resine ed aventi tutto lo spessore omogeneo e costituito esclusivamente da fibre resistenti e resina od altro materiale atto all’incollaggio delle fibre stesse. All’attuale stato della tecnica i materiali compositi sono generalmente costituiti dall’unione mediante resine di strati di tele resistenti orientate in varie direzioni, un esempio tipico sono le lastre in fibra di carbonio o in fibra di vetro, in generale si ha allo stato della tecnica, che caricando tali materiali a sezione omogenea e generando in essi una sollecitazione a flessione, si ottiene un diagramma della sollecitazione di tipo a “farfalla” in cui il materiale presenta una zona compressa ed un altra tesa e contrapposta alla prima. Per tale sollecitazione si avrà che nello spessore del materiale più ci si avvicina alla zona centrale e più la sollecitazione diminuisce fino ad essere nulla a metà dello spessore stesso, tale situazione ha come conseguenza che il materiale posto nella zona centrale dello spessore è minimamente sollecitato ed in parte quindi inutilizzato per la resistenza a flessione, restando utile solo per la sollecitazione di taglio. Nella figura 1 è illustrato l’andamento della sollecitazione in una sezione lungo l’asse 7 di materiale omogeneo 1 sottoposto a flessione sotto l’azione di una forza 5 e posto sugli appoggi 6, nel relativo diagramma 2 viene indicata una zona compressa 3 ed una zona tesa 4, si nota che nel centro della sezione, punto 8, la sollecitazione è nulla. Il sistema ed il metodo secondo l’Invenzione si pretiggono la tabbricazione di un nuovo materiale composito con cui realizzare lastre o supertici di qualsiasi torma, dimensione e spessori, aventi la zona centrale dello spessore costituita da materiale alleggerito e da materiale resistente dislocato nelle zone maggiormente sollecitate come da tipico diagramma a tarfalla rappresentante gli storzi della sollecitazione a tlessione. In pratica la libra resistente viene inserita in prevalenza nelle zone della sezione del materiale che sono maggiormente sollecitate a trazione e a compressione sotto una sollecitazione a tlessione, mentre per le zone della sezione dove la sollecitazione a trazione o compressione è bassa o trascurabile è presente uno strato con inglobato all’interno della resina un materiale di alleggerimento, si ha inoltre che variando l’altezza dello spessore di detto strato alleggerito, si varia di conseguenza il momento d’inerzia della sezione. In questo modo si ottiene un materiale composito a sezione non omogenea nel quale a seguito della sollecitazione a tlessione, il materiale risulterà più leggero e meno resistente nella zona centrale dello spessore che è sottoposta a basse sollecitazioni e più pesante e resistente nelle zone verso l’esterno dello spessore sottoposte ad alta sollecitazione sia di trazione che di compressione, con la conseguenza di ottenere un materiale composito più resistente a parità di peso rispetto ad un materiale composito con sezione omogenea tormata da libre resistenti e resina. L’alleggerimento del materiale composito ottenuto con la presente invenzione consente di migliorare l’attuale stato della tecnica negli usi a cui sono destinati i materiali compositi assoggettati maggiormente alla sollecitazione a tlessione. Il metodo secondo l’invenzione per la realizzazione di tale materiale composito è caratterizzato dalle seguenti tasi: tase di stesura su di uno stampo avente la torma del pezzo tinito da creare di almeno un alternanza dei seguenti strati di materiali: uno strato formato da un loglio modellabile ed adattabile alle forme dello stampo stesso, tale loglio è formato da un materiale composto da tele incrociate resistenti alla trazione inglobate in una resina termoindurente, il foglio componente lo strato deve possedere una plasticità tale da poter adattarsi alle forme dello stampo; applicazione di un successivo strato formato da un loglio modellabile ed adattabile al primo strato, costituito da uno strato di materiale composto dalla stessa resina termoindurente costituente il primo strato e con all’interno miscelati dei materiali organici o inorganici di alleggerimento e riempimento aventi basso peso specifico; applicazione di un terzo strato formato da un loglio di tele incrociate resistenti alla trazione inglobate in una resina termoindurente, tale strato è modellabile ed adattabile alla forma assunta dallo strato precedentemente applicato; fase di creazione del vuoto tra lo stampo e gli strati ad esso applicati tramite pompa usando apposito sacco in materiale plastico di contenimento;fase di inserimento in autoclave con eliminazione ulteriore dei vuoti e termoindurimento della resina; fase di estrazione del pezzo dallo stampo; fase di rifinitura dei bordi del pezzo stampato; le misure delle altezze degli spessori degli strati sono tra loro indipendenti.

Sistema con cui è formato il materiale composito caratterizzato dal fatto di essere composto da almeno una sequenza di strali così fatti: un primo strato di fibre resistenti alla trazione incrociate immerse in resine indurite; un secondo strato di materiale composto della stessa resina del primo strato o comunque con essa compatibile con all’interno miscelato un materiale di alleggerimento organico o inorganico con basso peso specifico; almeno un terzo strato di fibre resistenti alla trazione incrociate immerse in resine indurite; le misure delle altezze degli spessori degli strati sono tra loro indipendenti.

Nell’esempio di fig.2 è rappresentato uno dei possibili esempi di materiale composito oggetto della presente invenzione nel quale si ha uno strato 1 composto da resina con all’interno tele di carbonio incrociate, uno strato 2 di resina con all’interno materiale di alleggerimento formato da microsfere cave di vetro, un ultimo strato 3 composto da resina con all’interno tele di carbonio incrociate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Metodo per la realizzazione di materiale composito caratterizzato dalle seguenti tasi: tase di stesura su di uno stampo avente la torma del pezzo tinito da creare di almeno un alternanza dei seguenti strati di materiali aventi le misure delle altezze degli spessori degli strati tra loro indipendenti: uno strato tormato da un loglio modellabile ed adattabile alle torme dello stampo stesso, tale loglio è tormato da un materiale composto da tele incrociate resistenti alla trazione inglobate in una resina termoindurente, il loglio componente lo strato deve possedere una plasticità tale da poter adattarsi alle torme dello stampo; applicazione di un successivo strato tormato da un loglio modellabile ed adattabile al primo strato, costituito da uno strato di materiale composto dalla stessa resina termoindurente costituente il primo strato o comunque con essa compatibile e con all’interno miscelati dei materiali organici o inorganici di alleggerimento e riempimento aventi basso peso specitico; applicazione di un terzo strato tormato da un loglio di tele incrociate resistenti alla trazione inglobate in una resina termoindurente, tale strato è modellabile ed adattabile alla torma assunta dallo strato precedentemente applicato; tase di creazione del vuoto tra lo stampo e gli strati ad esso applicati tramite pompa usando apposito sacco in materiale plastico di contenimento; tase di inserimento in autoclave con eliminazione ulteriore dei vuoti e termo-indurimento della resina; tase di estrazione del pezzo dallo stampo; tase di ritinitura dei bordi del pezzo stampato.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal tatto che il materiale di alleggerimento inserito nello strato centrale del materiale viene inserito anche negli altri strati contenenti le tele resistenti a trazione.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal tatto che per il materiale di alleggerimento vengono usati materiali quali microstere di vetro o microstere in poli carbonato.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal tatto che per il materiale di alleggerimento vengono usati materiali quali granuli cavi di vetro sottiato con cavità assestanti a cellula chiusa.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1 costituito dal tatto che la resina usata per la costruzione del materiale composito può essere indurita con l’uso di catalizzatori chimici che agiscono sia per termo-indurimento, sia con catalisi a tempo.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal tatto che sia alle tele resistenti, sia allo strato alleggerito, la resina può essere applicata mediante tecnica a spruzzo, a rullo oppure a pennello.
7. 7. Sistema di materiale composito caratterizzato dal tatto di essere composto da almeno una sequenza di strati così tatti: un primo strato di libre resistenti alla trazione incrociate immerse in resine indurite; un secondo strato di materiale composto della stessa resina del primo strato o comunque con essa compatibile con all'interno miscelato un materiale di alleggerimento organico o inorganico con basso peso specitico; almeno un terzo strato di libre resistenti alla trazione incrociate immerse in resine indurite.
8. 8. Sistema di materiale composito secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal tatto che per il materiale di alleggerimento vengono usati materiali quali microstere di vetro o microstere in policarbonato.
9. 9. Sistema di materiale composito secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal tatto che per il materiale di alleggerimento vengono usati materiali quali granuli cavi di vetro sottiato con cavità assestanti a cellula chiusa.
10. 10. Sistema di materiale composito secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal tatto che il materiale di alleggerimento inserito nello strato centrale del materiale viene inserito anche negli altri strati contenenti le tele resistenti a trazione.