ITUD20100216A1

ITUD20100216A1 - Struttura multistrato e procedimento per la sua realizzazione

Info

Publication number: ITUD20100216A1
Application number: IT000216A
Authority: IT
Inventors: Marco Olivieri
Original assignee: Falegnameria Tradizionale Di Marco Olivieri
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-05-26
Also published as: US20120135189A1; EP2457480B1; IT1403037B1; EP2457480A1

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"STRUTTURA MULTISTRATO E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE "

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad una struttura multistrato per produrre oggetti sagomati, anche di grandi dimensioni, come ad esempio lo scafo di un'imbarcazione, una vasca da bagno, un mobile di arredamento, o altro, ed al procedimento per realizzarla. La struttura comprende una pluralitÃ di strati di legno, disposti uno sopra l'altro ed ognuno realizzato con listelli, strisce, lamelle, anche intrecciate fra loro, piastre, impiallacciature, o altri elementi legnosi. La struttura viene prima sagomata a secco, strato dopo strato, utilizzando uno stampo, di tipo maschio o femmina, per farle assumere il profilo dell'oggetto tridimensionale che si vuole realizzare, il quale puÃ² avere superfici con qualsiasi raggio e tipo di curvatura. Successivamente fra gli strati viene veicolato un materiale di riempimento che li tiene incollati insieme nella forma voluta.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti diversi tipi di strutture multistrato, sia completamente in legno, come il compensato, costituito da fogli di legno incollati fra loro sotto pressione, con le fibre disposte perpendicolarmente, in modo alternato, sia in materiali compositi, in cui a strati di materiale legnoso sono alternati strati di materiale di rinforzo, non legnosi, come fibre naturali o sintetiche, polimeri, lana di roccia, fibre di vetro, fibre di carbonio, o altro.

Di solito le strutture multistrato completamente in legno sono realizzate in forma di pannelli, normalmente piani, aventi dimensioni piÃ¹ o meno grandi, dell'ordine di uno o piÃ¹ metri quadri ed hanno una buona resistenza in tutte le direzioni. Successivamente esse vengono tagliate, sagomate e tenute insieme con collanti, o mezzi meccanici, per realizzare il prodotto voluto. Esse perÃ² hanno l'inconveniente di non essere facilmente modellabili, soprattutto quando si vogliono realizzare prodotti aventi raggi di curvatura molto piccoli o con curvature variabile in piÃ¹ direzioni. E' anche noto realizzare strutture multistrato in legno direttamente su uno stampo, maschio o femmina, disponendo lamelle, o strisce, di legno molto sottili, da qualche decimo di millimetro ad alcuni millimetri, sulla superficie dello stampo stesso, per formare un primo strato, sul quale si incollano altre lamelle, o strisce, di legno, di solito incrociandole rispetto a quelle dello strato sottostante, per formare un secondo strato. Analogamente si continua incollando altre lamelle, o strisce, di legno per formare eventuali ulteriori strati, fino a conferire la rigiditÃ voluta alla struttura. Questa tecnica di costruzione lamellare permette sÃ¬ di ottenere prodotti aventi raggi di curvatura anche molto piccoli e con curvature variabili in piÃ¹ direzioni, ma Ã ̈ complessa e costosa, poichÃ© richiede personale altamente specializzato e lunghi tempi di lavorazione.

Anche le strutture multistrato con materiali compositi sono, di solito, realizzate direttamente su uno stampo, maschio o femmina, che replica la forma dell'oggetto da realizzare, o il suo negativo, come ad esempio lo scafo di un'imbarcazione, o una parte di esso. In questo caso ogni singolo strato, prima di essere collocato sullo stampo, o sullo strato sottostante, viene pre-impregnato di resina allo stato fluido, la quale, essiccando successivamente, funge da prodotto amalgamante dei diversi strati divenendo essa stessa un componente della struttura. Anche le suddette strutture multistrato con materiali compositi e il relativo procedimento di realizzazione hanno l'inconveniente di essere complessi e costosi, richiedendo personale altamente specializzato e lunghi tempi di lavorazione .

Uno scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare una struttura multistrato, esclusivamente, o quasi esclusivamente, in legno, che permetta di ottenere prodotti tridimensionali, anche di grandi dimensioni, come ad esempio una vasca da bagno, un mobile di arredamento, strutture di ingegneria civile, o lo scafo di un'imbarcazione, lunga anche decine di metri, aventi raggi di curvatura anche molto piccoli, ossia dell'ordine di pochi millimetri, e con curvature variabili in qualunque direzione.

Un altro scopo del presente trovato Ã ̈ quello di mettere a punto il procedimento per realizzare una struttura multistrato, completamente, o prevalentemente, in legno, che sia composto da fasi di lavorazione semplici e limitate nel numero, che richieda l'utilizzo di attrezzature ed apparecchiature poco costose e facilmente reperibili sul mercato, e che richieda un limitato tempo di lavorazione.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato Ã ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.

Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, una struttura multistrato secondo il presente trovato comprende una pluralitÃ di strati sovrapposti uno all'altro, ognuno dei quali Ã ̈ realizzato con uno o piÃ¹ elementi in materiale legnoso, come ad esempio lamine di legno di spessori e larghezze proporzionali ai raggi di curvatura necessari alle dimensioni dell'oggetto da costruire.

In accordo con una caratteristica del presente trovato, almeno uno dei suddetti elementi Ã ̈ provvisto di almeno una cavitÃ , intesa come uno spazio ricavato all'interno della massa solida, ossia, a titolo di esempio, un intaglio, un incavo, un'incisione, una scanalatura, una sagomatura, una conca, un micro-canale, o un foro, nella quale Ã ̈ inserito un materiale di riempimento che funge da collante di ciascuno strato con lo strato adiacente. Tale materiale di riempimento Ã ̈, ad esempio, una resina da infusione, ossia una resina poliestere, epossidica, bismaleimidica, fenolica, cianato estera, poliimmide, naturale o di altro tipo, sufficientemente fluida e/o con le caratteristiche adatte al singolo progetto, ben nota a qualsiasi esperto del ramo.

Le cavitÃ sono di dimensioni sufficienti a permettere alla resina da infusione di penetrare completamente all'interno di esse, fra le fibre del legno, ed a raggiungere tutti gli interstizi fra i diversi elementi in materiale legnoso che compongono i diversi strati della struttura.

Vantaggiosamente, ma non necessariamente, in uno stesso elemento le cavitÃ possono essere molteplici e disposte superficialmente, a formare un reticolo nel quale Ã ̈ inserito diffusamente il materiale di riempimento, e/o anche trasversalmente (in particolare negli strati intermedi), mediante fori o micro-fori passanti.

Vantaggiosamente, ma non necessariamente, ciascuna cavitÃ Ã ̈ disposta parallelamente alle fibre del materiale legnoso dei suddetti elementi. Vantaggiosamente, ma non necessariamente, ciascuna cavitÃ Ã ̈ realizzata per stampatura, pressatura, o formatura dei suddetti elementi in materiale legnoso, oppure mediante ricalcatura, incisione laser o lavorazione per asportazione di materiale.

Secondo una variante, la struttura multistrato secondo il presente trovato puÃ² essere del tipo a sandwich con la disposizione, fra due strati esterni, come sopra descritti, di almeno uno strato centrale, che funge da nucleo, di lamelle che possono essere di balsa, o di materiale sintetico, o di altro materiale, anch'esse provviste di almeno una cavitÃ .

Il procedimento per realizzare una struttura secondo il presente trovato comprende una prima fase durante la quale su almeno uno degli elementi in materiale legnoso di ciascuno strato viene realizzata almeno una cavitÃ , come sopra definita; una seconda fase in cui il primo strato Ã ̈ predisposto a secco sulla superficie di uno stampo, di tipo maschio, o femmina; una terza fase in cui ognuno degli strati successivi Ã ̈ predisposto, anch'esso a secco, sulla superficie dello strato precedente; ed una quarta fase durante la quale un materiale di riempimento, ad esempio la resina di cui sopra, che funge da collante di ciascuno di detti strati con lo strato adiacente, Ã ̈ inserito nelle suddette cavitÃ , con la tecnica della infusione sottovuoto.

In questo modo la quantitÃ di materiale di riempimento Ã ̈ ridotta al minimo, per cui si ottiene il duplice vantaggio di ridurre sia il costo, sia il peso della struttura multistrato.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 Ã ̈ una vista frontale, schematizzata e parzialmente sezionata, di una struttura secondo il presente trovato in una fase di realizzazione;

- la fig. 2 Ã ̈ un ingrandimento del particolare A di fig. 1;

- la fig. 3 Ã ̈ una sezione secondo la linea III-III di fig. 2;

- la fig. 4 Ã ̈ un particolare sezionato, ricavato da fig. 2, della sola struttura secondo il presente trovato;

- la fig. 5 Ã ̈ una sezione secondo la linea V-V di fig. 4.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alla fig. 1 una struttura multistrato 10 secondo il presente trovato, che nella fattispecie ha la forma di una vasca da bagno, comprende una pluralitÃ di strati, nella fattispecie tre, identificati con i numeri di riferimento 11, 12 e 13, sovrapposti uno all'altro. E' chiaro che il numero degli strati puÃ² variare in funzione dello spessore complessivo che si vuole ottenere e della resistenza meccanica che si vuole conferire all'intera struttura multistrato 10.

Ciascuno strato 11, 12 e 13 (figure 2, 3, 4 e 5) comprende a sua volta una pluralitÃ di elementi 15, affiancati uno all'altro e costituiti ognuno da una lamina, o striscia, o listello, in materiale legnoso, avente uno spessore compreso fra qualche decimo di millimetro, ad esempio circa sei decimi di millimetro, ad alcuni millimetri, ad esempio sei millimetri, e larghi da alcuni millimetri a qualche decimetro .

Ciascun elemento 15 Ã ̈ provvisto di una o piÃ¹ cavitÃ , genericamente indicate con il numero di riferimento 16, le quali sono costituite principalmente da scanalature, incisioni, intagli o micro-canali, longitudinali adiacenti ad una superficie dell'elemento 15 e paralleli alle fibre del materiale legnoso con cui Ã ̈ realizzato ciascun elemento 15, ma possono anche comprendere, limitatamente allo strato intermedio 12, o agli strati intermedi, qualora questi fossero piÃ¹ di uno, fori trasversali passanti, aventi il diametro di alcuni decimi di millimetro, ossia micro-fori.

Secondo una variante, le cavitÃ 16 comprendono, in aggiunta, o in alternativa, solchi, incisioni, intagli, incavi, o micro-canali trasversali, o inclinati rispetto alle fibre del materiale legnoso, i quali in combinazione con le scanalature longitudinali possono formare un vero e proprio reticolo di cavitÃ 16 adiacenti o meno ad una superficie dell'elemento 15.

All'interno delle cavitÃ 16, nel modo che verrÃ piÃ¹ avanti descritto in dettaglio, Ã ̈ disposto un materiale di riempimento R, che funge da collante permanente per i diversi strati 11, 12 e 13.

Le suddette cavitÃ 16 hanno una profonditÃ che corrisponde ad una voluta frazione dello spessore dell'elemento 15, in ogni caso adatta alla completa infusione/diffusione del materiale di riempimento R al loro interno.

Nella fattispecie il materiale di riempimento R Ã ̈ costituito da una resina, per esempio epossidica, poliestere, bismaleimidica, o altra resina idonea allo scopo e sufficientemente liquida per essere inserita nelle cavitÃ 16 mediante il metodo ad infusione, noto in sÃ©.

La struttura multistrato 10 fin qui descritta Ã ̈ realizzata mediante il procedimento che segue.

Innanzitutto si costruisce uno stampo 20 (fig.

1), maschio o femmina, che nella fattispecie Ã ̈ di tipo femmina, che riproduca la forma dell'oggetto da realizzare che, come si Ã ̈ visto, nel caso qui illustrato Ã ̈ una vasca da bagno.

Si vernicia quindi con prodotti anti-incollaggio, tipo cere, o simili, una superficie 21 dello stampo 20, su cui si andrÃ a formare la struttura 10.

Sulla superficie 21, se si vuole ottenere un oggetto avente una superficie di un determinato colore (bianco od altro), viene applicato uno strato di gel-coat del colore desiderato.

Si realizza quindi, a secco, il primo strato 11, affiancando uno all'altro gli elementi 15 in legno, aventi spessori e larghezze proporzionali ai raggi di curvatura necessari alle dimensioni dell'oggetto da costruire. In particolare gli elementi 15 saranno posizionati in modo che le loro cavitÃ 16, siano disposte dalla parte opposta rispetto alla superficie 21 dello stampo 20 (figure 2 e 3).

Gli elementi 15 sono di larghezze estremamente contenute (da alcuni millimetri a qualche decimetro) e sono disposti parallelamente fra loro e spaziati fra loro della misura necessaria all' infusione del materiale di riempimento R, che funge da collante, come verrÃ piÃ¹ avanti descritto in dettaglio. La spaziatura potrÃ essere ottenuta per esempio a mezzo cucitura fra loro dei fasci paralleli di elementi 15.

Secondo una variante, gli elementi 15 possono essere intrecciati fra loro con tecniche varie, simili ad esempio alle tecniche adoperate per costruire cesti in vimini.

Gli elementi 15 vengono quindi tenuti fermi nella posizione voluta o mediante collanti (a stick, a spray, a caldo, o di altro tipo), chimicamente compatibili con la resina da infusione che verrÃ utilizzata successivamente, e che non producono reazioni chimiche sfavorevoli al successivo incollaggio permanente, oppure con mezzi meccanici quali graffe, chiodi, nastri adesivi o biadesivi, pesi, cuciture, od altri mezzi noti che consentano allo strato 11 di mantenersi nella posizione richiesta .

Analogamente, con altri elementi 15, si realizzano, a secco, il secondo strato 12, sopra il primo strato 11, ed il terzo strato 13, sopra il secondo strato 12, mantenendoli temporaneamente nella loro posizione con i mezzi di fissaggio sopra descritti. In particolare, gli elementi 15 che costituiscono l'ultimo strato 13 saranno disposti in modo che le loro cavitÃ 16, siano rivolte verso il secondo strato 12 e a contatto con questo.

A questo punto, attorno allo stampo 20 viene disposto un sacco ermetico 22, di tipo noto e vengono predisposti uno o piÃ¹ canali di infusione Dopo avere realizzato il vuoto, o un'adeguata depressione, all'interno del sacco ermetico 22, aspirando aria A mediante una pompa a vuoto 25, il tubo a valle di quest'ultima viene inserito in un contenitore, non rappresentato nei disegni, contenente resina R da infusione, di tipo noto, eventualmente giÃ premiscelata.

Per effetto della depressione creata all'interno del sacco ermetico 22, la resina R entrerÃ per infusione in tutte le cavitÃ 16 degli elementi 15 ed andrÃ ad occupare anche gli interstizi fra le fibre del legno.

Una volta completata questa fase di infusione, e a seconda del tipo di resina R utilizzata, verrÃ eventualmente effettuata una fase di post-cottura della stessa struttura 10 in un forno adeguato.

A questo punto la struttura multistrato 10, avente la forma dell'oggetto da realizzare, verrÃ staccato dallo stampo 20 (figure 4 e 5).

Le temperature da tenere nell'ambiente durante la lavorazione, come pure quelle dell'eventuale forno di essiccazione, saranno variabili in funzione delle caratteristiche della resina R scelta e sono note ad ogni esperto del ramo.

Ãˆ chiaro che alla struttura multistrato 10 ed al relativo procedimento per realizzarla fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti o di fasi, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Ãˆ anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad un esempio specifico, una persona esperta del ramo potrÃ senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di struttura multistrato e di procedimenti per realizzarle, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Struttura multistrato comprendente una pluralitÃ di strati (11, 12, 13) sovrapposti uno all'altro, ognuno dei quali Ã ̈ realizzato con uno o piÃ¹ elementi (15) in materiale legnoso, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti elementi (15) Ã ̈ provvisto di almeno una cavitÃ (16) nella quale Ã ̈ inserito un materiale di riempimento (R) che funge da collante di ciascuno di detti strati (11, 12, 13) con lo strato adiacente.
2. Struttura come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti strati (11, 12, 13) comprende una pluralitÃ di elementi (15) in materiale legnoso affiancati fra loro.
3. Struttura come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detta cavitÃ (16) Ã ̈ una scanalatura adiacente ad una superficie di detto elemento (15).
4. Struttura come nella rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta scanalatura Ã ̈ disposta parallelamente alle fibre di detto materiale legnoso.
5. Struttura come nella rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta scanalatura Ã ̈ disposta trasversalmente, o con angoli variabili, rispetto alle fibre di detto materiale legnoso.
6. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta cavitÃ (16) Ã ̈ un foro trasversale passante che attraversa l'intero spessore del corrispondente elemento (15).
7. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto materiale di riempimento (R) comprende una resina.
8. Struttura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende inoltre uno strato centrale realizzato con lamelle lignee in balsa, in materiale sintetico, o in altro materiale.
9. Procedimento per realizzare una struttura multistrato comprendente una pluralitÃ di strati (11, 12, 13) sovrapposti uno all'altro, ognuno dei quali comprende uno o piÃ¹ elementi (15) in materiale legnoso, caratterizzato dal fatto che comprende una prima fase durante la quale su almeno uno di detti elementi (15) di ciascuno strato (11, 12, 13) viene realizzata almeno una cavitÃ (16), una seconda fase in cui il primo di detti strati (11) Ã ̈ predisposto a secco sulla superficie (21) di uno stampo (20), una terza fase in cui ognuno degli strati successivi (12, 13) Ã ̈ predisposto a secco sulla superficie dello strato precedente (11, 12), ed una quarta fase durante la quale un materiale di riempimento (R), che funge da collante di ciascuno di detti strati (11, 12, 13) con lo strato adiacente, Ã ̈ inserito in dette cavitÃ (16), con la tecnica della infusione sottovuoto.
10. Procedimento come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta cavitÃ (16) Ã ̈ una scanalatura adiacente ad una superficie di detto elemento (15).
11. Procedimento come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta scanalatura Ã ̈ disposta parallelamente alle fibre di detto materiale legnoso.
12. Procedimento come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta scanalatura Ã ̈ disposta trasversalmente, o con angoli variabili, rispetto alle fibre di detto materiale legnoso.
13. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto che detti elementi (15) sono di larghezze estremamente contenute (da alcuni millimetri a qualche decimetro), disposte parallelamente fra loro e spaziate fra loro della misura necessaria all'infusione di detto materiale di riempimento (R).
14. Procedimento come nella rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la spaziatura fra detti elementi (15) Ã ̈ ottenuta mediante cucitura fra loro dei fasci paralleli di detti elementi (15).
15. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto che detti elementi (15) sono intrecciati fra loro.
16. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 15, caratterizzato dal fatto che detta cavitÃ (16) Ã ̈ un foro trasversale passante che attraversa l'intero spessore del corrispondente elemento (15).
17. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 16, caratterizzato dal fatto che dette cavitÃ (16) sono realizzate mediante stampatura, pressatura, o formatura di detti elementi (15) oppure mediante ricalcatura, incisione laser o lavorazione per asportazione di materiale .