ITVI20110137A1 - Filo di taglio per materiale lapideo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

Il presente trovato à ̈ generalmente applicabile nel settore tecnico della lavorazione dei materiali lapidei, ed ha particolarmente per oggetto un filo di taglio per il taglio in lastre di blocchi in materiale lapideo, nonché una macchina multifilo comprendente tale dispositivo.

Stato della tecnica

Per il taglio di materiali lapidei quali granito o marmo, sono noti fili di taglio costituiti da un cavo di supporto e trazione, generalmente in acciaio, al quale sono fissate, ad intervalli regolari, perle abrasive aventi un diametro leggermente superiore al diametro del cavo di trazione stesso. Tali perle sono realizzate mediante sinterizzazione di granelli di abrasivo, eventualmente prerivestiti ad esempio con rame cobalto per facilitare tale sinterizzazione.

In modo in sé noto, tali fili di taglio sono montati su apposite macchine, un esempio delle quali à ̈ noto dal brevetto italiano IT1304229, a nome Bideseimpianti S.r.l. .

Le perle possono essere fissate direttamente al cavo di supporto e trazione oppure ad uno strato intermedio generalmente in materiale plastico a sua volta fissato al cavo. Tale strato aumenta la capacità di assorbire senza danni eventuali urti.

Generalmente la parte di cavo di supporto tra le perle, che definisce una parte intermedia distanziale, à ̈ rivestita con materiale termoplastico, ad esempio poliuretano, mediante stampaggio. Tale rivestimento tra le perle, oltre a proteggere il cavo di supporto, contribuisce al fissaggio delle perle stesse assorbendo gli sforzi paralleli al cavo esercitati dalla pietra durante l’operazione di taglio.

Esempi di tale realizzazioni sono illustrati nei documenti DE102007008126, EP749798, EP1810771, US5855214, US6021773, US6105568, US6257223, WO0204160, WO2005014213, WO2008063002.

Tali noti fili di taglio hanno dimostrato, nella pratica, alcuni riconosciuti svantaggi, soprattutto per quel che riguarda le operazioni necessarie alla realizzazione degli stessi.

Un primo inconveniente, infatti, sta nel fatto che la perla deve essere realizzata a parte mediante un processo di sinterizzazione di polveri, metodo di per sé lento, dispendioso e di difficile attuazione. Un ulteriore inconveniente legato alla realizzazione della perla sta nella foratura della stessa quando non à ̈ possibile sinterizzarla direttamente cava.

Una volta realizzate le perle, poi, esse vanno infilate a mano una ad una sul cavo di supporto, con enorme dispendio di tempo e, di conseguenza, aggravio dei costi.

Una volta infilate le perle, poi, occorre chiudere ad anello il cavo metallico di supporto, operazione molto lenta e difficile da realizzare. Qualora quest’operazione non fosse realizzata perfettamente da personale esperto, poi, il punto di giunzione fra le due estremità libere del cavo rappresenterebbe un punto debole del filo, che potrebbe portare, con il tempo, alla rottura del filo stesso con potenziale pericolo per un eventuale operatore che si trovi nelle vicinanze e danni alla macchina multifilo.

Un ulteriore inconveniente legato alla realizzazione dei fili di taglio noti, poi, sta nella necessità di serrare ogni singola perla al cavo dopo averla opportunamente posizionata.

L’insieme delle operazioni sopra menzionate richiede un tempo estremamente lungo ed una grande quantità di lavoro manuale, cosa che aumenta i costi ed i tempi di produzione, oltre ai costi del prodotto finale.

Presentazione dell’invenzione

Scopo del presente trovato à ̈ quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un filo di taglio per materiali lapidei ed un relativo metodo di realizzazione di spiccata efficienza e relativa economicità.

Un altro scopo del trovato à ̈ mettere a disposizione un filo di taglio per materiali lapidei che possa essere realizzato in tempi relativamente brevi.

Un altro scopo del trovato à ̈ mettere a disposizione un filo di taglio per materiali lapidei che risulti sicuro sia per gli operatori che per la macchina sulla quale à ̈ montato.

Un altro scopo del trovato à ̈ mettere a disposizione un metodo per la realizzazione di un filo di taglio per materiali lapidei avente una produttività relativamente elevata.

Tali scopi, nonché altri che saranno più chiari in seguito, sono raggiunti da un filo di taglio per materiali lapidei ed un relativo metodo di realizzazione avente una o più delle caratteristiche qui descritte e/o rivendicate nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti definiscono forme di realizzazione vantaggiose del trovato.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un filo di taglio in una macchina multifilo per il taglio in lastre di blocchi in materiale lapideo secondo il trovato, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 Ã ̈ una vista parzialmente in sezione di un esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1;

la FIG. 2a à ̈ una vista parzialmente in sezione di un altro esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1, con in FIG.2b alcuni particolari ingranditi;

la FIG. 3a à ̈ una vista parzialmente in sezione dell’esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1 di FIG.2a, in cui lo strato protettivo 30 riveste anche le perle 20, con in FIG.3b alcuni particolari ingranditi;

la FIG. 4a à ̈ una vista parzialmente in sezione di un ulteriore esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1, con in FIG.4b alcuni particolari ingranditi;

la FIG. 5a à ̈ una vista parzialmente in sezione dell’esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1 di FIG.3a, in cui lo strato protettivo 30 riveste anche le perle 20, con in FIG.5b alcuni particolari ingranditi;

la FIG. 6 Ã ̈ una vista in sezione ingrandita di un ulteriore esempio di realizzazione del filo di taglio per materiale lapideo 1.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure allegate, il filo di taglio 1 in accordo con la presente invenzione, nella sua forma più essenziale, potrà includere un cavo di supporto in materiale metallico 10, ad esempio acciaio, sul quale sono direttamente realizzate una pluralità di perle abrasive 20, le quali sono destinate ad interagire con un blocco di materiale lapideo, ad esempio marmo, granito, cemento o materiale similare, per ridurlo in lastre.

Le perle 20 potranno comprendere un materiale base polimerico 21 nel quale à ̈ annegata una carica 22.

Il materiale polimerico delle perle 20 potrà essere di qualsivoglia natura, termoplastico oppure termoindurente.

Opportunamente, tuttavia, il materiale polimerico base 21 delle perle 20 potrà essere scelto nel gruppo costituito da: poliestere insaturo, resina epossidica, resina fenolica, resina acrilica, resina uretano acrilica, poliuretano, polimmide, polieteroimmide, poliammide.

Più in particolare, una prima resina termoindurente potrà essere una resina fenolica in polvere con un melting point compreso tra 95°C e 105°C, una flow distance (mm/125°C) tra 10 e 20, e preferibilmente tra 16 e 18 ed un agente indurente (esammina) tra 7 e 12% in peso rispetto alla resina.

Un’altra resina termoindurente potrà essere una miscela di resina fenolica in polvere con una flow distance (mm/125°C) tra 15 e 25, e preferibilmente tra 19 e 24, un agente indurente (esammina) tra 7 e 12% in peso rispetto a detta resina solida, un resolo fenolico liquido con un contenuto secco superiore al 70% in peso, preferibilmente tra 73% e 77% in peso.

Un’altra resina termoindurente potrà essere una miscela di resina fenolica in polvere, un agente indurente (esammina) tra 7 e 12% in peso rispetto a detta resina solida, un resolo fenolico liquido, una novolacca da cardanolo..

Opportunamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina fenolica liquida (resolo), con viscosità a 25°C tra 150 e 250 mPas, contenuto in resina a 135°C tra 65 e 80% in peso, fenolo libero tra 8% in peso e 30% in peso.

Vantaggiosamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina fenolica liquida modificata furanica, con viscosità a 25°C tra 150 e 250 mPas e contenuto in resina a 135°C tra 55 e 70% in peso.

Opportunamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina fenolica polvere modificata epossidica con melting point compreso tra 95°C e 105°C, flow distance (mm/125°C) tra 10 e 20, preferibilmente tra 16 e 18 ed un agente indurente (esammina) tra 7 e 12% in peso rispetto alla resina.

Vantaggiosamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina poliestere insaturo (liquido), con viscosità a 25°C tra 500 e 1500 mPa s, e gel time tra 512 minuti.

Opportunamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina poliestere insaturo modificato epossidica.

Vantaggiosamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina epossidica.

Un’altra resina potrà essere una resina epossidica diglicidil etere del bisfenolo A (DGEBA) ottenuta per condensazione del bisfenolo A con epicloridrina reticolata con novolacca da cardanolo con imidazoli quale catalizzatori. Opportunamente il contenuto in DGEBA à ̈ compreso tra il 60% e 80% in peso, in novolacca da cardanolo, preferibilmente avente viscosità a 25 °C superiore a 2500 cps, à ̈ compreso tra 20% e 80% in peso. Preferibilmente il catalizzatore à ̈ il 2 etil 4 metil imidazolo in quantità comprese tra 1% e 6% in peso rispetto al DGEBA.

Opportunamente, un’altra resina termoindurente potrà essere una resina acrilica e/o acrilica modificata che può essere indurita con raggi UV. Tali resine possono contenere almeno un fotoiniziatore.

Le resine termoplastiche potranno essere: polimmide, polieteroimmide con rammollimento Vicat 215°C e poliuretano.

Il filo 1 potrà includere una carica 22 che include, oppure essere costituita da, polvere e/o granuli di materiale abrasivo.

Nel presente documento, con la dizione “carica†e derivate si intende uno o più materiali solidi, chimicamente inerti.

Nel presente documento, con la dizione “polvere†e derivate si intende uno o più materiali solidi di diametro compreso fra 0,01 e 500 micrometri.

Nel presente documento, con la dizione “granuli†e derivate si intende uno o più materiali solidi di diametro compreso fra 501 micrometri e 4 millimetri.

Nel presente documento, con la dizione “materiale abrasivo†e derivate si intende un materiale, solitamente anche se non necessariamente di tipo minerale, che posto a contatto con un altro materiale à ̈ atto ad abraderlo. Generalmente, per svolgere la loro funzione i materiali abrasivi presentano durezza elevata.

Vantaggiosamente, il materiale abrasivo potrà essere di tipo superduro con una durezza Vickers maggiore o uguale a 40 GPa, e preferibilmente compresa fra 70 GPa e 150 GPa.

Opportunamente, la carica 22 potrà essere prevista in qualsivoglia parte del filo 1.

In una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva del trovato, tuttavia, la carica 22 potrà essere inclusa esclusivamente nella matrice polimerica 21 di ognuna delle perle 20, come illustrato nell’esempio di realizzazione di FIG.1.

Vantaggiosamente, il materiale abrasivo della carica 22 potrà essere scelto nel gruppo costituito da: diamante, diamante rivestito con cobalto rame, diamante silanizzato nitruro di boro cubico oppure una miscela di due o più di questi.

Il diametro medio della carica 22 potrà essere qualsivoglia. Opportunamente, tuttavia, il diametro medio dei granuli e/o della polvere di materiale abrasivo della carica 22 potrà essere compreso fra 0,15 mm e 0,5 mm, e preferibilmente compreso fra 0,3 mm e 0,4 mm.

Grazie alle caratteristiche di cui sopra, il filo secondo il trovato risulterà molto più semplice ed economico da realizzare rispetto ai fili dello stato della tecnica. Non à ̈ richiesta, infatti, la prefabbricazione di elementi sinterizzati né l’operazione di infilare le perle sul cavo di supporto e del relativo serraggio.

La carica 22 potrà essere presente nella matrice polimerica 21 in una percentuale compresa fra il 30% in peso e l’80% in peso rispetto al peso totale della carica 22 più la matrice polimerica 21. La percentuale in peso restante, naturalmente, sarà costituita dalla matrice polimerica 21.

Preferibilmente, la carica 22 potrà essere presente nella matrice polimerica 21 in una percentuale compresa fra il 35% in peso ed il 70% in peso rispetto al peso totale della carica 22 più la matrice polimerica 21.

Opportunamente, la carica 22 potrà includere, oltre alla polvere e/o ai granuli di materiale abrasivo, uno o più filler inorganici.

Nel presente documento, con la dizione “filler†e derivate si intende uno o più materiali solidi, chimicamente inerti, aventi proprietà abrasive inferiori rispetto a quelle del materiale abrasivo.

Vantaggiosamente, gli uno o più filler potranno avere una durezza inferiore rispetto a quella dei materiali abrasivi.

Ad esempio, il filler potrà essere scelto nel gruppo comprendente WC, SiC, Al2O3, TiO2, BN,SiO2(sabbia quarzifera), carbonato di calcio, silicati o similari o loro miscele.

Vantaggiosamente, la carica 22 potrà includere una percentuale compresa fra il 5% in peso ed il 70% in peso di filler rispetto al peso totale della carica 22, la percentuale in peso restante essendo costituita dalla polvere e/o i granuli abrasivi.

In un esempio di realizzazione preferito ma non esclusivo, la carica 22 potrà includere polvere di diamante al 50% in peso, filler avente dimensione compresa tra 0,2 e 0,3 mm al 25% in peso, filler avente dimensione compresa tra 0,1 e 0,2 mm al 20% in peso, filler avente dimensione inferiore a 0,1 mm al 5% in peso.

Il filo di taglio 1 può essere realizzato in qualsivoglia modo che consenta di realizzare sul cavo di supporto 10 le perle 20.

In una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva del trovato, le perle 20 potranno essere realizzate per stampaggio o colata della miscela costituita dal materiale polimerico base 21 e dalla la carica 22 sul cavo di supporto 10. Preferibilmente, la carica 22 potrà essere inclusa nel materiale polimerico base 21 a monte della fase di stampaggio o colata della stessa sul cavo 10.

Potrà essere prevista altresì una fase di realizzazione di uno strato 30 in un materiale polimerico termoplastico, ad esempio in poliuretano caricato o meno con materiale abrasivo, che potrà avere la funzione di protezione delle perle 20 e/o del cavo 10, di distanziale per le perle 20 stesse e/o di elemento ammortizzatore atto ad assorbire le vibrazioni durante l’uso del filo 1, così da aumentare la vita media delle perle 20.

Potrà essere prevista altresì una fase di realizzazione di uno strato di supporto 29 interposto tra la perla 20 ed il cavo 10 in materiale polimerico per incrementare l’ancoraggio delle perle 20 al cavo 10, come particolarmente visibile in FIG. 6. Preferibilmente, tale strato 29 à ̈ realizzato in materiale termoindurente epossidico costampato oppure precolato rispetto alla miscela costituita dal materiale polimerico base 21 e dalla la carica 22.

Vantaggiosamente, il cavo di supporto 10 potrà presentare forma anulare prima della fase di stampaggio o colata delle perle 20 sullo stesso, in modo da eliminare la lunga e difficoltosa fase di chiusura dei bordi liberi tipica dei fili di taglio dello stato della tecnica.

Ad esempio, qualora si disponga di una bobina di cavo lineare, lo stesso potrà essere chiuso ad anello precedentemente alla fase di realizzazione delle perle 20, ad esempio alcune ore o minuti o anche giorni prima.

Successivamente alla fase di chiusura ad anello, ad esempio, il cavo 10 potrà essere stoccato in magazzino, e prelevato all’atto della realizzazione delle perle 20.

In una prima forma di realizzazione, il filo 1 potrà essere realizzato per stampaggio a iniezione o colata delle perle 20 equidistanziate direttamente sul cavo di supporto 10 in un primo stampo e seguente stampaggio dello strato 30 del cavo di supporto con un termoplastico, ad esempio poliuretano, in un altro stampo. Nelle FIGG. 2a e 3a à ̈ illustrato un esempio del filo realizzato mediante tale processo, in cui gli stampi non sono stati illustrati poiché in sé noti.

In una seconda forma di realizzazione, il filo 1 potrà essere realizzato per costampaggio o colata delle perle 20 e dello strato 30 con materiale termoplastico in un unico stampo. Il prodotto in uscita potrà avere configurazione identica a quello delle FIGG.2a e 3a, in cui lo stampo non à ̈ stato illustrato poiché in sé noto.

Opportunamente, lo strato 30 potrà rivestire o meno anche le perle 20, in modo da agire da strato protettivo delle stesse. Ad esempio, nella configurazione illustrata in FIG. 2a, lo strato 30 potrà essere realizzato esclusivamente in corrispondenza del tratto di cavo 10 tra due perle successive, mentre in quella di FIG. 3a lo strato 30 riveste anche le perle 20.

In un’altra forma di realizzazione, il filo 1 potrà essere realizzato rivestendo dapprima il cavo 10 con materiale termoplastico per realizzare lo strato 30 e sovrastampando su di esso le perle 20. Vantaggiosamente, il rivestimento del cavo 10 in termoplastico può esse fatto mediante estrusione. Nelle FIGG. 4a e 5a à ̈ illustrato un esempio del filo realizzato mediante tale processo.

In un’altra forma di realizzazione, il filo 1 potrà essere realizzato mediante coestrusione direttamente sul cavo 10. Il primo strato interno 30 à ̈ continuo e su di esso viene estruso, ad intermittenza, un secondo strato che costituisce la perla 20. Il prodotto in uscita potrà avere configurazione identica a quello delle FIGG.4a e 5a.

Opportunamente, lo strato 30 potrà rivestire o meno anche le perle 20, in modo da agire da strato protettivo delle stesse. Ad esempio, nella configurazione illustrata in FIG. 4a, lo strato 30 rivestirà esclusivamente il cavo 10 in continuo, mentre in quella di FIG.5a lo strato 30 riveste anche le perle 20.

Tutte le forme di realizzazione illustrate nelle FIGG. dalla 1 alla 5b potranno prevedere o meno lo strato di supporto 29, che per semplicità à ̈ stato illustrato solo in FIG. 6.

Da quanto sopra descritto, appare evidente che l’invenzione raggiunge gli scopi prefissatisi.

L’invenzione à ̈ 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 potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela del trovato definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un filo di taglio impiegabile in macchine per il taglio a filo in lastre di un blocco in materiale lapideo, comprendente: - un cavo di supporto (10); - una pluralità di perle (20) accoppiate a detto cavo di supporto (10) per interagire con il blocco di materiale lapideo, in cui ognuna di dette perle (20) comprende un materiale polimerico base (21) ed una carica (22) almeno parzialmente annegata in detto materiale polimerico base (21), detta carica (22) includendo polvere e/o granuli di materiale abrasivo.
2. 2. Filo secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale abrasivo à ̈ di tipo superduro con una durezza Vickers maggiore o uguale a 40 GPa, e preferibilmente compresa fra 70 GPa e 150 GPa.
3. 3. Filo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto materiale abrasivo à ̈ scelto nel gruppo costituito da: diamante, diamante rivestito con cobalto rame, diamante silanizzato, nitruro di boro cubico oppure una miscela di due o più di questi.
4. 4. Filo secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detta carica (22) Ã ̈ costituita da polvere di materiale abrasivo avente diametro medio compreso fra 0,15 mm e 0,5 mm.
5. 5. Filo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale polimerico base (21) à ̈ scelto nel gruppo costituito da: resina poliestere insaturo, resina epossidica, resina fenolica, resina acrilica, resina uretano acrilica, poliuretano, polimmide, polieteroimmide, poliammide.
6. 6. Filo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta carica (22) à ̈ presente in detto materiale polimerico base (21) in una percentuale compresa fra il 30% in peso e l’80% in peso rispetto al peso totale della carica (22) e del materiale polimerico base (21), e preferibilmente compresa fra il 35% in peso ed il 70% in peso rispetto al peso totale della carica (22) e del materiale polimerico base (21).
7. 7. Filo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta carica (22) include almeno un filler in una percentuale compresa fra il 5% in peso ed il 70% in peso rispetto al peso totale della carica (22).
8. 8. Un metodo per la realizzazione del filo di taglio impiegabile in macchine per il taglio in lastre di un blocco in materiale lapideo in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di realizzazione su un cavo di supporto (10) di una pluralità di perle (20) suscettibili di interagire con il blocco di materiale lapideo, in cui ognuna di dette perle (20) comprende una matrice polimerica (21), il filo includendo una carica (22) che include polvere e/o granuli di materiale abrasivo.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui dette perle (20) sono realizzate per stampaggio o colata di detta matrice polimerica su detto cavo di supporto (10), detta carica (22) essendo eventualmente inclusa in detta matrice polimerica (21) prima di detta fase di stampaggio o colata della stessa su detto cavo (10).
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto cavo di supporto (10) presenta forma anulare prima di detta fase di stampaggio o colata di dette perle (20) sullo stesso.