IT201600105326A1 - Metodo ed apparato per produrre un corpo cavo chiuso in materiale composito - Google Patents

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo: “Metodo ed apparato per produrre un corpo cavo chiuso in materiale composito”.

SFONDO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione concerne un metodo ed un apparato per produrre un corpo cavo, in particolare un corpo cavo chiuso in materiale composito rinforzato con fibre, in particolare tramite impregnazione rapida ottenuta per iniezione o spalmatura o processo cosiddetto “squeeze casting” in alta pressione di resina ed utilizzo di un anima rimovibile in materiale atto a resistere a tale pressione e con bassa temperatura di fusione.

STATO DELL’ARTE

Nell’ambito della produzione di corpi cavi, risulta noto utilizzare, all’interno di stampi, anime di tipo rimovibile in sabbia o granulati conglomerati, cera, altri materiali sublimabili o a basso punto di fusione, per ottenere oggetti stampati dotati di cavità interne.

Con particolare riferimento al settore automobilistico e della robotica, negli ultimi anni si è assistito ad un notevole sviluppo della tecnologia di stampaggio di oggetti tramite impregnazione di compositi in fibra di carbonio per la necessità di soddisfare una sempre più crescente richiesta di produzione di elevate quantità di pezzi automobilistici e di bracci mobili leggeri e resistenti cercando di mettere a punto processi di produzione efficienti e ripetibili al tempo stesso.

In particolare, ha avuto una forte evoluzione la tecnologia cosiddetta HPRTM (High Pressure Resin Transfer Moulding), basata sull’impregnazione di fibra mediante iniezione in alta pressione di una resina d alta reattività in uno stampo mantenuto chiuso con forte azione di pressatura, ed anche la tecnologia cosiddetta Gap Injection basata sull’impregnazione di fibra mediante iniezione in bassa pressione di una resina ad alta reattività entro la cavità di uno stampo mantenuto sigillato ma leggermente aperto e successivamente richiuso con forte azione di pressatura.

La resina viene dosata in alta pressione e miscelata per alta turbolenza dei getti con una testa di miscelazione applicata alla cavità dello stampo che riproduce la sagoma del corpo da stampare, quale un pezzo strutturale. In questo caso si tratta di sagome non cave, aventi forme geometriche a lamina, eventualmente tridimensionali non eccessivamente incavate per evitare grinze indotte nella fibra da brusche variazioni di forma.

Nella cavità di stampaggio vengono posizionati strati di fibra, ad esempio di carbonio, tessuta e/o multidirezionale e/o monodirezionale e/o in forma di mat, sovrapposti e pressati tramite una pressa ad elevato carico di pressatura.

Durante l’iniezione, l’aria presente nella cavità e nel tessuto di fibre viene evacuata dallo stampo chiuso e sigillato tramite appositi elementi di tenuta mentre la resina scorre tra la trama pressata del tessuto fino a riempirlo e impregnarlo completamente scaricando un piccolo eccesso nelle zone di giuntura dello stampo. Affinché la resina possa scorrere nella trama del tessuto è però necessario che si stabilisca un battente di pressione tra il punto di iniezione della resina, su cui si affaccia la testa di miscelazione, ed il fronte di scorrimento della resina stessa impregnante la stoffa, affinché possa essere vinta la resistenza idraulica allo scorrimento.

La pressione, in corrispondenza del punto di iniezione, sale progressivamente nel corso della diffusione della resina fino a raggiungere valori molto elevati, tipicamente fino a 80 -100 bar, talvolta con picchi fino a 130 bar negli istanti finali di riempimento della cavità. Corrispondentemente, con la Gap injection la resina, miscelata per turbolenza indotta dall’alta pressione, riempie solo una parte della cavità dello stampo lasciato leggermente aperto (ad esempio con i semi-stampi mutuamente distanziati in apertura di 0,5 – 2 mm rispetto alla posizione di pressatura finale. Successivamente, la pressa chiude lo stampo generando una elevata pressione sulla resina e costringendo quest’ultima a scorrere e riempire tutti gli spazi interni alla fibra di carbonio. Un’elevata pressione finale è necessaria da un lato per via dell’elevata reattività della resina che negli anni è aumentata a tal punto da consentire l’estrazione di un pezzo stampato dopo circa 100 secondi, contro i 5 - 6 minuti che si avevano in passato, e dall’altro lato perché con un elevato picco finale di pressione è possibile compattare la resina stessa ottenendo pezzi in composito con valori percentuali in volume di resina molto ridotti, ad esempio di circa il 40% - 45% sul totale. Questi valori percentuali sono oggi paragonabili con quello che si ottiene in autoclave con composito pre-impregnato (cosiddetto “Prep-preg”) per pezzi destinati ad esempio al settore aeronautico.

Dunque, per produrre pezzi in composito con elevate caratteristiche strutturali tramite tecnologia “HPRTM” o “Gap injection” occorre raggiungere nel processo valori di almeno 80 bar di pressione specifica sulla superficie del pezzo: non sussistono particolari problemi a riguardo se i pezzi da realizzare sono di tipo sostanzialmente bidimensionali, vale a dire del tipo a lamina o lastriformi, quindi non cavi.

Tuttavia se i pezzi da produrre devono essere cavi in modo tale da avere una maggiore rigidezza meccanica ed al contempo un peso ed un’inerzia molto ridotti, occorre allora stampare due semi-gusci che successivamente vengono mutuamente saldati o incollati. In alternativa, occorre fare uso di un’anima. E’ noto l’utilizzo di anime leggere destinate a rimanere nel corpo in modo permanente, ovvero anime non rimovibili, ad esempio in balsa o schiuma poliuretanica, che però possono sopportare pressioni non superiori a circa 15-20 bar. In alternativa possono essere adoperate anime piuttosto pesanti di tipo rimovibile, ad esempio realizzate in un materiale conglomerato poroso rigido di tipo idrosolubile, che in acqua si disgrega per essere evacuato attraverso fori praticati nel corpo cavo stampato. Anche l’uso di questo secondo tipo di anime rimovibile è limitato ad applicazioni con pressioni di stampaggio non superiori a circa 30 bar. E’ da segnalare anche la possibilità di utilizzare elementi a vescica riempiti di liquido per contrastare la pressione della resina iniettata; tuttavia in questo caso sussistono delle difficoltà nell’estrazione degli elementi a vescica. Inoltre, gli elementi a vescica hanno dei limiti nella precisione geometrica che riescono a conferire alla cavità degli oggetti cavi, in particolare hanno difficoltà a raggiungere eventuali angoli acuti della cavità da definire e, dato lo spessore necessario per la resistenza della vescica stessa, purtroppo la loro estrazione richiede aperture abbastanza ampie per la loro rimozione.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Uno scopo dell’invenzione è di migliorare i sistemi noti per lo stampaggio di corpi cavi.

Un altro scopo è di fornire un nuovo metodo ed apparecchiatura che consentano di ottenere, tramite pressioni di stampaggio più elevate, corpi cavi chiusi realizzati in un unico pezzo, dotati di caratteristiche meccaniche qualitativamente superiori e dotati di inserti o accessori integralmente vincolati al materiale composito rinforzato con fibre.

Un altro scopo dell’invenzione è di fornire un metodo ed un apparato che consentano di ottenere oggetti cavi chiusi con tempi di processo molto contenuti, per garantire un’elevata produttività, riducendo altresì i consumi energetici necessari al processo di stampaggio.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Questi scopi, ed ulteriori vantaggi vengono conseguiti tramite un metodo ed un apparato come definiti nelle rivendicazioni.

In particolare, in un primo aspetto dell’invenzione è fornito un metodo per produrre un corpo cavo chiuso secondo quanto definito nella rivendicazione 1.

In un secondo aspetto dell’invenzione, è previsto un apparato per implementare il metodo secondo la rivendicazione 1, come definito nella rivendicazione 12.

Grazie al metodo e apparato secondo l’invenzione, è possibile conseguire gli scopi prefissati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche del metodo e dell’apparato risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue, con riferimento ai disegni, in cui:

La Figura 1 è una vista schematica di un apparato secondo l’invenzione, in cui è visibile una prima versione di stampo ed un dispositivo di miscelazione ed iniezione della resina, con relativo sistema di controllo schematizzato;

Le Figure 2A e 2B mostrano una seconda versione di stampo incluso nell’apparato secondo l’invenzione;

Le Figure 3A e 3B sono due diverse viste prospettiche schematiche esemplificative di un corpo cavo in materiale composito rinforzato con fibre, in particolare un braccio robotizzato cavo dotato di inserti e realizzato con il sistema secondo la presente invenzione;

Le Figure 4, 5, 6 sono sezioni prese rispettivamente lungo i piani IV-IV, V-V, VI-VI in Figura 3B;

La figura 7A mostra, in via schematica ed esemplificativa, un’anima rimovibile in materiale bassofondente, dotata di inserti e di un canale longitudinale di distribuzione per la resina, utilizzabile con il sistema secondo l’invenzione per ottenere il corpo cavo;

La figura 7B mostra metà dell’anima rimovibile, tagliata longitudinalmente, mostrata in Figura 7A;

La figura 8A mostra, in via schematica ed esemplificativa, un’altra versione di anima rimovibile in materiale bassofondente, analoga a quella di Figura 7A ma dotata di canali trasversali di distribuzione per la resina;

La figura 8B mostra metà dell’anima rimovibile, tagliata longitudinalmente, mostrata in Figura 8A;

Le Figure 9A e 9B sono due viste prospettiche di uno stampo per la formatura dell’anima rimovibile in materiale bassofondente utilizzabile con il sistema secondo l’invenzione per ottenere il corpo cavo in materiale composito rinforzato con fibre;

La Figura 10 è un diagramma relativo alla scelte del materiale bassofondente, in particolare del campo di temperatura di fusione, per l’anima rimovibile in funzione delle caratteristiche della resina per lo stampaggio del corpo cavo chiuso.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Con riferimento alle figure allegate, viene descritto un apparato 1 ed un metodo per produrre un corpo cavo chiuso 2 in materiale composito rinforzato con fibre, in particolare tramite impregnazione con diffusione in alta pressione di resina ed utilizzo di un anima 3 rimovibile in materiale basso-fondente. In particolare, il materiale basso-fondente comprende una lega metallica eutettica che dev’essere scelta adeguatamente, in base a determinate proprietà meccaniche e temperatura di fusione, specificate più avanti.

La resina scelta per l’impregnazione può essere di tipo epossidica, poliuretanica, vinilestere, poliestere insatura, fenolica o altra idonea tipologia.

Il corpo 2 cavo chiuso, ottenibile con l’apparato 1 ed il metodo secondo l’invenzione, può essere ad esempio un elemento strutturale, in particolare ma in maniera non limitativa, un braccio per robot o un elemento destinato alla realizzazione di parte di un veicolo, o in generale qualsiasi elemento che necessiti di avere elevate caratteristiche di resistenza meccanica e al tempo stesso un ridottissimo peso.

Tale corpo cavo chiuso 2 può comprendere inserti in metallo o altro materiale idoneo, che possono servire all’interconnessione tra più parti.

Gli inserti possono essere: cerniere, pulegge, alberi, spine, piastre con fori filettati o spine di riferimento e montaggio, dadi di assiemaggio, piastre per il fissaggio a telai, bielle, corone circolari, piastre dotate di numerosi dentini per favorire la trasmissione degli sforzi tra composito e inserto, oppure valvole e contenitori in Alluminio, Bronzo, Ottone, o in materiali plastici come il poliossimetilene (POM) o polietereterchetone (PEEK) ecc..

Con riferimento alle figure 9A, e 9B schematiche, l’apparato 1 comprende una coppia di semi-stampi 4A, 4B che insieme definiscono una prima cavità di formatura 4 per l’ottenimento dell’anima 3 in materiale bassofondente.

L’apparato 1 comprende una seconda cavità di formatura 8, di volume maggiore rispetto alla prima cavità 4, destinata ad accogliere l’anima 3 - opportunamente avvolta con un tessuto di fibre 29 di rinforzo – e a ricevere la resina per lo stampaggio in alta pressione del corpo cavo chiuso 2.

La sopramenzionata seconda cavità 8 di formatura viene definita da una coppia di semi-stampi 10A, 10B, che compongono uno stampo 10 una cui prima versione è mostrata nella Figura 1. Una seconda versione dello stampo indicata con 10’ – configurato per operare secondo la tecnologia “Gap injection” - è mostrata nelle Figure 2A, 2B.

Nella prima cavità di formatura 4 viene versato, allo stato fuso, il materiale bassofondente per realizzare - tramite stampaggio per colata – l’anima 3 rimovibile destinata ad essere utilizzata per ricavare una cavità 5 interna del corpo cavo chiuso 2 finale. In altre parole, la geometria dell’anima 3 è tale da riprodurre la geometria della cavità 5 che si desidera definire nel corpo cavo chiuso 2.

Nell’anima 3 che viene ottenuta risultano incorporati i suddetti inserti o accessori 7 destinati a permanere definitivamente nel corpo 2 cavo chiuso.

A tale scopo, la prima cavità 4 di formatura comprende zone di alloggiamento 33a, 33b (visibili nelle figure 9A, 9B)conformate per l’alloggiamento e posizionamento dei suddetti inserti 7a, 7b o accessori destinati a formare, con il materiale bassofondente colato, un unico blocco, vale a dire un’anima 3 inglobante i suddetti inserti 7. In particolare, nella prima cavità 4 di formatura, su una superficie interna 32 di essa, sono ricavate porzioni a risalto o nervatura 34 (meglio visibili in figura 9B) atte a formare sull’anima 3 opportuni canali 6 di distribuzione-resina conformati per guidare e distribuire la resina durante la fase di iniezione.

Due diverse versioni di canali 6 di distribuzione dell’anima 3 sono meglio mostrate nelle Figure da 7A a 8B.

Le porzioni a risalto o nervature 34 si estendono linearmente e presentano una sezione avente una prima parte di base di forma rettangolare, oppure quadra, oppure trapezoidale, ed una seconda parte di sezione avente una forma triangolare, oppure una forma a semicerchio, oppure una forma a lunetta. L’area della sezione totale di tali nervature 34 può variare da 0.2 a 8 millimetri quadri.

Vantaggiosamente, i canali 6 di distribuzione consentono di ottenere una più omogenea e rapida diffusione della resina che impregna gli strati di fibra 29 che sono avvolti attorno all’anima 3.

Nei suddetti inserti 7a, 7b, quali ad esempio bussole metalliche, flange, perni, occhielli, sono ricavate piccole cavità e piccoli canali 35 e/o opportune aperture passanti 36, in cui la lega metallica bassofondente fusa penetra durante la colata. Nella fase di stampaggio dell’anima 3, tali canali o cavità 35 e aperture passanti 36, hanno la funzione di ricevere il materiale bassofondente eutettico fuso che, solidificando, porta ad avere un mutuo fissaggio con sotto-squadro tra gli inserti 7a, 7b stessi e la rimanente parte dell’anima 3 costituita da materiale bassofondente eutettico.

In particolare, gli inserti 7a, 7b risultano così fissati ad una sezione 17a, 17b dell’anima 3, come mostrato in 7A.

In questo modo si riesce a fissare rigidamente all’anima 3 gli inserti 7a, 7b che successivamente dovranno risultare rigidamente fissati nella la cavità 5 del corpo cavo 2. In particolare, alcuni inserti possono servire al posizionamento preciso dell’anima 3 all’interno del corpo cavo 2 allo scopo di ottenere una cavità 5 perfettamente centrata: in tal modo, una volta che l’anima 3, avvolta con le fibre 29, viene compressa dai semi-stampi 10A, 10B, è possibile ottenere spessori del corpo 2 in composito aventi strette tolleranze dimensionali. Una volta terminato il processo di stampaggio con iniezione di resina, durante la successiva fusione per la rimozione dell’anima 3, le suddette cavità 35 di fissaggio vengono svuotate del materiale fuso per gravità mentre le aperture passanti 36 agiscono da canali di drenaggio per l’evacuazione all’esterno del materiale eutettico liquido derivante dalla fusione dell’anima 3 rimovibile.

Una volta drenata all’esterno l’anima 3 fusa, nel corpo cavo chiuso 2 rimane definita la desiderata cavità 5 interna, mentre gli inserti 7a, 7b risultano permanentemente vincolati al corpo 2 cavo chiuso finale mediante la solidificazione sotto pressione della matrice di resina che impregna la fibra 29 anche a contatto con gli inserti 7a, 7b stessi.

Grazie a questa configurazione e modalità operativa si conseguono due vantaggi: il vantaggio di posizionare rigidamente e con precisione l’anima 3 entro lo stampo 10 tramite gli inserti anche quando il composito viene schiacciato dalla pressione di pressatura e il notevole vantaggio di evitare di dover praticare dei fori di evacuazione sull’oggetto cavo 2 ottenuto, garantendo così caratteristiche meccaniche del pezzo molto più performanti (rispetto ad un corpo con forature che presenta dei punti di intensificazione di stress) e semplificando e velocizzando altresì il processo di produzione.

In alternativa a quanto sopra descritto, è possibile ricavare per lavorazione successiva sull’anima 3 i suddetti canali 6 distribuzione.

Inoltre, grazie ai canali 6 di distribuzione ricavati sull’anima 3, anziché sulla superficie della cavità di stampaggio del corpo cavo 2, si ottiene il seguente vantaggio: le protuberanze di resina che derivano dalla solidificazione della resina che riempie tali canali 6, rimangono nascosti all’interno del corpo cavo 2 chiuso, fornendo quindi un vantaggio dal punto di vista estetico, risultando invisibili dall’esterno. Inoltre, tali protuberanze solidificate possono assolvere alla funzione di nervature di rinforzo interno.

I semi-stampi 10A, 10B, che definiscono la seconda cavità 8 di formatura, sono opportunamente dotati di guarnizioni di tenuta 16, e sono mobili reciprocamente da una posizione chiusa di stampaggio, ad una posizione aperta per l’estrazione del corpo cavo 2 stampato.

Nella versione dello stampo 10’ del tipo Gap injection, oltre ad opportune guarnizioni di tenuta 16, sono altresì previste opportune porzioni di accoppiamento e tenuta 37 (Figura 2A) configurate per contenere la resina anche quando i due semi-stampi 10A’ 10B’ sono leggermente distanziati (0,5-2 mm) uno dall’altro, prima della fase finale di pressatura della resina.

La prima cavità 4 di formatura per la realizzazione dell’anima 3 è ottenuta tramite una ulteriore coppia di semi-stampi 4A, 4B, distinti dai semi-stampi 10A, 10B o 10A’, 10B’ sopra menzionati.

Nell’apparato 1 sono previsti mezzi 13 di riscaldamento e termostatazione sia per la coppia di semi-stampi 10A, 10B o 10A’, 10B’sia per i semi-stampi 4A e 4B. Tali mezzi 13 di riscaldamento e termostatazione comprendono opportuni condotti per la circolazione del fluido riscaldante (quale acqua o olio diatermico), e/o appositi elementi a candela elettrica per termostatare sia l’anima 3 che il materiale composito che forma il corpo cavo chiuso 2. I condotti per la circolazione del fluido riscaldante e gli elementi a candela elettrica sono mostrati in forma schematica e indicati con il numero di riferimento 38.

L’apparato 1 comprende un dispositivo 18 di miscelazione ad alta pressione disposto per iniettare, in un’intercapedine 9 che risulta definita tra l’anima 3 e superficie della seconda cavità 8 di formatura, la resina destinata ad impregnare le fibre 29 di rinforzo. Nell’intercapedine 9 è interposta la fibra 29 atta a costituire il guscio di composito; tale fibra 29 può essere già compressa per effetto della chiusura completa dello stampo oppure parzialmente compressa durante la parziale chiusura, nel caso dello stampo 10’ di tipo adatto alla Gap injection. Nello stampo 10 o 10’, tramite mezzi generatori di vuoto 14, quale una pompa di aspirazione e apposita valvola del vuoto 15, collegata alla cavità 8 di formatura, viene praticato un certo grado di vuoto, per evitare la formazione di sacche d’aria.

I mezzi 14 generatori di vuoto operano per ridurre la quantità d’aria nell’intercapedine 9 di formatura per evitare che rimangano residui di aria intrappolata tra le fibre e agevolare il processo di iniezione e diffusione della resina.

I mezzi 14 generatori di vuoto, in particolare, comprendono un serbatoio del vuoto, opportuni elementi valvolari 15 e di aspirazione, per generare, nella configurazione chiusa dei due semi-stampi, il richiesto grado di vuoto o depressione necessaria per evitare che rimangano residui di aria intrappolata tra le fibre.

I canali ricavati nello stampo facilitano anche l’evacuazione dell’aria. La resina penetra attraverso le zone vuote definite tra adiacenti fibre 29 oppure nei vuoti che risultano nella trama del tessuto.

Sono previsti, nei semi-stampi 10A, 10B, o 10A’, 10B’ uno o più sensori 11 per rilevare, nell’intercapedine 9 di formatura, la pressione della resina iniettata.

Inoltre, sono previsti uno o più sensori 12 di presenza per rilevare il fronte di avanzamento della resina nell’intercapedine 9.

Il/i sensore/i 12 di presenza, in particolare, comprendono sensori di tipo induttivo. E’ prevista un’unità elettronica CU di controllo di tipo programmabile operativamente collegata a, i sensori 11, 12, i mezzi 13 di riscaldamento e termostatazione, il dispositivo 18 di miscelazione ad alta pressione ed ai mezzi 14 generatori di vuoto.

Grazie al segnale del/i sensore/i 11 di pressione, l’unità elettronica CU di controllo regola la portata dei componenti della resina reagente che viene diminuita, mantenendo il rapporto stechiometrico, con una legge a gradini, in particolare con due o più gradini, per limitare ad un valore voluto la pressione di iniezione della resina.

Il/i sensore/i 12 induttivi di presenza, raggiunti dalla resina inviano un corrispondente segnale all’unità di controllo CU che comanda l’interruzione dell’iniezione.

Con riferimento alla Figura 1, viene descritto lo schema del sistema di dosaggio e iniezione della resina, ottenuta dalla miscelazione di due componenti A, B altamente reattivi.

Per semplicità di esposizione, verrà descritto più in dettaglio il circuito di alimentazione e di controllo per uno solo dei due componenti, ad esempio il componente A, essendo il circuito di alimentazione e di controllo del componente B del tutto analogo.

Il dispositivo 18 di miscelazione ad alta pressione comprende due iniettori 21A, 21B per l’alimentazione dei rispettivi componenti A, B polimerici chimicamente reattivi che vengono prelevati da rispettivi serbatoi 19 e 20.

Una portata QA del componente A contenuto nel serbatoio di stoccaggio 19, viene alimentata all’ugello iniettore 21A tramite una linea di mandata 22 comprendente un filtro 23, una pompa dosatrice P1 operativamente collegata ad un motore elettrico M1, ed un trasduttore di flusso 24A posto a valle della pompa P1. La linea di mandata 22 alla testa di miscelazione ad alta pressione 18 è ulteriormente collegabile al serbatoio di stoccaggio 19 mediante una prima linea 25 di ricircolo del componente A ad una pressione inferiore a quella con la quale lo stesso componente deve essere iniettato nella testa 18 per la miscelazione con l’altro componente B. Lungo le linee di mandata sono previsti rispettivi scambiatori di calore 28A, 28B disposti per portare i rispettivi componenti A e B alla idonea temperatura prima della miscelazione.

E’ prevista una valvola 26 di sezionamento del circuito di ricircolo 25, mentre con 27 è stata indicata una seconda linea di ricircolo componente A verso il serbatoio 19.

Quanto sopra vale esattamente per la portata QB del componente B contenuto nel serbatoio 20, controllato dal trasduttore di flusso 24B, alimentata a sua volta ad un rispettivo ugello 21B del dispositivo di miscelazione 18 tramite la pompa dosatrice P2 operativamente collegata ad un proprio motore elettrico M2.

L’unità di controllo CU provvede a calcolare e controllare, con l’ausilio dei suddetti sensori 11 e 12, le portate QA e QB col dovuto rapporto di reazione tra le due resine reagenti A e B.

L’unità di controllo CU agisce sui motori M1, M2 delle pompe dosatrici P1, P2, per controllare in tempo reale le portate dei componenti A, B.

In particolare, l’unità di controllo CU è operativamente collegata ai motori M1 e M2 delle pompe dosatrici P1, P2 ed include al suo interno una memoria, o memorie 30A, 30B programmate con un software atto a generare i segnali QRA, QRB di una portata di riferimento rispettivamente per le due resine reagenti A e B da alimentare rispettivamente all’ugello 21A, 21B del dispositivo di miscelazione ad alta pressione 18.

L’unità di controllo CU opera confrontando i segnali QRA, QRB di portata di riferimento, contenuti nelle memorie 30A, 30B, con i segnali effettivi di portata QA, QB rilevati sulle rispettive due resine reagenti A e B.

Nel caso della resina reagente A, il segnale QRA della portata di riferimento generato dalla memoria 30A dell’unità di controllo CU, viene confrontato in anello chiuso, in un primo nodo N1 con un segnale di portata QA del componente A alimentato all’ugello 21A della testa di miscelazione 18; il segnale di portata QA rilevato dal trasduttore di flusso 24A, viene retro azionato all’unità di controllo CU ad esempio tramite un convertitore impulsi/frequenza 31A.

Un segnale E1 derivante dal confronto in N1 tra il segnale di riferimento QRA ed il segnale della portata QA addotta all’ugello 21A, viene inviato ad un circuito di comando del motore elettrico M1.

Come precedentemente accennato, quanto detto per il componente A, vale anche per il componente B; in figura 1, con QB è indicata la portata misurata dal trasduttore di flusso 24B, con QRB è stato indicato il segnale di portata di riferimento generato dalla memoria 30B.

Come già descritto, l’unità elettronica CU di controllo regola la portata della resina che viene diminuita con una legge a gradini, in particolare con due o più gradini.

Viene ora descritto il funzionamento dell’apparato 1 e quindi il metodo secondo l’invenzione.

La lega metallica bassofondente eutettica, in accordo con il presente metodo, viene scelta accuratamente in modo da soddisfare determinate condizioni che vengono nel seguito chiarite con l’ausilio del diagramma di Figura 10. Nel diagramma di Figura 10 sono evidenziate, lungo l’asse delle temperature: un campo operativo di stampaggio A (RTM, resintransfer Molding), scelto, con un certo margine di sicurezza al disotto della temperatura di fusione TmeltCoredella lega eutettica, ed un campo operativo C di fusione-evacuazione dell’anima, e di successivo ulteriore indurimento della resina, entrambi definiti con un certo margine al di sopra della temperatura di fusione TmeltCoredella lega eutettica. Quindi tra il campo A ed il campo C, mutuamente distanziati, risulta interposta una finestra di sicurezza B che indica la differenza di temperatura che intercorre tra la fase di stampaggio dell’oggetto cavo 2 e la successiva fase di fusione ed evacuazione dell’anima 3 con contestuale trattamento di post-indurimento della resina.

La lega eutettica oltre ad avere una buona resistenza meccanica alle sollecitazioni indotte dalla pressione di chiusura dello stampo e da quella della resine iniettata, deve avere una temperatura TmeltCoredi fusione con una stretta tolleranza vale a dire deve avere una piuttosto ristretta finestra di valori di temperatura in cui fondere. Diversamente, con finestre di temperatura di fusione troppo ampie, non si avrebbe un’adeguata ripetibilità di processo bensì risultati finali sul prodotto ottenuto poco prevedibili.

Utilizzando, per l’iniezione, una resina epossidica avente una temperatura massima TpostCureMAXsopportabile senza danneggiarsi e alla quale si sottopone il composito ad un trattamento di post-indurimento, è necessario adottare una lega metallica eutettica che sia fisicamente e geometricamente stabile durante tutta la fase di iniezione e distribuzione della resina, e che, successivamente sia facilmente fondibile e drenabile dal corpo cavo 2 ad una temperatura avente un valore Tevac.Coretale da garantire la completa e rapida evacuazione dell’anima 3 senza eccedere la suddetta temperatura massima TpostCureMAXsopportabile dalla resina.

In sostanza, in accordo col metodo dell’invenzione, dev’essere soddisfatta la seguente relazione,

TmeltCoreXB< Tevac.Core< TpostCureMAX

dove con TmeltCoreè indicata la temperatura di fusione della lega eutettica. In sede di rimozione dell’anima 3, la lega viene riscaldata ad una temperatura Tevac.Coredi fusioneevacuazione-anima che, per garantire il completo, efficace e rapido drenaggio della lega stessa, è maggiorata rispetto alla temperatura di fusione TmeltCoredi una quantità XBche può variare tra circa 1°C e la temperatura massima di post-curing della resina, in funzione della specifica geometria del corpo 2 e dell’anima 3 e delle caratteristiche dei materiali che li compongono. Inoltre, come descritto più avanti, la Tevac.Coreviene scelta in modo da operare contemporaneamente alla fusione anche un post-indurimento della resina, ottenendo pertanto sinergicamente sia un risparmio energetico sia un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del pezzo ottenuto.

Per la realizzazione dell’anima 3, si procede nel modo seguente.

Nella prima cavità di formatura 4, una volta posizionati i sopramenzionati inserti 7, viene colata allo stato fuso la lega metallica eutettica, scelta, come già sopra detto, in funzione della resina utilizzata.

Per evitare problemi di formazione di bolle, di ritiri e di incollaggi, la prima cavità di formatura 4 viene cosparsa di una polvere distaccante, e poi portata ad una temperatura di formatura Tformprossima al punto di fusione della lega eutettica. In particolare, la temperatura di formatura (Tform) è di poco superiore alla temperatura di fusione dell’anima 3, per consentire una sua rapida estrazione al termine dell’operazione di formatura.

Generalizzando, la temperatura di formatura Tformè legata alla temperatura di fusione della lega eutettica secondo la relazione:

Tform= TmeltCore+ XC,

in cui XCha un valore compreso tra circa 1°C e circa 15°C.

Lo stampo in cui è ricavata la prima cavità di formatura 4 presenta opportuni fori con spine di estrazione e una guarnizione di sigillatura per evitare eccessive bave o perdite incontrollate della lega fusa.

Si versa o inietta quindi la lega metallica fusa nella prima cavità di formatura 4.

Come accennato in precedenza, la lega fusa si insinua nelle aperture passanti 36 ricavate negli inserti 7 e solidificando stabilisce la connessione meccanica con sotto-squadro tra gli inserti 7 stessi e la rimanente parte in lega eutettica dell’anima 3.

Una volta formata, l’anima 3 viene rimossa, ripulita della sostanza distaccante e si procede ad una rimozione di eventuale sbavature di lega eutettica.

Viene così ottenuto un assieme che può essere utilizzato per ricavare, in una successiva fase di stampaggio ad iniezione di resina reattiva, la cavità interna del corpo cavo chiuso che si desidera ottenere. Tale assieme quindi è composto da

- un’anima 3 stampata per colata di una lega metallica bassofondente, e

- inserti 7a, 7b o accessori solidamente vincolati a sezioni 17a, 17b dell’anima 3 tramite cordoni di lega fusa penetrati, durante il precedente stampaggio per colata, in appositi canali 35 ed aperture passanti 36 in sottosquadro che sono previsti sugli inserti 7a, 7b) o ac cessori.

Sugli inserti 7a, 7b o accessori e sull’anima 3 risultano definiti punti di aggancio atti a consentire lo staffaggio dell’assieme su un supporto di una macchina utensile per effettuare le richieste lavorazioni per asportazione. Il fermo piazzamento sulla macchina utensile rende possibile una corretta lavorazione per asportazione di materiale ad esempio sugli stessi inserti 7 o accessori, e/o sul materiale composito che risulterà applicato sul presente assieme al termine dello stampaggio ad iniezione della resina reattiva impregnante le fibre 29, come di seguito descritto.

Verificata la corretta posizione degli inserti ed assenza di bolle superficiali o sotto pelle, sulla superficie dell’anima 3 inglobante gli inserti 7, viene applicato uno strato, o più strati, mediante fasciatura o deposizione di strati alternati, di fibre di carbonio 29 orientate secondo determinate direzioni o secondo configurazioni multidirezionali.

Sull’anima 3 possono essere ricavate opportuni recessi o sporgenze a forma di strisce o di spine conformate sia per agevolare l’avvolgimento dello strato o di strisce di fibre 29 sia per fornire zone di appiglio e bloccaggio per esse in una corretta posizione.

A tale scopo, sulle superfici interne della prima cavità di formatura 4, e preferibilmente anche sulle zone destinate al mutuo contatto e chiusura o giunzione dei due semistampi 4A, 4B, vengono previste zone cave che consentono la formazione sull’anima 3, in sede di stampaggio, delle protrusioni destinate all’aggrappaggio delle fibre 29 che vengono avvolte sull’anima 3 rimovibile. Le suddette zone cave possono estendersi in maniera ondulata, oppure zigrinata, oppure hanno una forma a rebbi di pettine e sono sagomate in modo che le protrusioni di aggrappaggio da definire sull’anima 3 abbiano altezze fino ad un valore corrispondente allo spessore dello strato di fibre 29 che vengono successivamente avvolte sull’anima 3.

In alternativa all’avvolgimento della fibra sull’anima 3 è prevista l’applicazione delle fibre di carbonio 29 dapprima nella semi-cavità di formatura e, una volta inserita l’anima 3 in quest’ultima, è prevista l’applicazione di altre fibre di carbonio 29 sull’anima 3 prima della chiusura della cavita di formatura 8.

L’anima 3, prima di essere chiusa nella seconda cavità di formatura 8, può essere preventivamente riscaldata, per evitare che la sua temperatura eccessivamente bassa possa alterare il corretto scorrimento della resina iniettata.

I due semi-stampi 10A, 10B, vengono chiusi in pressione oppure, nel caso dei semistampi 10A’, 10B’( gap injection), vengono accostati e tenuti parzialmente aperti fino ad una distanza D (“Gap”) reciproca di 0,5 - 2 mm dalla posizione di chiusura sotto pressatura per dare inizio all’iniezione; l’unità di controllo CU attiva il generatore di vuoto 14 per raggiungere la depressione opportuna all’interno dell’intercapedine 9, che può assumere valori compresi tra 400 e 5 millibars assoluti.

L’unità di controllo CU attiva una o più valvole di apertura-chiusura del canale attraverso cui viene generato il vuoto: tali valvole, su comando, chiudono pneumaticamente o idraulicamente l’ingresso del canale da cui è applicato il vuoto non appena giunge ad esso il fronte della resina.

L’unità di controllo CU comanda i mezzi 13 di riscaldamento e termostatazione affinché i due semi-stampi 10A, 10B vengano preriscaldati ad una temperatura di stampaggio Tmoldopportuna. In particolare la temperatura di stampaggio Tmolddeve essere compresa tra un valore minimo di temperatura di stampaggio TmoldMINed un valore massimo di temperatura di stampaggio TmoldMAXche dev’essere minore della temperatura di fusione TmeltCoredella lega euttettica. In particolare, viene applicata la seguente relazione:

TmoldMAX= TmeltCore– XA,

in cui XAha un valore uguale o superiore di 1°C in funzione della geometria e caratteristiche dei materiali dell’anima 3 e della resina.

Una volta avviata la fase di iniezione, il sensore 11 di pressione ed il sensore 12 di presenza-resina, in comunicazione con l’unità UC di controllo, assicurano la corretta operazione di riempimento dell’intercapedine 9 di formatura. Una volta rilevato un valore di riferimento della pressione nello stampo 10 o 10’, l’unità di controllo CU diminuisce la portata del flusso a gradini. Raggiunto il riempimento l’unità rileva un picco di pressione compreso tra 30 e 300 bar e dispone il dispositivo di miscelazione 18 nella modalità di ricircolo dei componenti A, B, terminando così la fase di iniezione.

Nella versione con stampo 10’ di tipo “Gap injection”, il dispositivo di controllo misura la quantità totale iniettata e la presenza della resina in apposite posizioni tramite i sensori di presenza 12 distribuiti nello stampo, e dispone il dispositivo di miscelazione 18 nella modalità di ricircolo comandando successivamente la completa chiusura in pressione dei due semistampi 10A’, 10B’, stesso tramite la pressa.

Atteso il dovuto tempo di indurimento (“curing”), si procede con l’apertura dei semistampi 10A, 10B e l’estrazione dell’assieme 2’ ottenuto, costituito dall’anima 3 con inserti 7 e dalla sovrastruttura stampata in composito rinforzato, precursore del corpo cavo 2 chiuso.

A questo punto, una volta raffreddato l’assieme 2’, si può approfittare della elevata resistenza e rigidezza meccanica dell’assieme anima 3, inserti 7 e corpo in composito rinforzata con fibre (polimerizzato), per agevolarne il posizionamento su determinate macchine utensili per l’eventuale lavorazione meccanica, ad esempio per asportazione, di zone degli inserti 7 o di parte in composito.

Lo staffaggio dell’anima 3 su un supporto per macchina utensile avviene sfruttando punti di aggancio previsti sugli inserti 7 e eventualmente anche sull’anima 3.

Vantaggiosamente, gli inserti 7a, 7b stessi e l’anima 3 possono essere dotati di protrusioni esterne o di zone di aggancio che possono fungere da punti di bloccaggio e sbloccaggio afferrabili con precisione da pinze automatiche e da dispositivi di staffaggio; in tal modo è possibile movimentare i pezzi in automatico con elevata precisione, velocità e ripetitività senza pericolo di danneggiarne le superfici ed è possibile staffare i pezzi rigidamente alle tavole delle macchine utensili per le relative lavorazioni meccaniche.

L’anima 3 presente nell’assieme 2’ fornisce una grande rigidezza e resistenza alla deformazione, allo staffaggio e alle vibrazioni causate dalla lavorazione sulle macchine utensili. Inoltre, l’anima 3 metallica favorisce lo smaltimento del calore che si genera nella lavorazione.

Una volta terminate le eventuali lavorazioni meccaniche, l’assieme del corpo cavo 2’,contenente ancora l’ anima e posizionato su un apposito supporto a dima, viene introdotto in forno che lo riscalda ad aria, o induzione, alla temperatura di fusione-evacuazione-anima Tevac.Coresopra discussa, per avviare la rimozione dell’anima 3.

La lega eutettica fusa, fluisce attraverso le aperture passanti 36 ricavate negli inserti 7, e cola liberando la cavità 5 che risulta definita nel corpo cavo 2 chiuso e lasciando ben vincolati a quest’ultimo gli inserti 7 che ne fanno parte integrante. La lega eutettica fusa viene raccolta per essere utilizzata nuovamente per formare un’altra anima. L’eventuale messa in rotazione o movimento dell’assieme 2’ facilita l’evacuazione della lega anche da zone o sacche di ristagno.

Come si evince da quanto descritto, un’importante peculiarità del presente metodo è data dalla accurata scelta della combinazione di materiali (lega eutettica e resina) unita alla definizione di vantaggiose temperature di processo. In particolare, l’oculata scelta del materiale eutettico in funzione della resina utilizzata, e la corretta scelta della temperatura di formatura Tformdell’anima 3, della temperatura di stampaggio Tmolddella resina, e della temperatura di fusione-evacuazione Tevac.Coreconsentono di ottenere vantaggi sulla velocità di processo oltreché sul consumo energetico e sulla qualità del corpo cavo chiuso 2 ottenuto.

In via esemplificativa possono essere forniti alcuni valori di parametri di processo ed alcuni materiali idonei ad essere utilizzati nel processo descritto. Ad esempio, utilizzando una resina epossidica, idonea per la tecnologia HPRTM, avente una temperatura TpostCureMAXmassima sopportabile di 155 °C, si può operare con una temperatura di stampaggio TmoldMINminima di 100°C, una temperatura di stampaggio TmoldMAXmassima di circa 120-135°C. In questo caso è possibile utilizzare una lega metallica eutettica in Bismuto-Stagno, avente una temperatura di fusione TmeltCore di 137°C.

La fusione ed evacuazione dell’anima 3 potrà essere effettuata ad una temperatura Te-

vac.Corecompresa tra la temperatura minima di post-curing e la temperatura massima TpostCure-

MAXdi post-curing sopportabile dalla resina pari a 155 °C: ad esempio la temperatura Tevac.Corepuò essere di circa 145°C.

Utilizzando invece una resina reagente per tecnologia HPRTM avente una TpostCureMAXmassima sopportabile di 110°C, si sceglierà un’altra lega eutettica, secondo le relazioni sopra descritte, si potrà operare con una temperatura di stampaggio TmoldMINminima di 80°C, una temperatura di stampaggio TmoldMAXmassima di circa 95°C, ed una temperatura Tevac.Coredi fusione-evacuazione pari a circa 100°C.

La leghe eutettiche possono essere:

- una lega Stagno-Zinco,

- una lega Bismuto-Piombo,

- una lega Bismuto-Piombo-Stagno,

- una lega Bismuto-Piombo-Stagno-Cadmio-Indio,

- una lega Bismuto- Stagno-Indio,

- una lega MCP 69 contenente Bismuto-Piombo-Stagno-Cadmio

- una lega MCP 137 contenente Bismuto-Stagno

o altre idonee leghe.

Da quanto descritto, è evidente che il nuovo metodo ed apparato 1 consentono di ottenere corpi cavi 2 chiusi realizzati in un unico pezzo aventi prestazioni meccaniche e lavorabilità a sulle macchine utensili superiori, utilizzando pressioni di stampaggio molto elevate finora mai raggiunte nei sistemi di stampaggio di corpi cavi in unico pezzo.

Gli oggetti 2 cavi chiusi che si ottengono possono presentare pareti in composito rinforzato molto sottili ad elevata densità di fibra, quindi molto leggeri ma altrettanto resistenti a sforzi esterni di torsione, trazione e compressione.

Vengono altresì raggiunti sia lo scopo di ottenere oggetti cavi chiusi in tempi di processo molto ridotti, con un’elevata produttività, sia lo scopo di ridurre altresì i consumi energetici necessari al processo di stampaggio.

Grazie alla scelta di specifiche leghe eutettiche, in relazione alla resina utilizzata, è possibile ottenere anime 3 molto rigide e compatte, con un modulo di elasticità prossimo a quello dell’alluminio.

Un altro vantaggio derivante dall’utilizzo di anime 3 in metallo basso-fondente è dato dalla possibilità di inserire sensori annegati nell’anima per analizzare determinati parametri di processo, utili per garantire la ripetitività delle caratteristiche meccaniche dei pezzi stampati, in particolar modo per le produzioni di serie.

I sensori, per esempio sensori piezoelettrici per rilevare pressione e temperatura, o induttivi o capacitivi per rilevare il passaggio del fronte della resina oppure la entità della polimerizzazione di quest’ultima, possono essere inseriti nell’anima 3 allo scopo di rilevare i parametri di processo quali pressione, temperatura, grado di polimerizzazione. Possono essere adottati sensori resistenti alle elevate temperature, ed aventi dimensioni molto ridotte, così da consentirne il recupero una volta fusa l’anima 3 nella quale o sulla quale sono posizionati.

Grazie al fatto che le leghe eutettiche non hanno caratteristiche di accentuato rammollimento prima della temperatura di fusione, si può beneficiare di una costanza di geometria e di consistenza e resistenza meccanica alle pressioni. La lega eutettica si comporta quindi, anche in prossimità del punto di fusione, come un metallo solido e subisce la transizione da fase solida a fase liquida senza influenzare il processo o la geometria del pezzo da ottenere. Inoltre, la lega eutettica non si lega col carbonio delle fibre né con gli inserti in metallo (alluminio, acciaio, bronzo, ottone) che presentano punti di fusione decisamente superiori tali da non innescare alcun fenomeno di saldatura per contatto.

Da quanto sopra descritto ed illustrato, è evidente che il metodo e l’apparato 1 secondo l’invenzione raggiungono i prefissati scopi di velocizzare (con conseguenti vantaggi sul piano produttivo) e migliorare le caratteristiche meccaniche e di precisione dei corpi cavi chiusi in composito rinforzato.

Quanto è stato detto e mostrato nei disegni allegati, è stato fornito a titolo illustrativo delle caratteristiche innovative dell’apparato 1 e altre modifiche potranno essere apportate all’apparato 1, o a parti di esso, senza con ciò fuoriuscire dalle rivendicazioni.

In pratica, i materiali, nella misura in cui risultano compatibili con lo specifico uso e con i rispettivi singoli elementi a cui sono destinati, possono essere scelti opportunamente in funzione dei requisiti richiesti ed in funzione dello stato della tecnica disponibile.

E’ possibile configurare e dimensionare l’apparato 1, con possibili varianti e/o aggiunte a quanto sopra descritto ed illustrato nei disegni allegati.

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per produrre un corpo cavo chiuso (2) in materiale composito ottenuto da resina reattiva rinforzata con fibre (29), comprendente le fasi di: - a1) fornire, tramite due semistampi (4A, 4B), una prima cavità (4) di formatura per lo stampaggio di un’anima (3) rimovibile destinata ad essere utilizzata per ricavare una cavità (5) interna di detto corpo cavo chiuso (2), e posizionare in detta prima cavità (4) di formatura uno o più inserti (7) o accessori destinati a rimanere incorporati in detto corpo (2) cavo chiuso finale, - a2) prevedere, sulle superfici interne di detta prima cavità (4), porzioni a risalto (34) conformate per ricavare, su detta anima (3), canali (6) per l’alimentazione e distribuzione preferenziale di detta resina reattiva durante l’iniezione, - a3) predisporre, sulle superfici interne di detti semistampi (4A, 4B), zone cave per ricavare su detta anima (3) protrusioni per l’aggrappaggio delle fibre (29) durante l’avvolgimento su detta anima (3) rimovibile, - b) versare o iniettare in detta prima cavità (4) di formatura un materiale bassofondente fuso avente una temperatura di fusione (TmeltCore) in modo da stampare per fusione detta anima (3) rimovibile a cui rimangono vincolati detti inserti (7) o accessori, in cui detti uno o più inserti (7) o accessori hanno temperature di fusione superiori a detta temperatura (TmeltCore) e comprendono cavità e canali (35) ed aperture passanti (36), nei quali detto materiale bassofondente allo stato fuso penetra durante la colata, e viene ricevuto così da stabilire un fissaggio con sottosquadro tra detti uno o più inserti (7a, 7b) o accessori ed una sezione (17a, 17b) di detta anima (3), - c) definire, tramite una coppia di semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’), una seconda cavità (8) di formatura, avente un volume maggiore di detta prima cavità (4) di formatura, - d) posizionare in detta seconda cavità (8) di formatura detta anima (3) provvista di detti inserti (7) o accessori e alla quale è avvolto un materiale in fibre di rinforzo (29), ed utilizzare superfici degli inserti (7) e protuberanze di detta anima (3) per il saldo posizionamento di detta anima (3), dotata di detti inserti (7a, 7b) all’interno di detta seconda cavità (8) di formatura; - e) termostatare detta coppia di semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’) ad una temperatura (Tmold) compresa tra un valore minimo di temperatura di stampaggio (TmoldMIN) ed un valore massimo di temperatura di stampaggio (TmoldMAX) minore di detta temperatura di fusione (TmeltCore), dove TmoldMAX= TmeltCore– XA, in cui XAha un valore uguale o superiore a 1°C in funzione di parametri geometrici e caratteristiche dei materiali di detta anima (3) e detto corpo cavo (2) chiuso, - f) iniettare o distribuire tramite un dispositivo (18) di miscelazione di tipo meccanico o di tipo ad alta pressione, in un’intercapedine (9) definita tra anima (3) e superficie di detta seconda cavità (8) di formatura, una resina destinata ad impregnare detto materiale (29) in fibre di rinforzo così da ottenere un assieme (2’) precursore di detto corpo cavo (2) chiuso, incorporante detti inserti (7) e contenente ancora al proprio interno detta anima (3), e pressare la resina reagente e detto materiale (29) in fibre di rinforzo mediante il raggiungendo di una pressione di picco della resina reagente nella fase di riempimento di detta seconda cavità (8) di formatura oppure tramite il completamento della chiusura di detta coppia di semistampi (10A’, 10B’) sottoposti ad una pressione di serraggio, e lasciare indurire detta resina ad una temperatura (Tcure) di indurimento, - g) sottoporre detto assieme (2’) ad una temperatura di fusione-evacuazioneanima (Tevac.Core) per fondere ed evacuare detta anima (3) rimovibile attraverso dette aperture passanti (36), e contemporaneamente effettuare un post-indurimento di detta resina, detta temperatura di fusione-evacuazione-anima (Tevac.Core) essendo scelta in modo da soddisfare la seguente relazione: TmeltCoreXB< Tevac.Core< TpostCureMAX dove XBha un valore minimo di 1°C in funzione della geometria e caratteristiche di detta resina e detto materiale basso-fondente, e TpostCureMAXè la massima temperatura sopportabile da detta resina senza danneggiarsi.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dette porzioni a risalto (34) si estendono linearmente e presentano una sezione avente una prima parte di base di forma rettangolare, oppure quadra, oppure trapezoidale, ed una seconda parte di sezione avente una forma triangolare, oppure una forma a semicerchio, oppure una forma a lunetta, la sezione totale avendo un’area da 0.2 a 8 millimetri quadri, ed in cui dette zone cave si estendono in maniera ondulata, oppure zigrinata, oppure hanno una forma a rebbi di pettine e sono sagomate in modo che dette protrusioni di aggrappaggio abbiano altezze fino ad un valore corrispondente allo spessore dello strato di fibre (29) che vengono successivamente avvolte su detta anima (3).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui durante detta fase f) di iniezione e/o distribuzione è previsto generare un certo grado di vuoto all’interno di detta intercapedine (9), compreso tra 400 e 4 millibars assoluti.
4. 4. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase f) di iniezione e/o distribuzione ha luogo ad una pressione compresa tra 1 e 130 bar assoluti.
5. 5. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale bassofondente comprende una lega metallica scelta in un gruppo comprendente: - una lega Stagno-Zinco, - una lega Bismuto-Piombo, - una lega Bismuto-Piombo-Stagno, - una lega Bismuto-Piombo-Stagno-Cadmio-Indio, - una lega Bismuto- Stagno-Indio, - lega MCP 69 contenente Bismuto-Piombo-Stagno-Cadmio, - lega MCP 137 contenente Bismuto-Stagno,
6. 6. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in detta fase a1) è previsto configurare una superficie interna (32) di detta prima cavità (4) di formatura con porzioni a nervatura (34) destinate a ricavare, durante detta fase b), su detta anima (3) canali (6) di distribuzione atti a guidare e distribuire la resina nella fase f) di iniezione e/o distribuzione.
7. 7. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui la fase di formatura dell’anima (3) avviene portando detta prima cavità (4) di formatura ad una temperatura di formatura (Tform) di poco superiore alla temperatura di fusione dell’anima (3), per consentire un corretto riempimento da parte di detto materiale bassofondente e consentire una successiva più rapida estrazione dell’anima (3) appena formata dopo il raffreddamento, detta temperatura di formatura (Tform) soddisfacendo la seguente relazione: Tform= TmeltCore+ XC, in cui XCha un valore compreso tra 1°C e 15°C.
8. 8. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detta resina è scelta in un gruppo comprendente: resine epossidiche, resine poliuretaniche, vinil-estere, poliesteri insaturi, resine fenoliche.
9. 9. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui quantità dosate di un primo (A) ed un secondo (B) componente chimicamente reattivi vengono alimentate, con rapporto di reazione costante, ad un dispositivo (18) di miscelazione ad alta pressione, avente ugelli (21A, 21B) di iniezione per i rispettivi singoli componenti reagenti (A, B), in cui ciascun ugello di iniezione (21A, 21B) è operativamente collegato ad un serbatoio di stoccaggio (19, 20) della rispettiva resina reagente (A, B) mediante una corrispondente pompa dosatrice (P1, P2) controllata da un’unità elettronica (CU) di controllo di tipo programmabile, ed in cui è previsto, tramite detta unità elettronica (CU), controllare sia la pressione all’interno di detta intercapedine (9) di formatura tramite uno o più sensori (11) di pressione, sia l’avanzamento di detta resina tramite un sensore (12) di presenza-resina.
10. 10. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente inoltre la fase h) di staffare su un supporto per macchina utensile, tramite punti di aggancio previsti su detti inserti (7) e detta anima (3), detto assieme (2’) reso rigido dalla presenza di detta anima (3) al suo interno, ed effettuare una lavorazione con asportazione di materiale su detto assieme (2’).
11. 11. Assieme atto a ricavare, in fase di formatura, la cavità interna di un corpo cavo chiuso (2), detto assieme comprendendo: - un’anima (3) ottenuta tramite stampaggio per colata di una lega metallica bassofondente in una prima cavità (4) di formatura, ed - inserti (7a, 7b) o accessori aventi canali (35) ed aperture passanti (36) in sottosquadro, detti inserti (7a, 7b) o accessori essendo solidamente vincolati a sezioni (17a, 17b) di detta anima (3) tramite cordoni di lega fusa penetrati, durante detto stampaggio per colata, in detti canali (35) ed aperture passanti (36) in sottosquadro, - su detti inserti (7a, 7b) o accessori e su detta anima (3) essendo ricavati punti di aggancio atti a consentire lo staffaggio di detto assieme su un supporto di una macchina utensile per effettuare lavorazioni per asportazione una volta che su detto assieme viene stampato il materiale composito rinforzato generante detto corpo cavo (2).
12. 12. Apparato per produrre un corpo cavo chiuso (2) in materiale composito di resina reattiva rinforzata con fibre (29), comprendente: - una prima cavità (4) di formatura atta a ricevere un materiale basso-fondente per lo stampaggio di un’anima (3) rimovibile destinata ad essere utilizzata per ricavare una cavità (5) interna di detto corpo cavo chiuso (2), - detta prima cavità (4) di formatura comprendente zone di alloggiamento (33) per uno o più inserti (7a, 7b) o accessori destinati a rimanere incorporati in detto corpo (2) cavo chiuso finale, - una coppia di semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’) che mutuamente definiscono, in configurazione chiusa, una seconda cavità (8) di formatura avente un volume maggiore di detta prima cavità (4) di formatura ed atta a ricevere e supportare rigidamente tramite apposite superfici di posizionamento e riscontro detta anima (3) dotata di detti inserti (7) ed avvolta da un materiale (29) in fibre di rinforzo, - mezzi (13) di riscaldamento e termostatazione per detta coppia di semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’), - un dispositivo (18) di miscelazione meccanica o ad alta pressione per iniettare, in un’intercapedine (9) definita tra anima (3) e superficie di detta seconda cavità (8) di formatura, una resina reattiva destinata ad impregnare detto materiale (29) in fibre di rinforzo, - mezzi a sensore (11) di pressione e mezzi a sensore (12) di presenza per rilevare la pressione e l’avanzamento di detta resina in detta intercapedine (9), - un’unità elettronica (CU) di controllo di tipo programmabile operativamente collegata a detti mezzi a sensore (11) di pressione, a detti mezzi a sensore (12) di presenza, a detti mezzi (13) di riscaldamento e termostatazione e a detto dispositivo (18) di miscelazione meccanica o ad alta pressione per controllare la temperatura di detta coppia di semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’), per controllare l’iniezione e distribuzione della resina durante il processo di stampaggio di detto corpo cavo chiuso (2) e per comandare la chiusura delle valvole del vuoto all’arrivo del fronte della resina.
13. 13. Apparato secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre mezzi (16) di tenuta per la sigillatura dei due semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’) nella posizione di completa chiusura.
14. 14. Apparato secondo la rivendicazione 12 oppure 13, comprendente inoltre mezzi (37) di accoppiamento a tenuta ricavati su detti semi-stampi (10A’, 10B’), e configurati per contenere a tenuta la resina iniettata sia quando detti semi-stampi (10A’, 10B’) sono completamente chiusi per compattare la resina con il materiale in fibre (29) e, sia quando detti semistampi (10A’, 10B’) sono reciprocamente posizionati, in configurazione non ancora completamente chiusa, ad una distanza (D) di apertura fino a 2 mm.
15. 15. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui detta unità elettronica (CU) è configurata per ridurre a gradino, in funzione di soglie di pressione impostate, le portate di iniezione dei componenti reagenti (A, B) di detta resina, e per interrompere l’iniezione quando viene raggiunto un picco di pressione finale compreso tra 30 e 210 bar oppure al raggiungimento di una desiderata quantità di resina iniettata.
16. 16. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 15, comprendente inoltre mezzi (14) generatori di vuoto configurati per ridurre la pressione in detta intercapedine (9) di formatura.
17. 17. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 16, comprendente una valvola di chiusura (15) comandata pneumaticamente o idraulicamente per chiudere il canale di applicazione del vuoto all’arrivo del fronte della resina.
18. 18. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 17, in cui in detta prima cavità (4) di formatura sono ricavate porzioni a nervature (34) atte a formare su detta anima (3) canali (6) per l’alimentazione preferenziale e distribuzione della resina reattiva in detta intercapedine (9) durante la fase di iniezione, dette porzioni a nervatura (34) presentando una sezione avente una prima parte di base di forma rettangolare, oppure quadra, oppure trapezoidale, ed una seconda parte di sezione avente una forma triangolare, oppure una forma a semicerchio, oppure una forma a lunetta, la sezione totale avendo un’area da 0.2 a 8 millimetri quadri.
19. 19. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 12 a 18, in cui detta prima cavità (4) di formatura viene definita da una ulteriore coppia di semistampi (4a; 4b) distinta da detta coppia di semistampi (10A, 10B; 10A’, 10B’).
20. 20. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 12 a 19, in cui su superfici interne di detta prima cavità (4) di formatura e su zone di mutuo contatto e chiusura sono ricavate zone cave atte a formare su detta anima (3), per via della penetrazione di lega metallica fusa, protrusioni per l’aggrappaggio delle fibre (29), dette zone cave estendendosi in maniera ondulata, oppure zigrinata, oppure avendo una forma a rebbi di pettine ed essendo sagomate in modo che dette protrusioni di aggrappaggio abbiano altezze fino ad un valore corrispondente allo spessore dello strato di fibre (29) che dev’essere applicato su detta anima (3).
21. 21. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 12 a 20, in cui detti semi-stampi (10A, 10B; 10A’, 10B’) sono dotati internamente di apposite sedi per il fermo posizionamento di detti inserti (7a, 7b) e di detta anima (3) durante la pressatura e l’iniezione di resina.
22. 22. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 12 a 21, in cui detti mezzi (13, 38) di riscaldamento e termostatazione comprendono condotti per la circolazione di un fluido ed elementi a candela elettrica per la termostatazione di detta anima (3) e del materiale composito formante detto corpo cavo chiuso (2).