IT201900009915A1

IT201900009915A1 - Giunzione composito-metallo basata su superficie ingegnerizzata e relativo metodo di realizzazione

Info

Publication number: IT201900009915A1
Application number: IT102019000009915A
Authority: IT
Inventors: Pasquale Giorgio De; Maurizio Romeo
Original assignee: Torino Politecnico; T O B S A S Di Maurizio Romeo
Priority date: 2019-06-24
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2020-12-24

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“GIUNZIONE COMPOSITO-METALLO BASATA SU SUPERFICIE INGEGNERIZZATA E RELATIVO METODO DI REALIZZAZIONE”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, in accordo con il preambolo della rivendicazione 1. In particolare, viene illustrata una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici ed un metodo per realizzare tale giunzione. La giunzione, oggetto della presente invenzione, è utilizzabile in strutture complesse ottenute dall'assemblaggio di materiali diversi per esigenze funzionali e/o estetiche, come ad esempio nel settore aeronautico, spaziale, energetico (nei generatori eolici, pale di turbine), automobilistico (veicoli da competizione) e nel settore medicale.

Nelle attuali giunzioni, i materiali compositi e metallici vengono incollati mediante adesivi di vario tipo, a singolo o doppio componente, utilizzando o meno passaggi in forno a temperatura controllata. Per favorire l'adesione della resina nella giunzione inoltre si operano tecniche aggiuntive, come ad esempio abrasioni meccaniche delle superfici metalliche della giunzione, oppure si asporta meccanicamente l'ossido metallico superficiale della giunzione. Queste tecniche aggiuntive rendono più complesso ed inefficiente il processo di realizzazione di tali giunzioni.

Le tecniche di incollaggio presentano una serie di inconvenienti qui di seguito illustrati.

Un primo inconveniente è dovuto alle limitate proprietà meccaniche di adesione dell'adesivo che di conseguenza comportano limitate proprietà meccaniche, come ad esempio elasticità e resistenza alle sollecitazioni della giunzione.

Un’altra problematica è dovuta alla differente dilatazione termica fra i due materiali della giunzione che, in caso di riscaldamento, sono in grado di provocare insorgenza di tensioni residue all'interfaccia della giunzione incollata e quindi di produrre il cedimento dell'adesivo.

Un’ulteriore problematica è dovuta all’invecchiamento dell’adesivo in seguito all’usura meccanica dello stesso, rendendo la giunzione meno durevole e meno affidabile.

Un altro inconveniente è dovuto all’influenza delle radiazioni UV che contribuiscono a deteriorare l’adesivo e a ridurne le prestazioni, rendendo la giunzione meno affidabile.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere questi ed altri problemi dell’arte nota, in particolare di indicare una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici senza utilizzare adesivi tra i due materiali.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di indicare una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici con elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche dovute, ad esempio, alla presenza di carichi statici e ciclici.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di indicare una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici in grado di distribuire eventuali tensioni residue di dilatazione termica in modo molto più efficiente.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di indicare una giunzione con elevata affidabilità fra materiali compositi a fibra e materiali metallici.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di indicare una giunzione resistente alle radiazioni UV fra materiali compositi a fibra e materiali metallici.

Gli scopi sopra indicati si applicano parimenti ad un metodo per realizzare una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici.

L’invenzione descritta consiste in una giunzione comprendente materiali compositi a fibra lunga o corta e materiali metallici, e relativo metodo di realizzazione di detta giunzione.

Un materiale composito a fibra ed un materiale metallico sono connessi a livello della loro struttura interna mediante una opportuna geometria della superficie metallica, realizzabile attraverso processi di manifattura additiva, come ad esempio da microfusione di letto di polvere. La presente invenzione consente di ottenere una giunzione ad elevata resistenza meccanica e prolungata affidabilità fra i due materiali. Si sfrutta inoltre la presenza di una atmosfera controllata ed inerte, tipica dei processi di manifattura additiva metallici, per prevenire l'ossidazione superficiale del metallo ottenendo una giunzione migliorata.

Una tecnica per la realizzazione di materiali compositi, che non impiega adesivi, viene discussa ad esempio nel documento “A HYBRID METAL-TO-COMPOSITE JOINT FABRICATED THROUGH ADDITIVE MANUFACTURING PROCESSES” di Thomas J. Whitney e collaboratori, presentato presso IMECE2012 (International Mechanical Engineering Congress & Exposition), il 9-15 Novembre 2012 ad Houston, Texas (USA).

Tale documento illustra l’applicazione della tecnologia additiva per la microfusione di metallo, come titanio, su un substrato di fibre di carbonio, in modo da ottenere un materiale composito.

La soluzione tecnica proposta da detto documento non descrive una giunzione fra materiali compositi e materiali metallici, in quanto tipicamente i processi additivi da microfusione di polveri hanno specifiche di processo molto stringenti che non consentono il loro abbinamento con altre tecnologie, come ad esempio quella dei materiali compositi. Pertanto, in genere, risulta essere molto difficoltoso realizzare giunzioni fra materiali compositi e metalli senza l'impiego di adesivi.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose della presente invenzione sono oggetto delle unite rivendicazioni che formano parte integrante della presente descrizione.

L’invenzione verrà di seguito descritta dettagliatamente attraverso esempi di realizzazione non limitanti con particolare riferimento alle figure allegate, in cui:

- le Figure 1a e 1b rappresentano schematicamente la struttura di alcuni materiali compositi a fibra utilizzabili in una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 2 rappresenta schematicamente una giunzione fra un materiale composito a fibra di Figura 1 ed un materiale metallico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 3 rappresenta un diagramma di flusso esemplificativo di un metodo per la produzione della giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici di Figura 2;

- la Figura 4 esemplifica schematicamente una struttura comprendente almeno una giunzione fra un materiale composito a fibra ed un materiale metallico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Con riferimento alla Figura 1, un materiale composito è caratterizzato dalla presenza di almeno due costituenti (o fasi), ovvero una fase continua (o matrice) ed una fase dispersa (rinforzo o apporto). In genere, la matrice è costituita da un materiale continuo ed omogeneo, che ha la funzione di racchiudere il rinforzo, in modo da garantire la coesione del materiale composito e di garantire che le particelle, o le fibre, di rinforzo presentino la giusta dispersione all'interno del composito e non si abbia segregazione. La matrice può essere ad esempio un composto a base polimerica (Nylon, resine epossidiche) oppure può essere un composto a base metallica (alluminio, titanio), a base di carbonio (grafitico o amorfo) o a base ceramica (allumina). Il rinforzo viene disperso attraverso varie tecniche all'interno della matrice ed ha il compito di assicurare rigidezza e resistenza meccanica del materiale composito, assumendo su di sé la maggior parte del carico esterno. Il rinforzo può essere realizzato da particelle, fibre o strutture laminari (pannelli, sandwich). I rinforzi con fibre possono essere a fibre lunghe o corte, le fibre possono essere costituite da vetro, carbonio (grafitico o amorfo), ceramiche (allumina) e fibre Aramidiche (Kevlar). Le fibre possono essere tra loro intrecciate in modo da realizzare una struttura bidimensionale più o meno estesa all’interno della matrice, come ad esempio un tessuto realizzato con fibre di carbonio.

La Figura 1a rappresenta schematicamente un materiale composito a fibra lunga 140 utilizzabile in una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Fibre lunghe 120 sono disposte in modo ordinato secondo una o più direzioni in una matrice 110, per cui le caratteristiche meccaniche macroscopiche del materiale composito a fibra lunga 140 sono globalmente anisotrope. La Figura 1b rappresenta schematicamente un materiale composito a fibra corta 150 utilizzabile in una giunzione fra materiali compositi e materiali metallici, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Fibre corte 130 sono disposte in modo disordinato nella matrice 110, per cui le caratteristiche meccaniche macroscopiche del materiale composito a fibra corta 150 sono globalmente isotrope. Alternativamente, le fibre corte 130 possono essere disposte in modo ordinato lungo una o più direzioni nella matrice 110, in tal caso le caratteristiche meccaniche macroscopiche del materiale composito a fibra corta 150 sono globalmente anisotrope.

La Figura 2 rappresenta schematicamente una giunzione 200 fra il materiale composito a fibra lunga 140 ed un materiale metallico 210, come ad esempio leghe di alluminio, titanio, acciai e leghe a base Nickel, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Come descritto precedentemente, il materiale composito a fibra lunga 140 comprende le fibre lunghe 120, che sono disposte in modo ordinato secondo una o più direzioni nella matrice 110.

La presente invenzione si basa sulla ingegnerizzazione di almeno una superficie di interfaccia 215 del materiale metallico 210 a contatto con il materiale composito a fibra, come ad esempio il materiale composito a fibra lunga 140. La superficie di interfaccia 215 viene progettata e realizzata mediante processi di fabbricazione additiva. Fra questi si cita in modo esemplificativo, e non esaustivo, la tecnologia a microfusione di polveri metalliche. I processi di microfusione di polveri si basano sulla concentrazione localizzata di una fonte di calore, come ad esempio LASER o a fasci di elettroni, in grado di produrre un cambio di stato del metallo con elevato grado di dettaglio dimensionale. La polvere metallica di partenza subisce un processo di fusione e successiva solidificazione secondo strati successivi e sovrapposti, fino all'ottenimento della geometria finale desiderata. Appositi impianti attualmente in commercio sono in grado di gestire l'intero processo a partire dall'approvvigionamento di polvere, alla movimentazione di tale polvere, alla regolazione dell'atmosfera controllata, alla regolazione della sorgente termica ed alla movimentazione della giunzione 200 in corso di realizzazione. Le tecnologie di microfusione di polvere sono indirizzate a materiali metallici, tipicamente leghe di alluminio, titanio, acciai e leghe a base Nickel. La loro diffusione è incrementata nell'ultimo decennio grazie allo sviluppo della filiera legata alla manifattura additiva comprendente sistemi di progettazione dedicati, come ad esempio software per l'ottimizzazione topologica e l'attrezzaggio dell’impianto, affinamento delle tecniche di produzione e controllo delle polveri, stabilizzazione dei processi e delle macchine dell’impianto, messa a punto dei trattamenti termici postproduzione e sensibilizzazione crescente degli utilizzatori finali alla nuova tecnologia. Fra i vantaggi principali associati a componenti ottenuti da microfusione di polveri è la complessità geometrica (freeform) a fronte di ridotte o inesistenti complicazioni del processo di produzione della giunzione 200. Questa caratteristica risponde ad esigenze di alleggerimento, controllo locale delle tensioni, controllo locale della refrigerazione forzata, aumento della versatilità di stampi e prototipi. I processi menzionati si svolgono in presenza di atmosfera inerte comprendente ad esempio argon o altri gas, per prevenire l'ossidazione della polvere durante le fasi di microfusione. Il processo avviene in camere stagne con insufflazione di gas.

La superficie di interfaccia 215 comprende almeno un mezzo di ancoraggio 220 atto a ricevere almeno una fibra di un materiale composito, come ad esempio la fibra lunga 120 del materiale composito a fibra lunga 140.

Detto almeno un mezzo di ancoraggio è realizzato mediante un processo di accrescimento derivante da tecniche di fabbricazione additiva, come ad esempio la tecnologia a microfusione di polveri metalliche. Per tale processo di accrescimento, la polvere metallica di partenza subisce un processo di fusione e successiva solidificazione secondo strati successivi e sovrapposti, fino all'ottenimento della geometria finale desiderata della superficie di interfaccia 215.

Detto mezzo di ancoraggio 220 può comprendere almeno una struttura cava (o cella) che può comprendere almeno una struttura a forma di uncino o ad anello e/o comprendere uno o più elementi sporgenti o a sbalzo e/o comprendere almeno una intercapedine e/o almeno una cavità. Detta almeno una struttura cava può essere di dimensioni variabili a seconda dalle dimensioni delle fibre di un materiale composito, come ad esempio la fibra lunga 120 del materiale composito a fibra lunga 140. Una struttura cava non sporgente alla superficie di interfaccia 215, come ad esempio una cavità o una intercapedine, può essere ad esempio realizzata tramite detto processo di accrescimento, derivante da tecniche di fabbricazione additiva, effettuato prima di realizzare una struttura cava sporgente alla superficie di interfaccia 215, come ad esempio una struttura a forma di uncino.

Detto mezzo di ancoraggio 220 è atto a ricevere al suo interno una o più fibre di un materiale composito della giunzione, come ad esempio le fibre lunghe 120 del materiale composito a fibra lunga 140 della giunzione 200, così da rendere una o più fibre meccanicamente solidali al mezzo di ancoraggio 220. Uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere disposti in modo ripetitivo o periodico sulla superficie di interfaccia 215 fino a coprire totalmente o in parte la superficie stessa.

In un’altra forma di realizzazione dell’invenzione, il mezzo di ancoraggio 220 può ricevere una o più fibre di un materiale composito, come ad esempio le fibre corte 130 del materiale composito a fibra corta 150. In tale forma di realizzazione dell’invenzione, uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere disposti in modo aperiodico sulla superficie di interfaccia 215 fino a coprire totalmente o in parte la superficie stessa. Alternativamente, nel caso in cui le fibre corte 130 fossero disposte in modo ordinato lungo una o più direzioni nella matrice 110, uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere disposti in modo periodico su detta superficie di interfaccia 215.

In una ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere disposti in modo periodico o aperiodico in base al tipo di fibre, corte o lunghe, orientate o non orientate, comprese in un materiale composito di una giunzione oggetto della presente invenzione.

In un’altra forma di realizzazione dell’invenzione, almeno un mezzo di ancoraggio 220 può essere di forma differente rispetto ad un ulteriore mezzo di ancoraggio 220 in base al tipo di fibre, corte o lunghe, orientate o non orientate. Detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 può essere disposto secondo uno schema predefinito sulla superficie di interfaccia 215, fino a coprire totalmente o in parte la superficie stessa. Detto schema predefinito può essere determinato in base alla tipologia di un materiale composito a fibra della giunzione 200.

In una ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 può ricevere gruppi di fibre corte o lunghe, orientate o non orientate. Detti gruppi di fibre possono essere ad esempio fasci di fibre o intrecci di fibre oppure un tessuto bidimensionale di fibre.

La presente invenzione è utilizzabile in strutture comprendenti almeno una giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, come ad esempio la giunzione 200. Queste strutture possono essere ottenute dall'assemblaggio di materiali diversi per esigenze funzionali e/o estetiche, come ad esempio nel settore aeronautico, spaziale, energetico (nei generatori eolici, pale di turbine), automobilistico (veicoli da competizione) e nel settore medicale. Con riferimento alla Figura 4, viene descritta una struttura 400 comprendente almeno una giunzione 200 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Detta struttura 400 può essere ad esempio un pannello sandwich costituito da pareti in materiale composito a fibra 410 ed una anima 420 in materiali differenti come ad esempio schiume, polimeri, strutture alveolari e così via. Detta struttura 400 può comprendere ad esempio un inserto metallico 405. In questa forma realizzativa, la presente invenzione si applica alle superfici dell’inserto metallico 405 a contatto con il materiale composito a fibra 410 della struttura 400, ovvero nella zona di interfaccia dell’inserto metallico 405. In corrispondenza di questa interfaccia sono realizzate le giunzioni secondo la presente invenzione, come ad esempio la giunzione 200.

Con riferimento alla Figura 3, viene descritto un metodo esemplificativo per la produzione della giunzione 200 fra materiali compositi a fibra e materiali metallici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Al passo 310, viene realizzata una fase di inizializzazione, in cui si inizializza un impianto di produzione della giunzione 200, ad esempio l’impianto viene rifornito con le polveri metalliche per la realizzazione di detta pluralità di mezzi di ancoraggio. In questa fase, e nelle fasi successive, il volume in cui viene prodotta la giunzione 200 è riempito con una atmosfera inerte, comprendente ad esempio un gas come l’argon, in modo da preservare la superficie di interfaccia 215 e detto almeno un mezzo di ancoraggio da processi di ossidazione.

Al passo 320, viene realizzata una fase di primo accrescimento in cui un primo strato di fibre, come ad esempio uno strato comprendente le fibre lunghe 120, viene posizionato sulla superficie di interfaccia 215 comprendente detto ameno un mezzo di ancoraggio, in modo tale che detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 è atto a ricevere almeno una o più fibre, come ad esempio le fibre lunghe 120, di detto primo strato di fibre. In questo modo una o più fibre, come ad esempio dette fibre lunghe 120, sono meccanicamente solidali al mezzo di ancoraggio 220.

Detto almeno un mezzo di ancoraggio è realizzato mediante un processo di accrescimento derivante da tecniche di fabbricazione additiva, come ad esempio la tecnologia a microfusione di polveri metalliche.

Durante detto processo di accrescimento, detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 è realizzato in modo da comprendere almeno una struttura cava (o cella) che può comprendere almeno una struttura a forma di uncino o ad anello e/o comprendere uno o più elementi sporgenti o a sbalzo e/o comprendere almeno una intercapedine e/o almeno una cavità. Detta almeno una struttura cava può essere di dimensioni variabili a seconda dalle dimensioni delle fibre di un materiale composito, come ad esempio la fibra lunga 120 del materiale composito a fibra lunga 140. Una struttura cava non sporgente alla superficie di interfaccia 215, come ad esempio una cavità o una intercapedine, può essere ad esempio realizzata tramite detto processo di accrescimento, derivante da tecniche di fabbricazione additiva, effettuato prima di realizzare una struttura cava sporgente alla superficie di interfaccia 215, come ad esempio una struttura a forma di uncino.

In questo modo, il mezzo di ancoraggio 220 è atto a ricevere al suo interno una o più fibre di un materiale composito della giunzione, come ad esempio le fibre lunghe 120 del materiale composito a fibra lunga 140 della giunzione 200, così da rendere una o più fibre meccanicamente solidali al mezzo di ancoraggio 220. Durante detto processo di accrescimento, uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere disposti in modo ripetitivo o periodico sulla superficie di interfaccia 215 fino a coprire totalmente o in parte la superficie stessa. In un’altra forma di realizzazione dell’invenzione, durante detto processo di accrescimento, uno o più mezzi di ancoraggio 220 possono essere realizzati di forma differente rispetto ad un ulteriore mezzo di ancoraggio 220 in base al tipo di fibre, corte o lunghe, orientate o non orientate. Detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 può essere disposto secondo uno schema predefinito sulla superficie di interfaccia 215, fino a coprire totalmente o in parte la superficie stessa. Detto schema predefinito può essere determinato in base alla tipologia di un materiale composito a fibra della giunzione 200.

In un’altra forma di realizzazione dell’invenzione, detto primo strato di fibre viene posizionato sulla superficie di interfaccia 215 prima di attuare detto processo di accrescimento per realizzare detta pluralità di mezzi di ancoraggio. In questo caso, detto almeno un mezzo di ancoraggio 220 di è atto a ricevere almeno una o più fibre, come ad esempio le fibre lunghe 120, di detto primo strato di fibre.

Durante la fase di primo accrescimento, dopo aver ricevere il primo strato di fibre, come descritto in precedenza, si procede a depositare un primo strato di matrice, ad esempio una matrice polimerica liquida, in modo tale che possa inglobare sia dette fibre sia detta pluralità di mezzi di ancoraggio. In questo modo si viene a formare un primo strato di fibre e matrice a contatto con un materiale metallico, come ad esempio il materiale metallico 210. Durante la fase di primo accrescimento, detto mezzo di ancoraggio 220 è atto a ricevere la matrice di detto primo strato di matrice, nel caso in cui non abbia ricevuto almeno una fibra di detto primo strato di fibre, in modo da favorire l’adesione tra detto primo strato di fibre e matrice a contatto con un materiale metallico.

In una forma di realizzazione dell’invenzione, al posto di fibre e matrice in forma separata è possibile utilizzare appositi componenti, denominati preimpregnati, per realizzare un materiale composito, come ad esempio il materiale composito a fibra lunga 140.

Al passo 330, viene realizzata una fase di secondo accrescimento in cui almeno un ulteriore strato di fibre e matrice viene depositato sul primo strato di fibre e matrice, descritto al passo precedente, in modo da ottenere un assemblato comprendente detto primo strato di fibre e matrice ed almeno un ulteriore strato di fibre e matrice.

Al passo 340, viene realizzata una fase di indurimento in cui detto assemblato, ottenuto al passo precedente, viene sottoposto a processo di indurimento della matrice di detto primo strato di fibre e matrice ed almeno un ulteriore strato di fibre e matrice, ad esempio mediante processi di riscaldamento termico e/o di pressatura e così via.

Al passo 340, viene realizzata una fase di finalizzazione, in cui l’impianto di produzione della giunzione 200 raggiunge uno stato di riposo. Durante questa fase è possibile effettuare un controllo di qualità della giunzione 200 ottenuta attraverso i passi precedenti.

Dalla descrizione effettuata risultano dunque evidenti i vantaggi della presente invenzione.

Il metodo secondo la presente invenzione consente vantaggiosamente di realizzare la giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, descritta nella presente invenzione, avente vantaggiosamente una modalità di integrazione fra i materiali compositi a fibra ed i materiali metallici di tipo strutturale, senza l’utilizzo di adesivi, rispetto alla soluzione con incollaggio attualmente praticata.

La giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, descritta nella presente invenzione, presenta vantaggiosamente una elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche attraverso interazione diretta fra le fibre del materiale composito ed il materiale metallico mediante almeno una superficie di interfaccia fra i materiali compositi a fibra ed i materiali metallici. La superficie di interfaccia è appositamente ingegnerizzata e può comprendere vantaggiosamente strutture cave (o celle), come ad esempio uncini o anelli o elementi simili, entro cui sono ricevute una o più fibre del composito.

La giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, descritta nella presente invenzione, consente vantaggiosamente di distribuire eventuali tensioni residue di dilatazione termica in modo molto più efficiente, in quanto le fibre e le strutture delle celle realizzano un collegamento meccanico solido e inscindibile, di gran lunga più robusto e affidabile di un collegamento incollato.

Un altro vantaggio della giunzione fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, descritta nella presente invenzione, è una elevata affidabilità, sfruttando vantaggiosamente l’atmosfera inerte del processo di microfusione di polvere per impedire l'ossidazione superficiale del metallo durante la realizzazione della parte metallica e la creazione della giunzione. L'ossidazione superficiale infatti è causa di maggiore fragilità dello strato di adesione chimico fra i materiali: ciò comporta nelle soluzioni attuali di dover svantaggiosamente eliminare il materiale ossidato mediante abrasioni o molature.

Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Giunzione (200) fra materiali compositi a fibra e materiali metallici comprendente: - un materiale composito a fibra (140; 150), - un materiale metallico (210), - almeno una superficie di interfaccia (215) di detto materiale metallico (210) a contatto con detto materiale composito a fibra (140; 150), detta giunzione (200) essendo caratterizzata dal fatto che detta superficie di interfaccia (215) comprende almeno un mezzo di ancoraggio (220) atto a ricevere almeno una fibra di detto materiale composito a fibra (140; 150).
2. Giunzione (200) secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo di ancoraggio (220) comprende almeno una struttura cava di dimensioni variabili a seconda dalle dimensioni delle fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150).
3. Giunzione (200) secondo la rivendicazione 2, in cui detto mezzo di ancoraggio (220) è atto a ricevere al suo interno una o più fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) così da rendere una o più fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) meccanicamente solidali a detto mezzo di ancoraggio (220).
4. Giunzione (200) secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 3, in cui detta almeno una struttura cava comprende almeno una struttura a forma di uncino o ad anello e/o comprende uno o più elementi sporgenti o a sbalzo e/o comprende almeno una intercapedine e/o almeno una cavità.
5. Giunzione (200) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui almeno un mezzo di ancoraggio (220) è di forma differente rispetto ad un ulteriore mezzo di ancoraggio (220), in base al tipo di fibre, corte o lunghe, orientate o non orientate di detto materiale composito a fibra (140; 150).
6. Giunzione (200) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto almeno un mezzo di ancoraggio (220) è disposto secondo uno schema predefinito sulla superficie di interfaccia (215), fino a coprire totalmente o in parte detta superficie di interfaccia (215), detto schema predefinito essendo determinato in base alla tipologia del materiale composito a fibra (140; 150).
7. Giunzione (200) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detto almeno un mezzo di ancoraggio (220) può ricevere gruppi di fibre corte o lunghe, orientate o non orientate, detti gruppi di fibre essendo fasci di fibre o intrecci di fibre oppure un tessuto bidimensionale di fibre.
8. Struttura comprendente almeno una giunzione (200) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7.
9. Metodo per la produzione di una giunzione (200) fra materiali compositi a fibra e materiali metallici, detta giunzione (200) comprendendo: - un materiale composito a fibra (140; 150), - un materiale metallico (210), - almeno una superficie di interfaccia (215) di detto materiale metallico (210) a contatto con detto materiale composito a fibra (140; 150), detto metodo comprendendo: - una fase di primo accrescimento in cui un primo strato di fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) viene posizionato su detta superficie di interfaccia (215), in cui viene depositato un primo strato di matrice in modo da formare un primo strato di fibre e matrice a contatto con detto materiale metallico (210), detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che durante detta fase di primo accrescimento almeno una fibra di detto primo strato di fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) è ricevuta in almeno un mezzo di ancoraggio (220) di detta superficie di interfaccia (215).
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui detto almeno un mezzo di ancoraggio è realizzato mediante un processo di accrescimento derivante da tecniche di fabbricazione additiva.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detto processo di accrescimento è realizzato mediante la tecnologia a microfusione di polveri metalliche.
12. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 11, in cui detto primo strato di fibre viene posizionato sulla superficie di interfaccia (215) prima di attuare detto processo di accrescimento per realizzare detta pluralità di mezzi di ancoraggio, in modo che detto almeno un mezzo di ancoraggio (220) è atto a ricevere almeno una o più fibre di detto primo strato di fibre.
13. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui durante detto processo di accrescimento, detto mezzo di ancoraggio (220) è realizzato per comprendere almeno una struttura cava di dimensioni variabili a seconda dalle dimensioni delle fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150).
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui durante detto processo di accrescimento, detto mezzo di ancoraggio (220) è realizzato in modo da ricevere al suo interno una o più fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) così da rendere una o più fibre di detto materiale composito a fibra (140; 150) meccanicamente solidali a detto mezzo di ancoraggio (220).
15. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 13 a 14, in cui durante detto processo di accrescimento, detta almeno una struttura cava comprende almeno una struttura a forma di uncino o ad anello e/o comprende uno o più elementi sporgenti o a sbalzo e/o comprende almeno una intercapedine e/o almeno una cavità.
16. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 15, in cui durante detto processo di accrescimento, detto almeno un mezzo di ancoraggio (220) è realizzato di forma differente rispetto ad un ulteriore mezzo di ancoraggio (220) in base al tipo di fibre, corte o lunghe, orientate o non orientate di detto materiale composito a fibra (140; 150).
17. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 16, in cui durante detto processo di accrescimento, detto almeno un mezzo di ancoraggio (220) è disposto secondo uno schema predefinito sulla superficie di interfaccia (215), fino a coprire totalmente o in parte detta superficie di interfaccia (215), detto schema predefinito essendo determinato in base alla tipologia del materiale composito a fibra (140; 150).
18. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 9 a 17 comprendendo: - una fase di secondo accrescimento in cui almeno un ulteriore strato di fibre e matrice viene depositato su detto primo strato di fibre e matrice, in modo da ottenere un assemblato comprendente detto primo strato di fibre e matrice ed almeno un ulteriore strato di fibre e matrice, - una fase di indurimento in cui detto assemblato è sottoposto a processo di indurimento della matrice di detto primo strato di fibre e matrice e di detto almeno un ulteriore strato di fibre e matrice, mediante processi di riscaldamento termico e/o di pressatura.
19. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 9 a 18, in cui detta fase di primo accrescimento, detta fase di secondo accrescimento e detta fase di indurimento sono realizzate in un volume riempito con una atmosfera inerte in modo da preservare la superficie di interfaccia (215) e detta pluralità di mezzi di ancoraggio da processi di ossidazione.