"PLACA TRIDIMENSIONALMENTE CONFIGURÁVEL PARA MÚLTIPLAS UTILIZAÇÕES EM CONSTRUÇÃO, SUA CHAPA MATRIZ E SEU PROCESSO DE

FABRICO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma placa tridimensionalmente configurável que pode ser utilizada em múltiplas aplicações, particularmente no campo da construção, nomeadamente na construção civil, naval e aeronáutica, mas também na indústria automóvel e outras. A invenção refere-se também a uma chapa matriz, que constitui a base de formação da placa configurável e ao processo de fabrico da última. A placa configurável da invenção abrange uma panóplia de diferentes aplicações, por exemplo como revestimento interior ou exterior, ou como molde para construção de embarcações, entre muitas outras .

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Tanto na área da construção como nas mais variadas áreas onde se criam formas tridimensionais, sempre houve a necessidade de uma placa manipulável de modo a ser tridimensionalmente configurável, para ultrapassar as limitações colocadas pelas placas ou elementos similares do estado da técnica que apenas permitem variações em um ou dois eixos de referência espacial, ou seja variações uni ou bidimensionais. Para além da necessidade de uma placa tridimensionalmente configurável , os especialistas na técnica necessitam que tais placas sejam suscetíveis de alojar variações dimensionais significativas que permitam dotá-las de grande versatilidade na aplicação a que se destinam.

As tecnologias de construção existentes no mercado para dar resposta a estas necessidades são muito complexas e envolvem moldes ou processos de fabrico complexos, dispendiosos e morosos .

Por exemplo, para se conseguir uma forma de bolha na construção de um casco de um navio, esta tem de ser trabalhada em chapas finas de madeira, poliuretano ou mdf, as quais após combinadas na configuração pretendida são laminadas e acabadas, obtendo-se uma forma com volumes côncavos e convexos. Para realizar estas formas, as várias placas de MDF são dispostas de modo escadeado e posteriormente lixadas e betumadas antes da pintura .

Neste caso, a existência de uma placa tridimensionalmente configurável que garantisse ainda a necessária resistência às cargas de trabalho subsequentes, aquando da construção do casco propriamente dito, seria extremamente útil e produtiva uma vez que permitiria obter rapidamente a forma do molde, poupando inúmeras horas de trabalho ao processo.

Outros exemplos, nomeadamente na área técnica dos revestimentos de formas mais ou menos complexas, são representativos das vantagens de uma placa tridimensionalmente configurável . De acordo com o exposto, é necessária na técnica uma placa tridimensionalmente configurável , cuja configuração possa ser obtida manualmente ou por dispositivo mecânico de modo simples, que permita moldar facilmente a placa ao objeto ou forma desej ados .

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma placa (1) tridimensionalmente configurável , para múltiplas utilizações em construção, a placa (1) possuindo uma espessura (E) e definindo um plano (P) , sendo caracterizada por compreender:

• uma pluralidade de segmentos (2) de dobra orientados no referido plano (P) segundo pelo menos duas direções distintas, cada segmento (2) de dobra possuindo uma altura (A) , e

• furos (4) passantes, abertos em áreas (3) de convergência de segmentos (2) de dobra com direções diferentes , em que a referida espessura (E) da placa é dada pela maior altura (A) dos segmentos (2) de dobra.

De um modo preferido, a referida altura (A) dos segmentos (2) de dobra é igual em todos os segmentos (2) de dobra . Numa forma de realização da invenção, os referidos segmentos (2) de dobra estão orientados no referido plano (P) segundo duas direções distintas. De um modo preferido, os referidos segmentos (2) de dobra que estão orientados segundo duas direções distintas formam um ângulo de 90 ² entre si.

Numa outra forma de realização da invenção, os referidos segmentos (2) de dobra estão orientados no referido plano (P) segundo três direções distintas.

A placa (1) tridimensionalmente configurável é constituída por um material que não possui memória de forma, de um modo preferido por um material metálico, de um modo mais preferido por alumínio.

Numa forma de realização, a placa (1) tridimensionalmente configurável compreende ainda pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6), ou uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6), dispostas em pelo menos um segmento (2) de dobra.

A presente invenção também se refere a uma chapa (10) matriz a partir da qual pode ser construída uma placa (1) tridimensionalmente configurável tal como definida anteriormente. A chapa (10) matriz é caracterizada por compreender : linhas (20) de dobra orientadas segundo pelo menos duas direções distintas num plano (Ρ') definido pela chapa (10), e furos (40) passantes que interrompem linhas (20) de dobra intercetantes em pontos (30) de interseção, os furos (40) passantes abrangendo os referidos pontos (30) de interseção.

De um modo preferido os furos (40) passantes possuem uma forma selecionada do grupo compreendendo forma circular, quadrangular, retangular, triangular, hexagonal, em losango e em estrela .

A invenção refere-se ainda a um processo de fabrico de uma placa (1) tridimensionalmente configurável , tal como caracterizada acima. O processo de fabrico da placa (1) é caracterizado por compreender o passo de formação de segmentos (2) de dobra, cada segmento (2) de dobra com uma determinada altura (A), em que a formação dos segmentos (2) de dobra é realizada a partir das referidas linhas (20) de dobra dispostas numa chapa (10) matriz tal como definida acima.

Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, este compreende adicionalmente um passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6). Tais reentrâncias (5) e saliências (6) estão preparadas para fixação por encaixe dos segmentos (2) de dobra da placa (1) num outro elemento independente, adequadamente configurado para receção e fixação dos referidos segmentos (2) de dobra .

Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, o passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6), é realizado antes do passo de formação de segmentos (2) de dobra na chapa (10) .

Numa outra forma de realização do processo, o passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6), é realizado após o passo de formação de segmentos (2) de dobra na chapa (10) .

A formação de segmentos (2) de dobra pode ser realizada por dobragem, quinagem, estampagem, moldação ou impressão 3D.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A seguir procede-se à descrição da invenção fazendo referência aos desenhos anexos, em que:

A Fig. 1 ilustra de um modo esquemático a face superior de uma primeira forma de realização da placa da invenção, na qual estão ilustrados segmentos de dobra orientados segundo duas direções distintas, formando um ângulo de 90 ² entre si.

A Fig. 2 ilustra um pormenor da face inferior da placa da Fig. 1, onde se podem ver os segmentos de dobra com direções diferentes e as suas respetivas áreas de convergência, nas quais estão abertos furos passantes. A Fig. 3 ilustra a placa da Fig. 1 após ter sido manualmente deformada para lhe conferir a forma arredondada na sua zona central .

A Fig. 4 ilustra uma vista em planta da placa da Fig. 1.

A Fig. 5 ilustra uma vista em planta de uma segunda forma de realização da placa da invenção, formada por segmentos de dobra dispostos em três direções diferentes.

A Fig. 6 ilustra uma vista em planta de uma terceira forma de realização da placa da invenção, também formada por segmentos de dobra dispostos em três direções diferentes.

A Fig. 7 ilustra uma vista em planta de uma quarta forma de realização da placa da invenção, formada por segmentos de dobra dispostos em duas direções diferentes, formando ângulos distintos dos ângulos da primeira forma de realização.

A Fig. 8 ilustra uma chapa matriz adequada para formar uma placa de acordo com a primeira forma de realização da invenção ilustrada na Fig. 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma placa tridimensionalmente configurável que ultrapassa os problemas do estado da técnica e supre as necessidades sentidas até agora.

No contexto da presente descrição, o termo "compreendendo" deve ser entendido como "incluindo, entre outros". Como tal, o referido termo não deve ser interpretado como "consistindo apenas de" .

Note-se que independentemente da apresentação explicita da expressão quantitativa "cerca de X" , qualquer valor X apresentado no decurso da presente descrição deve ser interpretado como um valor aproximado do valor X real, uma vez que tal aproximação ao valor real seria razoavelmente esperada pelo especialista na técnica devido a condições experimentais e/ou de medição que introduzem desvios ao valor real.

No contexto do presente pedido, a utilização da expressão "e/ou" pretende significar que ambas as condições se verificam ou se verifica apenas uma delas. Por exemplo, a expressão "reentrâncias e/ou saliências", significa "reentrâncias e saliências ou reentrâncias ou saliências".

A placa da invenção pode ser utilizada em múltiplas aplicações, em especial no campo da construção, nomeadamente na construção civil, naval e aeronáutica, mas também na indústria automóvel e outras, entre as quais a indústria dos dispositivos de energia solar.

Fazendo referência às Fig. 1 a 8, a placa (1) tridimensionalmente configurável , possui uma espessura (E) e define um plano (P) e compreende:

• uma pluralidade de segmentos (2) de dobra orientados no referido plano (P) segundo pelo menos duas direções distintas, cada segmento (2) de dobra possuindo uma altura (A) , e • furos (4) passantes, abertos em áreas (3) de convergência de segmentos (2) de dobra com direções diferentes , em que a referida espessura (E) da placa é dada pela maior altura (A) dos segmentos (2) de dobra.

No caso meramente exemplificativo da forma de realização das Fig. 1 e 2, em que a Fig. 1 ilustra o que se designará daqui em diante como face superior da placa e a Fig. 2 ilustra uma parte da outra face, daqui em diante designada por face inferior, verifica-se que existem dois conjuntos distintos de segmentos (2) de dobra. Cada conjunto possui em sim mesmo uma pluralidade de segmentos (2) de dobra paralelos entre si. A orientação relativa entre segmentos de dobra de conjuntos diferentes adota duas direções distintas, adotando neste caso um ângulo de cerca de 90 ² entre segmentos (2) de conjuntos diferentes .

Assim, a placa dispõe de uma multiplicidade de segmentos (2) de dobra orientados segundo várias direções distintas, por exemplo três, quatro ou cinco direções distintas.

Ao seguirem direções distintas no mesmo plano (P) , os respetivos segmentos (2), possuindo ângulos diferentes entre si, cruzam-se forçosamente em determinadas áreas (3) de convergência, melhor representadas na Fig. 8. Não existem quaisquer restrições na escolha dos referidos ângulos entre segmentos (2) de dobra orientados em direções distintas. A seleção do valor destes ângulos irá proporcionar placas (1) com diferentes aspetos visuais. Como se pode ver na Fig. 1, a escolha de uma orientação dos segmentos (2) de dobra segundo duas direções diferentes com um ângulo de cerca de 90 ² entre si produz uma placa (1) configurável com um aspeto de "tablete de chocolate" com quadrados separados pelos segmentos (2) de dobra. No caso da Fig. 7, embora também orientados segundo duas direções distintas, os segmentos (2) de dobra formam ângulos diferentes dos da Fig. 1 o que confere uma aparência de losangos (ver a Fig. 7) separados pelos segmentos (2) de dobra à sua face superior. Nas formas de realização das Fig. 5 e 6, os segmentos (2) de dobra estão orientados segundo três direções distintas mas adotando ângulos diferentes nos dois casos o que confere um aspeto de tablete com triângulos na forma de realização da Fig. 5 e um aspeto de hexágonos na da Fig. 6.

Naturalmente que, dependendo das dimensões desejadas para a placa (1) configurável, o número de segmentos (2) de dobra terá de ser contabilizado em conformidade.

Com referência à Fig. 8, no que se refere às referidas áreas (3) de convergência entre segmentos (2) de dobra com direções diferentes, essas áreas (3) correspondem às zonas nas quais os segmentos confluiriam caso não existissem os referidos furos (4) passantes. Tal confluência ou interseção entre segmentos (2) produziria uma acumulação de material nas áreas (3) de convergência que introduziria um aumento local de tensões, por um lado, e, por outro, uma rigidez que se revelaria contrária à moldabilidade requerida para a placa (1) da invenção, o que proporcionaria placas rígidas e frágeis.

Deste modo, a existência de furos (4) passantes, abertos nas referidas áreas (3) de convergência de segmentos (2) de dobra com direções diferentes, permite tornar a placa (1) tridimensionalmente configurável através da sua combinação com os segmentos (2) de dobra. Cada segmento (2) de dobra possui duas partes sobrepostas que admitem movimento relativo uma em relação à outra (por via da aplicação de tensões provocadas pela sua configuração manual ou por máquina) , proporcionando, em determinada medida, a abertura ou fecho do segmento (2) de dobra. Esta variação dimensional dos segmentos (2) de dobra permite moldar ou ajustar a placa (1) à forma desejada, uma vez que proporciona um efeito geral de distensão ou compressão da placa .

Os furos (4) passantes possuem ainda uma vantagem adicional de contribuir para o aligeiramento da placa (1), o que em casos de placas (1) de grandes dimensões constitui uma mais-valia considerável, uma vez que permite reduzir consideravelmente o seu peso sem, na prática, afetar na sua resistência mecânica.

Verifica-se que quanto maior for o número de segmentos (2) de dobra intercetantes e de respetivos furos (4) passantes, maior será a moldabilidade da placa (1) da invenção.

Para alcançar os objetivos da invenção, é ainda necessário recorrer a materiais sem memória de forma, isto é, a placa (1) deverá ser constituída por um material ou materiais que mantenham a forma que resultar da configuração que lhe seja aplicada em utilização. Deste modo, podem ser utilizados materiais metálicos adequados, como o alumínio, ou mesmo materiais não metálicos, ou materiais compostos que verifiquem esta característica de estarem isentos de memória de forma. Na Fig. 2 estão ilustrados segmentos (2) de dobra possuindo uma determinada altura (A) . A altura (A) é mais facilmente aferida no lado inferior da placa (1) . Naturalmente que a referida altura (A) pode variar entre diferentes segmentos (2) de dobra. No contexto da presente invenção, considera-se que a referida espessura (E) da placa (1) é definida pela maior das alturas (A) dos segmentos (2) de dobra. Caso todos os segmentos (2) de dobra possuam a mesma altura (A), esta corresponderá à espessura (E) da placa.

É de referir que a espessura (E) da placa (1) pode variar em função da operação de configuração que é levada a cabo pelo utilizador, quando este aplica tensões na placa (1) para a moldar á forma pretendida. Deste modo, a espessura (E) da placa após intervenção do utilizador poderá ser diferente daquela com que estava dotada à saída da sua produção. Isto acontece devido à já mencionada abertura (ou fecho) dos segmentos (2) de dobra, a qual provoca naturalmente variações na altura (A) inicial desses segmentos (2) de dobra.

Numa forma de realização preferida da invenção, todos os segmentos (2) de dobra possuem a mesma altura (A) .

Com referência à Fig. 2, numa forma de realização particular da invenção, os segmentos (2) de dobra da placa (1) estão dotados de reentrâncias (5) e/ou saliências (6) para encaixe e fixação removíveis num outro elemento independente da placa (1) complementarmente configurado para tal ligação removível. Mais detalhes desta opção são divulgados abaixo em associação com o processo de fabrico de uma placa (1) . A presente invenção refere-se também a uma chapa (10) matriz a partir da qual pode ser construída a placa (1) tridimensionalmente configurável da invenção.

Assim, fazendo referência à Fig. 8, a chapa (10) matriz da invenção compreende : linhas (20) de dobra orientadas segundo pelo menos duas direções distintas num plano (Ρ') definido pela chapa (10), e furos (40) passantes que interrompem linhas (20) de dobra intercetantes em pontos (30) de interseção, estando os furos (40) passantes abrangendo os referidos pontos (30) de interseção .

Os referidos furos (40) passantes possuem uma forma selecionada do grupo compreendendo formas circulares, quadrangulares, retangulares , triangulares, hexagonais, em losango, em estrela e suas combinações.

A chapa (10) matriz é constituída por materiais sem memória de forma, como mencionado anteriormente. O material preferido é o alumínio, embora muitos outros possam ser igualmente selecionados de acordo com o critério estabelecido. O especialista na técnica saberá proceder à referida seleção, pelo que se dispensam ensinamentos adicionais.

A presente invenção refere-se também ao processo de fabrico da placa (1) tridimensionalmente configurável descrita anteriormente . O processo de fabrico compreende um passo de formação de segmentos (2) de dobra com uma altura (A) a partir das referidas linhas (20) de dobra dispostas numa chapa (10) tal como descrita acima .

Deste modo, ainda com referência à Fig. 8, o processo de formação de uma placa (1) da invenção compreende os passos de: marcar numa chapa (10) de material sem memória de forma uma pluralidade de linhas (20) de dobra orientadas segundo pelo menos duas direções distintas num plano (Ρ') definido pela referida chapa (10), cujas linhas (20) de dobra se intersetam em pontos (30) de interseção, realizar furos (40) passantes na chapa (10), os furos (40) abrangendo os referidos pontos (30) de interseção, dobrar a chapa (10) a partir das referidas linhas (20) de dobra com uma altura (A), formando desse modo segmentos (2) de dobra .

Numa forma de realização do processo da invenção, este compreende adicionalmente um passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6).

Estas reentrâncias (5) e saliências (6) servirão para fixar aa placa (1), a partir de qualquer dos seus lados superior ou inferior, num outro elemento de encaixe independente da placa (1) e que esteja adequadamente configurado para cooperação com os referidos segmentos (2) de dobra da placa (1) da invenção .

Numa outra forma de realização, diferentes placas (1) da presente invenção podem também ser encaixadas e fixas umas nas outras por intermédio destes elementos (5, 6) de encaixe e fixação .

Tal encaixe e fixação possuem a vantagem de serem amovíveis, uma vez que os segmentos (2) de dobra admitem variações dimensionais de abertura e fecho, como mencionado anteriormente, o que permite um encaixe/desencaixe entre as reentrâncias (5) e as aberturas (6), proporcionando a ligação/separação da placa (1) ao/do outro elemento cooperante.

Numa forma de realização, o passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6), é realizado antes do passo de formação de segmentos (2) de dobra na chapa ( 10 ) .

Numa outra forma de realização, o passo de dotar pelo menos um dos segmentos (2) de dobra de pelo menos uma reentrância (5) ou pelo menos uma saliência (6) ou de uma combinação de pelo menos uma reentrância (5) e pelo menos uma saliência (6), é realizado após o passo de formação de segmentos (2) de dobra na chapa ( 10 ) .

De um modo preferido, o passo de formação dos segmentos (2) de dobra é realizado por dobragem, quinagem, estampagem, moldação, impressão 3D ou por uma combinação destes. Com a placa da invenção, facilmente se consegue a forma desejada por aplicação de uma pressão manual ou recorrendo a dispositivos mecânicos. A placa é assim configurável à forma pretendida e, após esta ser obtida, é possível adicionar outros materiais e aplicar tratamentos com vista a estabelecer a configuração final mais ou menos rígida, por exemplo aplicando poliuretano, o qual é tratado superficialmente e betumado para conferir a rigidez desejada.

No entanto, caso a placa seja constituída apenas por alumínio ou um outro material adequado sem memória de forma, nada impede a sua utilização sem quaisquer tratamentos ou materiais adicionais, podendo a sua forma natural, dotada de segmentos de dobra e das geometrias que estes formam, servir como decoração da peça. Nestes últimos casos, poderá ser necessária a sua laminação pela face inferior para conferir uma rigidez eventualmente necessária.

Num exemplo, a placa (1) da invenção compreende adicionalmente poliuretano de alta densidade colado à placa laminado com uma resina e fibra de vidro.

Exemplos de aplicação

A placa da presente invenção pode ser utilizada na construção civil como revestimento exterior ou interior. A forma e volume pretendidos são impostos a uma placa de alumínio por moldação manual e, a seguir, esta é fixa pela sua face inferior à estrutura de base, ficando com a sua face superior, por exemplo com uma aparência de "tablete de chocolate", com os quadrados expostos sem qualquer outro acabamento.

A placa da invenção pode ser aplicada na construção naval, na criação de um molde para construção de um casco de um navio, dispensando a construção do habitual positivo. A forma do molde é conferida diretamente à placa, a qual é depois submetida a acabamento no interior através de laminação e betume até o interior do molde assim formado ficar com o tipo de superfície desej ada .

Um outro exemplo é a criação de uma bancada de degustação com formas volumétricas. Para este efeito, é criada a estrutura com uma forma tubular e, depois, esta é revestida com a placa da presente invenção, a qual, pode ser submetida a acabamento ou não. Caso se pretenda um acabamento liso, basta betumar e pintar .

A descrição aqui apresentada deve ser compreendida como exemplificativa e não limitativa do âmbito da presente invenção, o qual está definido nas reivindicações anexas.