Scienza e tecnica

Trasporti e meccanica, i materiali innovativi del futuro nel progetto GAP

I partner della rete Sinfonet, tra cui Ecor International, stanno lavorando al progetto “GAP”: ghise e leghe di alluminio innovative per produrre componenti ad elevate prestazioni sempre più leggeri. L’obiettivo? Migliorare l’efficienza dei sistemi, diminuire i costi e ridurre l’impatto ambientale.

C’è una direzione verso cui si dirigono le attività di sviluppo tecnologico nell’ambito della produzione industriale: la realizzazione di componenti ad elevate prestazioni sempre più leggeri, a ridotto spessore e a basso impatto ambientale. In due parole è l’attività nota come “lightweight design”, la progettazione leggera dei componenti.

E una nuova iniziativa, appena avviata, potrà in futuro offrire soluzioni tecnologiche e materiali innovativi spendibili nel settore dei trasporti e della meccanica.

Si tratta del progetto “GAP, Ghise e leghe di Alluminio ad elevate Prestazioni per componenti innovativi”, a cui partecipano alcuni dei partner di Sinfonet (Smart & Innovative Foundry Network).

Quest’ultima è una delle Reti Innovative Regionali del Veneto, che si colloca nell’ambito di specializzazione dello Smart Manufacturing. È composta da aziende e Università, tra cui anche Ecor International, che collaborano in attività di ricerca, innovazione e trasferimento tecnologico applicate alla fonderia.

sinfonet materiali innovativi fonderia
La Rete Sinfonet, di cui è parte Ecor International, si occupa di attività di ricerca applicate alla fonderia.

 

IL PROGETTO

I partner di GAP intendono sviluppare dei materiali innovativi, ghise e leghe di alluminio, con proprietà migliori dal punto di vista delle proprietà meccaniche, della corrosione e dell’usura.

Potranno essere applicati in diversi ambiti, e in particolare al settore dei trasporti (automotive, navale, su strada e ferroviario) e della meccanica. Infatti, in entrambi i comparti, componenti più leggeri significano più efficienza e minori costi, oltre a consumi ridotti, grazie ad un impiego più razionale dell’energia e risorse con ricadute positive anche sull’ambiente.

materiali innovativi trasporti
Il progetto GAP svilupperà materiali innovativi per il settori dei trasporti e della meccanica.

Per il progetto GAP è stato stanziato un budget di oltre 2 milioni 400mila euro, in parte finanziati dal Bando per il sostegno a progetti di Ricerca e Sviluppo sviluppati dai Distretti Industriali e dalle Reti Innovative Regionali del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale 2014-2020 della Regione Veneto.

Vi partecipano alcune delle aziende di Sinfonet: Ecor International, Fonderia Corrà, Rds Moulding Technology, Enginsoft, Zanardi Fonderie, Italker, Unilab Laboratori Industriali, Fusina Rolling, Lino Manfrotto, il Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali dell’Università degli Studi di Padova che è il coordinatore del progetto.

Il meeting di avvio di “GAP” si è svolto nel mese di marzo nella sede di Ecor International. La conclusione delle attività di ricerca industriale è prevista per la fine del 2019.

progetto GAP materiali innovativi
Un momento del meeting di avvio del progetto GAP nella sede di Ecor International.

 

LE FASI

In una prima fase, il progetto prevede il design metallurgico, ovvero uno studio iniziale propedeutico allo sviluppo delle leghe per definire sulla carta le proprietà correlandole alla chimica del materiale.

Questo sarà il punto di partenza per la seconda fase: la realizzazione dei prototipi sulla base delle composizioni dei materiali innovativi individuate in precedenza. Si tratta, da un lato, di varie tipologie di campioni in ghisa innovativa con un alto tenore di silicio e/o grafite compatta e sottoposti a trattamento termico. Dall’altro, i campioni saranno realizzati anche in leghe di alluminio.

Una terza fase prevede la caratterizzazione dei materiali ovvero lo studio delle proprietà per comprendere le caratteristiche a livello meccanico, resistenza ad usura e resistenza a corrosione, saldabilità. Verranno effettuate una serie di indagini sperimentali (utilizzando, ad esempio, metodi non distruttivi), microstruttura (utilizzando strumenti di microscopia ottica ed elettronica), comportamento meccanico, resistenza ad usura e corrosione. I risultati dei test serviranno a capire se i materiali corrispondono al set di parametri target. In caso contrario, il team dovrà individuare le azioni correttive per migliorarne le performance.

caratterizzazione materiali
Un test di caratterizzazione meccanica dei materiali.

Infine, Sinfonet confronterà i materiali convenzionali e i materiali innovativi sviluppati nel progetto proponendo una sintesi delle caratteristiche meccaniche, microstrutturali, tecnologiche. Inoltre, elaborerà le modalità tramite cui sarà possibile introdurre concretamente i materiali nei processi industriali, anche evidenziando dei casi studio.

 

IL RUOLO DI ECOR INTERNATIONAL

Le competenze condivise da Ecor International all’interno della rete comprendono la scienza dei materiali e le attività di ricerca correlate.

L’azienda, anzitutto, studierà la saldabilità delle leghe tramite test di saldatura, indagini metallografiche e relativi metodi di controllo. Questo servirà a capire se i materiali possono essere utilizzati realmente nei processi produttivi e quale sia il loro livello di integrabilità negli attuali sistemi processo/prodotto.

Poi, si occuperà del coating design e dello sviluppo di rivestimenti funzionali dei materiali innovativi al fine di conferire adeguate proprietà di superficie e demandandone, ad esempio, quelle di resistenza meccanica al substrato.

Infine, un’ultima attività prevede la valutazione della resistenza all’usura tramite l’utilizzo di un test rig progettato e costruito da Ecor International che può simulare, a seconda delle necessità, l’usura, la corrosione e la sinergia tra queste due variabili (tribocorrosione).

test usura corrosione
Un test di usura di alcuni provini svolto da Ecor International.

 

DA SAPERE

  • Le Reti Innovative Regionali sono dei sistemi di imprese e soggetti pubblici e privati, presenti in ambito regionale ma non necessariamente territorialmente contigui, che operano anche in settori diversi e sono in grado di sviluppare un insieme coerente di iniziative e progetti rilevanti per l’economia regionale.
  • Lo Smart Manufacturing è un sistema di produzione integrato e collaborativo che sfrutta le tecnologie avanzate di informazione e produzione per favorire la flessibilità nei processi fisici e raggiungere il mercato globale.
  • La ghisa è una lega di ferro e carbonio. La presenza di quest’ultimo elemento è compresa tra l’1,9 e il 6,5%.
  • Una lega è un materiale composto da due o più elementi chimici.
  • Il design metallurgico è l’attività di progettazione della composizione chimica e del processo che porterà a sviluppare il materiale oggetto di una ricerca.
  • La caratterizzazione dei materiali è un insieme di processi tramite i quali vengono indagate specifiche proprietà. Comprende ad esempio: indagini microscopiche, spettroscopiche, le prove meccaniche e di corrosione.
  • Il Coating Design è la progettazione dei trattamenti superficiali sui materiali realizzati con lo scopo di incrementarne le performance. Generalmente consistono nella modifica della composizione chimica della superficie e/o delle sue proprietà meccaniche e/o fisiche (ad esempio la durezza). Si possono ottenere attraverso trattamenti di diffusione in superficie di specifici elementi oppure ponendo sulla superficie stessa degli strati a differente spessore in funzione della tecnologia di deposizione usata.
  • Il test rig, o banco prova, è un macchinario in grado di riprodurre le funzioni di sistemi meccanici. È progettato e costruito appositamente per testare dei specifici componenti, al fine di capire se soddisfano determinati requisiti meccanici e di resistenza.
@EcorIntern
lunedì, Agosto 26th, 2019 at 9:42am
#Innovazione, investimenti in servizi dedicati, collaborazione con partner strategici: ecco il futuro del Centro di #Ricerca Il Sentiero International Campus secondo un laureando in Ingegneria Gestionale che ha svolto la tesi di laurea sul #benchmarking. https://t.co/aJqo3Lboz5 https://t.co/k8Pd6jNvmB EcorIntern photo
mercoledì, Luglio 31st, 2019 at 10:57am
Grazie ad una #ricerca nell'ambito del progetto @TresCleanEU abbiamo sviluppato la nuova metodologia per valutare la pulibilità delle superfici alimentari. Lo studio aiuterà a ridurre l' #impatto #ambientale dei cicli di pulizia. Ecco di che cosa si tratta: https://t.co/EHC6jO3sLo https://t.co/TziDg9BtGt EcorIntern photo
martedì, Luglio 23rd, 2019 at 12:58pm
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