RICERCA INDUSTRIALE

Quale materiale resiste di più all’usura?

resistenza materiali ecor research
E’ la domanda a cui il Dipartimento Engineering deve rispondere per incrementare la vita utile di un componente sottoposto a condizioni di lavoro severe. Abbiamo chiesto a Pietro Pranovi, Head of Laboratory e Testing, di raccontarci questo progetto.

Il Dipartimento Engineering ha avviato un nuovo test nel Verification & Validation Center che sta studiando il comportamento di usura di diverse tipologie di materiale. L’obiettivo è capire quale soluzione è più durevole per l’utilizzo all’interno di un impianto di confezionamento alimentare.

Lo studio dell’usura è tra le attività più strategiche nel settore delle macchine automatiche perché i componenti degli impianti si logorano con l’avanzare del tempo: comprendere se esistono materiali e trattamenti con un ciclo di vita più lungo consente di ottimizzare i costi di manutenzione della macchina.

Abbiamo chiesto a Pietro Pranovi, Head of Laboratory e Testing, che cosa prevede nel dettaglio questo progetto innovativo.

rest rig ecor research
Il banco prova “TriboCorr” utilizzato per eseguire il test di usura. E’ stato progettato da Ecor International ed è in grado di valutare anche la tribocorrosione dei materiali.

Pietro, per quale componente dell’impianto alimentare si è reso necessario questo test?

Il componente sottoposto ad usura nell’impianto è una camma, cioè un organo meccanico con uno specifico profilo la cui geometria deve essere mantenuta nel tempo. Nell’impianto sono presenti dei rulli in contatto con la camma che tendono ad usurarla, compromettendo il funzionamento della macchina automatica.

 

E’ possibile posticipare l’insorgere di questo problema?

Sì, possiamo valutare se esistono dei materiali più performanti dal punto di vista tecnico-strutturale, ma per capirlo dobbiamo eseguire dei test specifici che simulano le condizioni di lavoro dell’impianto. Stiamo dunque utilizzando il TriboCorr, banco prova progettato e costruito internamente che è in grado di testare, a seconda delle necessità, l’usura, la corrosione e pure la sinergia tra queste due variabili (tribocorrosione).

 

Che cosa prevede nel dettaglio questo test?

Il test attualmente in corso d’opera è un test di usura denominato “ring on ring” in modalità rotolamento. In altre parole, un campione circolare di 60 mm viene posto in contatto con un altro provino in acciaio di 30 mm (lo stesso materiale dei rulli). Il campione più grande è costituito, a seconda del test, da un materiale diverso che potrà essere utilizzato per produrre la nuova camma. I due “anelli” vengono fatti ruotare con la stessa velocità periferica: proprio grazie al movimento dei due provini in contatto viene ricreata la condizione di usura. Durante il test, i provini sono immersi in un liquido allo scopo di ricreare le condizioni di lavoro dell’impianto.

test usura ecor research
Il test rig “ring on ring” in modalità rotolamento in corso di svolgimento: due campioni circolari, bagnati da un liquido, ruotano mentre sono in contatto.

Dunque, state testando campioni realizzati con materiali diversi, corretto?

Esattamente, e questo è fondamentale perché solo confrontando l’usura tra i diversi campioni possiamo capire qual è il più adatto. In particolare, stiamo testando dei campioni di nylon rinforzati con fibre in vetro. La direzione e la tipologia di queste fibre all’interno dei campioni determinano una resistenza differente. Inoltre, stiamo testando anche altre tipologie di matrici.

 

Come riuscite a stimare l’usura dei campioni?

Dopo 30 ore di test per campione misuriamo il peso del campione e il suo diametro confrontando i valori rilevati con quelli iniziali. Nel corso di questa procedura teniamo in considerazione anche che il materiale della matrice, assorbendo l’acqua, si espande diminuendo la sua resistenza. Paragonando i diversi materiali sarà possibile individuare quale si è usurato di meno e dunque quale ha una resistenza maggiore.

 

DA SAPERE

  • La tribocorrosione è la scienza che coniuga lo studio delle interazioni superficiali tra organi in moto relativo, che comprendono attrito e usura (tribologia), con lo studio del deterioramento di una sostanza solida metallica in ambiente aggressivo (corrosione).
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