Ricerca di base
L’attivita’ di ricerca e’ rivolta a tematiche inerenti le Tecnologie ed i Sistemi di Lavorazione riguarda prevalentemente lo sviluppo delle seguenti tematiche:
Nuove tecnologie di lavorazione a letto fluido
Sono stati condotti studi per valutare l’applicazione di sistemi e tecnologie di lavorazione a letto fluido in settori, quali la finitura superficiale, il rivestimento polimerico e il lavaggio industriale. Tali studi hanno permesso di identificare per ciascuno dei processi esaminati i meccanismi di base, le principali fenomenologie coinvolte e le finestre di lavoro più promettenti per un loro impiego industriale. Sulla base delle sperimentazioni condotte, sono stati costruiti modelli tecnologici e/o analitici per lo sviluppo di moduli per l’automazione ed il controllo di processo. Sono stati definiti e sperimentati impianti su scala pilota per l’esecuzione di operazioni di finitura superficiale di componenti meccanici, impianti per l’esecuzione di processi di lavaggio industriale a secco, impianti ad immersione ed elettrostatici per la deposizione di film polimerici su substrati a geometria complessa. Tali attività sono inoltre confluite nella preparazione di quattro brevetti, di cui uno depositato a livello europeo.
Deposizione di rivestimenti duri e valutazione delle proprietà tribologiche
Ulteriore linea di ricerca ha riguardato la deposizione e la caratterizzazione di film duri in diamante HF-CVD, di film a base ceramica o metallica termospruzzati con tecnica APS e HVOF, di film in Al2O3 o Cr2O3 mediante letto fluido o tecnica del ‘Cold Spray’. In tal caso, gli studi sono stati principalmente mirati alla definizione di tecniche di pretrattamento innovative dei substrati, finalizzate al miglioramento dell’ancoraggio e del comportamento tribologico dei film duri o proprio all’esecuzione dell’intero ciclo di pre-trattamento e deposizione. Nel settore dei film in diamante, si è fatto uso di processi di peening a letto fluido o ad alta pressione del substrato per realizzare l’ancoraggio di micro-spore di diamante negli strati più esterni del substrato sul quale poi crescere diamante policristallino per HF-CVD. Tale tecnica ha permesso di ridurre la dimensione media dei grani di diamante dopo HFCVD, permettendo di ottenere film continui a spessore più sottile e di migliorare l’ancoraggio del film in diamante sul substrato e la sua resistenza ad usura. Nel settore dei rivestimenti termospruzzati, si è fatto ricorso a tecniche di pretrattamento meccanico dei substrati, finalizzati al loro corrugamento ed al conseguente miglioramento dell’adesione film-substrato senza dover far ricorso all’impiego di bond-layer. Di recente, sono state anche studiate problematiche di machining a letto fluido ad alta velocità (Fast Regime – Fluidized Bed Machining) di tali rivestimenti termospruzzati, finalizzati ad identificare una tecnica di finitura del tutto automatizzabile come alternativa ai processi manuali, attualmente in uso in azienda. Nel campo delle deposizioni di film in Al2O3 o Cr2O3 con letto fluido o per ‘Cold Spray’, si sono individuati i meccanismi chiave che hanno portato all’ancoraggio delle particelle di ossido sulla superficie del substrato fino ad ottenere ‘a freddo’ film continui e compatti di oltre 10 micron di spessore. Tali film hanno mostrato la capacità di incrementare le prestazioni meccaniche superficiali e tribologiche dei substrati rivestiti, nonché il loro comportamento a fatica.
Tecnologie per la produzione di schiume metalliche
L’attività di ricerca sulle schiume metalliche è stata rivolta allo studio dei processi di produzione con particolare attenzione alle metodologie a semisolido. In tale ambito sono state sviluppate metodologie e sistemi per la produzione di schiume in alluminio individuando i parametri fondamentali del processo e gli effetti che questi hanno sul prodotto finale. Si sono infine individuati i meccanismi di base, le principali fenomenologie coinvolte e le finestre di lavoro ottimali.
Lavorazioni mediante tecnologia laser
Una terza linea di ricerca ha riguardato l’impiego di sorgenti laser a diodi di elevata potenza per il trattamento superficiale di substrati metallici ed organici. Gli studi hanno riguardato la piegatura di lamiere in alluminio per la realizzazione di forme complesse senza riposizionamenti e l’identificazione di strategie innovative di piegatura, l’indurimento di componenti in acciaio auto-temprante e lo sviluppo di tecniche rapide e non distruttive per la valutazione delle proprietà del materiale post-trattamento, il delaccaggio di lamiere in alluminio pre-verniciato finalizzato al recupero del materiale metallico, il riciclaggio di policarbonato e del layer riflettente da supporti ottici quali CD e DVD.
Rivestimenti e materiali organici ed inorganici e identificazione delle relazioni materiale-processo-prodotto
Attenzione è stata posta all’interazione processo-proprietà dei materiali. Sono state impiegate tecniche Raman e di fotoluminescenza per la correlazione delle proprietà di film in diamante e le condizioni di processo per depositarli, tecniche di micro-scratch e micro-indentazione per la qualificazione di film polimerici depositati a spruzzo elettrostatico e reticolati mediante l’impiego di differenti programmi di cura, tecniche di indentazione a punta piatta per la caratterizzazione di essenze in legno pregiato, tecniche SEM ed ESEM abbinate ad analisi termo-reologiche per la valutazione dell’evoluzione dei processi di cura e/o livellamento di polimeri in polvere. L’esecuzione di tali sperimentazioni ha permesso di fornire utili indicazioni per l’automazione ed il controllo dei rispettivi processi, fino ad arrivare alla definizione di mappe di processo valide su ampi campi applicativi.