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Presentazione della ReteEMILIA - Laboratorio Integrato di
Meccanica Sperimentale per l’Aerospaziale
Cod. Id. Progetto 18 Coordinatore scientificoProf.Ing. Carmine Pappalettere, Politecnico di Bari
Le unità di ricerca
Unità di ricerca Responsabile
UR 1 Prof. C. Pappalettere(Politecnico di Bari)
UR 2 Prof. D. De Tommasi(Politecnico di Bari)
UR 3 Prof. V. Dattoma(Università del Salento)
Obiettivo della ReteIl Laboratorio Integrato di Meccanica Sperimentale finalizzato allo studio di materiali innovativi per usi aeronautici (EMILIA) coinvolge 4 laboratori già presenti in ambito regionale strutturati in 3 Unità di Ricerca. L’infrastruttura proposta si configura, pertanto, come un potenziamento di laboratori dislocati nelle università presenti in quattro province della Regione, già attivi e operanti nell’ambito del settore aeronautico.
Settori di impatto• Aerospazio• Automobilistico• Cantieristica navale• Elettronica• Biomeccanica
Domanda di innovazione del sistema produttivo
• Caratterizzazione avanzata di materiali innovativi in condizioni critiche.
• Progettazione e verifica di componenti strutturali.
• Analisi dei fenomeni di failure anomali.
• Implementazione di sistemi di misura degli stress e delle deformazioni innovativi.
Offerta tecnologica della Rete
• Caratterizzazione meccanica di componenti e materiali in differenti condizioni di carico (es. statico, fatica, flessione, impatto, ecc.) e ambientali (es. effetti di temperatura, umidità, invecchiamento)
• Analisi sperimentale e numerica (FEM) dello stato tensionale di strutture.
• Analisi delle tensioni residue.• Implementazione di sistemi ottici
per l’analisi di deformazioni e ricostruzione 3D
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 1. INNOVHEAD - Tecnologie innovative per riduzione
emissioni, consumi e costi operativi di motori Heavy Duty
Risultati raggiunti: Stato dell’arte dei processi di sinterizzazione laser, deposizione laser, microlavorazioni laser dei materiali per applicazioni motoristiche
Ricadute industriali • Materiali e lavorazioni innovative per attuatori meccatronici e loro ottimizzazione
• Progettazione mediante tecniche sperimentali • Verifica dimensionale del componente tramite macchina CMM e
tecniche ottiche interferometriche ad alta risoluzione• Valutazione delle prestazioni meccaniche dei materiali: Test di
durata (a caldo ed in ambiente corrosivo) e Stress Residui (su componenti sinterizzati e rivestiti)
Altri risultati • Rafforzamento e valorizzazione dell'intera filiera della ricerca e delle reti di cooperazione tra il sistema della ricerca e le imprese, per contribuire alla competitività e alla crescita economica;
• Innalzamento del livello delle competenze e delle conoscenze scientifiche e tecniche nel sistema produttivo e nelle Istituzioni;
• Ricadute in campo ambientale e dei trasporti.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Distretto MEDIS S.c.a.r.l. (Centro Ricerche Fiat, MERMEC)
Collaborazione diretta per redazione progetto
Alta
Macchina CMM
Sistema PRISM per la misura selle Tensioni Residue
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 2. ELIOS - Strutture di nuova concezione saldate
con laser in fibra - Cod. PON01_01269 - durata 36 mesi (2012-2015)
Risultati raggiunti: Stato dell’arte sulla simulazione agli elementi finiti (FEM) del processo di saldatura laser per keyhole
Ricadute industriali • Sviluppo di processi innovativi di fabbricazione di componenti complessi in titanio di nuova concezione per l’industria aeronautica, utilizzando la tecnologia Laser Beam Welding (LBW)
• Abbattimento significativo degli sfridi di lavorazione a finire (riduzione del rapporto buy-to-fly).
Altri risultati • Valutazione della saldabilità LBW delle leghe di titanio• Modellazione del processo LBW e del comportamento
meccanico del giunto• Definizione della metodologia di caratterizzazione dei giunti
ottenuti con LBW (UR1 EMILIA)
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
CONSORZIO CALEF (Alenia Aeronautica SpA, RTM SpA, LASIT SpA, Boeing Operations International Inc, APR Srl, )
Collaborazione diretta Alta
Centro Sviluppo Materiali Collaborazione indiretta Bassa
Diffrattometro a raggi X
Misura termografica
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 3. TEMA - TEcnologie Produttive e Manutentive
applicate ai Propulsori Aeronautici Risultati raggiunti: Progetto da avviare presumibilmente nel Gennaio 2014
Ricadute industriali • Introduzione di nuove metodologie di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo
• Sviluppo di un sistema innovativo di deposizione laser che consenta il recupero di componenti ad alto contenuto tecnologico
Altri risultati • Sviluppo di modelli numerici di ottimizzazione del processo di lavorazione
• Messa a punto di sistemi di repairing in grado di operare su geometrie complesse
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
AVIO S.p.A. Collaborazione diretta Alta
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 4. DITECO (DIfetti, danneggiamenti e TEcniche di
riparazione nei processi produttivi di grandi strutture in COmposito )
Risultati raggiunti: non ancora avviato.
Ricadute industriali • Le tecnologie e sistemi da sviluppare per la riparazione di strutture in composito di vario tipo (solido laminato, sandwich e componenti integrati) permetteranno di ridurre notevolmente il costo delle riparazioni, il tempo di flusso richiesto e/o la messa a terra del velivolo, e consentiranno anche di riparare danni oggi “non riparabili”, riducendo così il numero di scarti di produzione.
Altri risultati • Le tecnologie e le soluzioni innovative sviluppate potranno essere oggetto di proprietà brevettuale degli enti di ricerca e delle aziende coinvolte.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Alenia Aermacchi Collaborazione diretta per redazione progetto
Alta
CETMA Collaborazione indiretta Bassa
Enginsoft Collaborazione indiretta Bassa
Salver S.p.A. Collaborazione indiretta Bassa
Novotech Collaborazione indiretta Bassa
Altran Collaborazione indiretta Bassa
SCS - Frisoli Collaborazione indiretta Bassa
Pannello irrigidito cocurato
Macchina di Impatto
Box multispar cocurato
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 5. PON EURO 6 - Elettronica di controllo, sistema
d’iniezione, strategie di combustione, sensoristica avanzata e tecnologie di processo innovativi per motori diesel a basse emissioni inquinanti
Risultati raggiunti: Creazione set up ottico per la valutazione dei fori
Ricadute industriali • Trasferimento di know-how su stato dell’arte, soluzioni innovative e problematiche relative alla tecnologia laser
• Messa a punto di una metodologia di valutazione dei fori mediante tecniche ottiche e/o optoelettroniche
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Centro Ricerche Fiat Collaborazione diretta Alta
MASMEC s.r.l. Collaborazione diretta Media
Magneti Marelli S.P.A. Collaborazione diretta Alta
Isotta Fraschini S.P.A. Collaborazione diretta Media
TECNOGAMMA s.p.a. Collaborazione diretta Media
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 6. PON SEB (SMART ENERGY BOXES) - Ricerca e
sviluppo di sistemi per la produzione efficiente, la gestione e l’accumulo di energia elettrica e termica, integrati e interconnessi in un virtual power plant.
Risultati raggiunti: creazione set up interferometrico per lo studio dei componenti elettronici; test meccanici per la valutazione delle prestazioni.
Ricadute industriali • Verifica dell'affidabilità di componenti elettronici mediante tecniche interferometriche
• Valutazione sperimentale delle prestazioni meccaniche • Misure di tipo strain/stress, anche residui, sui materiali e sulle
strutture
Altri risultati • Sperimentare e validare nuovi sistemi di produzione e nuove logiche di controllo, di generazione distribuita, per il soddisfacimento della domanda energetica di complessi di medie dimensioni;
• Creare dei poli di competenza specifici sui temi oggetto del programma;
• Porre le basi per investimenti finalizzati allo start-up di attività produttive di tali sistemi.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
ENEA Collaborazione diretta Media
AVIO S.p.A. Collaborazione diretta MediaCentro Combustione Ambiente s.r.l.
Collaborazione diretta Media
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 7. LABORATORIO SUL REPAIR – LABREP
Risultati raggiunti: avvio delle attività di ricerca e sviluppo di attrezzi prototipali per l’esecuzione di prove di fatica a caldo su provini piatti
Ricadute industriali • Il laboratorio sul repair ha lo scopo di ricercare, mettere a punto e sperimentare tutta una serie di nuove tecnologie per il ripristino di parti danneggiate e di trasferire le tecnologie identificate e testate al mondo industriale per la applicazione su componenti reali.
Altri risultati 1) nuove tecnologie per il ripristino dimensionale 2) nuove tecnologie di giunzione3) nuove tecniche di riparazione ecocompatibili 4) nuove tecnologie di controllo non distruttivo
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Avio SpA Collaborazione diretta Alta
Cetma Collaborazione indiretta Occasionale
Centro Laser Collaborazione indiretta Occasionale
Nanofab scarl Collaborazione indiretta Occasionale
Strumentazioni e prototipi
Macchine di creep
Cluster di calcolo
Morse per prove ad alta temperatura e particolare del prototipo in fase di realizzazione
Schema del le attività di Ricerca:- Acquisizione materiali- Realizzazione dei provini e eventuali attrezzature - Ottimizzazione dei parametri di processo- Eventuali trattamenti termici- Esami microstrutturali, durezza- Test di Trazione- LCF- Creep- Fattibilità del processo su componente reale- Analisi micro-strutturale- Controllo dimensionale
Riparazione con la tecnologia laser di un danneggiamento locale su un profilo aerodinamico di una pala
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 8. SPIA - Strutture Portanti Innovative
Aeronautiche Risultati raggiunti: progetto in fase di finanziamento
Ricadute industriali •Tecnologie di fabbricazione competitive nel campo dei materiali compositi, attraverso processi che permettano la realizzazione di componenti monolitici (altamente integrati).
Altri risultati •Sviluppo dei processi di assemblaggio per grossi componenti aeronautici in fibra di carbonio•Sviluppo di materiali pre-preg o da infusione per processi Out of Autoclave•Sviluppo di materiali resistenti all’alta temperatura
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
ALENIA AERMACCHI Collaborazione diretta Frequente
DEMA S.p.A. Collaborazione indiretta Occasionale
SALVER S.p.A. Collaborazione indiretta Occasionale
ENGINSOFT S.p.A. Collaborazione indiretta Occasionale
Consorzio CETMA Collaborazione indiretta Occasionale
AVIO S.p.A. Collaborazione indiretta Occasionale
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 9. MASTCO - MAteriali e STrutture in COmposito
per velivoli leggeri GA e UAV - MASTCO Risultati raggiunti: progetto in fase di finanziamento
Ricadute industriali •Realizzazione di specifici Dimostratori Tecnologici, relativi alle piattaforme di Aviazione Generale (GA) e velivoli non pilotati (UAV).
Altri risultati •Sviluppo di prodotti strutturali per velivoli dell’Aviazione Generale (GA) e UAV in materiali compositi a basso costo
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
ALENIA AERMACCHI Collaborazione diretta Frequente
BLACKSHAPE Collaborazione indiretta Occasionale
G-S-E Collaborazione indiretta Occasionale
Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 10. MATERIALI E METODOLOGIE INNOVATIVI PER
PRODOTTI NEL SETTORE DELLE ENERGIE RINNOVABILI – PS_095
Risultati raggiunti: metodologia di analisi delle sollecitazioni di grandi componenti in composito con l’utilizzo integrato di tecniche sperimentali
Ricadute industriali Messa a punto di una procedura sperimentale per lo studio dei meccanismi di danneggiamento del materiale composito sotto carico ciclico e monotono Messa a punto di una metodologia di indagine non distruttiva, sperimentale e numerica, per il controllo dell’integrità del materiale composito
Altri risultati • Sviluppo di tecniche di indagine del danneggaimento di materiali compositi
• Esecuzione di prova di fatica su pala eolica in scala reale
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Jonica Impianti Collaborazione diretta Frequente
Costruzioni Solari Collaborazione diretta Occasionale
Processi Speciali Collaborazione diretta Occasionale
Utilizzo del sistema prove strutturali e banchi test per la prova in scala reale di una pala eolica
Contratto di ricerca 11. MASSIME - Sistemi di sicurezza meccatronici innovativi (cablati e wireless) per applicazioni ferroviarie, aerospaziali e robotiche
Risultati raggiunti: progetto in corso
Ricadute industriali • Miglioramento di affidabilità di velivoli ultraleggeril progetto MASSIME si propone di sviluppare sistemi di sicurezza meccatronici innovativi (cablati e wireless) per applicazioni ferroviarie, aerospaziali e robotiche, costituiti da combinazioni di sensori e tecnologie microelettroniche e supportate da un’adeguata infrastruttura software. L’implementazione di ciascuna soluzione innovativa sarà finalizzata all’aumento delle performance, dell’affidabilità e della sicurezza, all’ottimizzazione dei costi di esercizio ed anche al recupero di parti e componenti secondo un ciclo di dismissione piu eco-sostenibile.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Mer Mec Collaborazione diretta Media
Masmec Collaborazione indiretta Occasionale
Blackshape Collaborazione diretta Alta
Magneti MArelli Collaborazione indiretta Occasionale
VVN Collaborazione indiretta Occasionale
Le attività svolte al 31/12/2013Contratto di ricerca 12. VIS4FACTORY - Sistemi Informativi Visuali per i processi di fabbrica nel settore dei trasporti
Risultati raggiunti: progetto in corso
Ricadute industriali - indagare nell’ambito di nuove soluzioni, basate su tecnologie visuali (tra cui la realtà aumentata e la realtà virtuale), applicabili all’industria manifatturiera, che siano in grado di porre al centro del processo produttivo l’uomo quale elemento essenziale per il recupero di competitività nel panorama internazionale;
- delineare un set di tecnologie basate sul paradigma della visualizzazione avanzata (virtual reality, augmented reality, mixed reality, interazione multisensoriale) applicate al contesto manifatturiero della progettazione e produzione di materiali avanzati e componenti per il settore dei trasporti.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Calef Collaborazione diretta Alta
CETMA Collaborazione diretta Alta
Enea Collaborazione indiretta bassa
Le attività svolte al 31/12/2013Contratto di ricerca 13. Determinazione delle caratteristiche meccaniche a fatica di materiali metallici per componenti automotive
Risultati raggiunti: Valutazione del miglio materiale per la realizzazione di componenti specifici
Ricadute industriali • Definire il tratto di vita a termine e il limite di fatica dei materiali in studio con una condizione di carico mono-assiale e, dunque, costruire la relativa curva media stress-numero di cicli a rottura.
• Definire curva strain locale-numero di cicli a rottura e una misura degli stress residui al piede del cordone per componenti saldati.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Grande Impresa Sud Italia* Collaborazione diretta Alta
* Il nome dell’azienda coinvolta è omesso a tutela della privacy del contraente
Contratto di ricerca 14. Misura di tensioni residue su componente in titanio
Risultati raggiunti: progetto in corso di definizione
Ricadute industriali • Misura di TR tramite X-ray su tubo calandrato in Titanio gr4 montato in interferenza sopra ad un rullo rotante che monta dei magneti
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Media Impresa Nord Italia* Collaborazione diretta Primo contatto
* Il nome dell’azienda coinvolta è omesso a tutela della privacy del contraente
Contratto di ricerca 15. Misura di TR tramite x-ray su ingranaggio
Risultati raggiunti: progetto in corso di definizione
Ricadute industriali • Miglioramento di affidabilità di componenti meccanici critici
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Grande Impresa Nord Italia* Collaborazione diretta Alta
* Il nome dell’azienda coinvolta è omesso a tutela della privacy del contraente
Sistema di attacco elettrolitico
Attività promozionali svolte• Festival dell’Innovazione c/o Fiera del Levante, Bari 1-3 Dicembre 2010 • Innovabilia 2012 - Festival delle innovazioni per le diverse abilità e la
qualità della vita, Foggia 17-19 Maggio 2012.• Forum Aerospace Innovation – 2-4 Dicembre 2013 Montreal (Canada)• Organizzazione Conferenza Internazionale NT2F11 – 3-6 Luglio 2011
Polignano a Mare (Bari).• Organizzazione Simposio Internazionale YSESM 2013 – 22- 24 Aprile 2013
Bari.• Pubblicazione sulla Newsletter di Stresstech Group Customer dell’articolo
divulgativo” UNIVERSITY OF BARI IN ITALY HAS NOW EVERYTHING FOR STRESS MEASURING“, n.1, November 2012.
• Presentazione del Lab. presso aziende e centri di ricerca. • Pubblicazione dei principali risultati di attività svolte nell’ambito del Lab.
EMILIA in articoli scientifici su riviste ad elevata collocazione editoriale.
Sito web della Rete: http://www.dimeg.poliba.it/residualstress/
Internazionalizzazione del laboratorio
• Collaborazione con il Prof. C.A. Sciammarella della Northern Illinois University, Dekalb – Chicago (IL) U.S.A.
• Collaborazione con il Prof. C.M. Sonsino del Fraunhofer Institute for Structural Durability LBF, Darmstadt (Germany).
• Collaborazione con il Prof. G. Pluvinage del Fiabilité Mécanique, Conseils Silly sur Nied (France).
Attività programmate• Partecipazione congresso SEM 2014• Partecipazione congresso YSEMS 2014• Partecipazione congresso NT2F 2014• Partecipazione congresso Fatigue 2014• Partecipazione call CLEANSKY 2014• Partecipazioni call Horizon 2020• Invito docenti e ricercatori dai laboratori internazionali partner
Contatti• Coordinatore scientifico e Responsabile UR 1: Prof. Carmine Pappalettere
Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management – Politecnico di Bari
Viale Japigia 182 - 70126 Baritel. 0805962706 mail [email protected]
• Responsabile scientifico UR 2: Prof. Ing. Domenico De TommasiDipartimento di Scienze dell'Ingegneria Civile e dell'Architettura – Politecnico di Bari Via Orabona 4 - 70126 Baritel. 0805963741mail [email protected]
• Responsabile scientifico UR 3: Prof. Ing. Vito DattomaDipartimento di Ingegneria dell'Innovazione – Università del SalentoS.P. 6 Lecce – Monteroni, 73100 Leccetel. 0832297767mail [email protected]