workshop Promatec_r2b

Bologna,08/06/2011ProMaTec

Progetto Distretto PROMATEC: materiali innovativi per la meccanica

Ing. E. Dolcini , PhD

R&D Riba Composites S.r.l

Bologna,08/06/2011ProMaTec AGENDA:

• Inquadramento del Progetto di Ricerca

• Gli Attori della Ricerca

• Gli Obiettivi del Progetto di Ricerca

• Le Attività del Progetto di Ricerca

• …

Bologna,08/06/2011ProMaTec Inquadramento del Progetto

di Ricerca:

Bando Regione E.R. : “Dai distretti Produttivi ai Distretti Tecnologici ”

Filiera di riferimento:Nuovi Materiali per la Meccanica

Studio di un materiale composito innovativo e del relativo processo produttivo per realizzare componenti strutturali

Requisiti :

- Elevate prestazioni meccaniche

- Resistenza all’invecchiamento

- Sostenibilità economica / industriale

- Affidabilità dei processi produttivi


• Alleggerimento continuo

Richiesta da parte del mercato :

• Migliorare la risposta dinamica dei sistemi meccanici (NVH)

• Migliorare la sicurezza passiva

Materiali con prestazioni specifiche migliori

Resistenza/peso

Rigidezza/peso

Dissipazione energetica/peso

Inquadramento del Progetto di Ricerca:


….alleggerimento continuo

- Riduzione consumi ed emissioni CO2

- Incremento Prestazioni (Accelerazioni, Handling Vettura )


Necessità di avere veicoli sempre più sicuri in caso di urto (sicurezza passiva)

Energia Specifica Assorbita dal Composito èmaggiore di quella dei comuni materiali metallici:

- 10 kg Alluminio- 5 kg Vetro- 4 kg Carbonio



- Necessità di ridurre la massa dei bracci a sbalzo per poter aumentare la loro lunghezza

- Possibilità di ridurre la zavorra e alleggerire il mezzo di trasporto: minor numero di assali

Componenti soggetti a carichi affaticanti molto elevati e ambienti di lavoro stressanti per l’integrità del materiale ( umidità, escursione termica, sporcizia )

Il composito permette di aumentare di 4 m la

lunghezza delle ultime sezioni senza cambiare la

taglia del camion



- Possibilità di aumentare le cadenze produttive (macchine più veloci )

- Riduzione delle vibrazioni

- Minor potenza richiesta agli azionamenti elettrici

Leva per macchina di assemblaggio: + 10% cadenza produttiva


Alluminio Carbonio/Epox



- Aumento delle frequenze proprie del sistema

- Incremento della capacità smorzantedel sistema

caratteristiche di rigidezza e viscosità del materiale

….riduzione delle vibrazioni e del rumore ( NVH )

Hz

t


Bologna,08/06/2011ProMaTec Gli attori della Ricerca:

Filiera di Riferimento

FORNITORIDELLE MATERIE

PRIME

PRODUTTORE DEL COMPONENTE

FINITOCLIENTE FINALE

Le proprietà di un componente strutturale dipendono da:

- Caratteristiche della fibra- Caratteristica della matrice- Quantità relative di fibra e matrice all’interno del composito….

Intervenire sulle proprietà chimico/fisiche di matrice e fibra per ottenere le desiderate prestazioni del componente finale

I MATERIALI COMPOSITI SONO MATERIALI DA PROGETTARE


Associazione Temporanea di Imprese

MATERIA PRIMA PER LA MATRICE:

ELANTAS/Camattini S.p.A.

PROPONENTE

CAPOFILIERA/COSTRUTTURE DI PARTI

IN COMPOSITO:RI-BA Composites S.r.l.

CAPO FILIERA

UTENTE FINALE :

Ferrari S.p.A.

PROPONENTE

CONSULENZA SOFTWARE:ESI Italia S.r.l.

PROPONENTE

MATERIA PRIMA PER IL RINFORZO:

G. Angeloni S.r.l

PROPONENTE

FILIERA


Collaborazione centri della Rete Alta Tecnologia

FILIERA

MATERIA PRIMA PER IL RINFORZO:

G. Angeloni S.r.l

PROPONENTE

MATERIA PRIMA PER LA MATRICE:

ELANTAS/Camattini S.p.A.

PROPONENTE

CAPOFILIERA/COSTRUTTURE DI PARTI

IN COMPOSITO:RI-BA Composites S.r.l.

CAPO FILIERA

UTENTE FINALE:

Ferrari S.p.A.

PROPONENTE

CONSULENZA SOFTWARE:ESI Italia S.r.l.

PROPONENTE

Bologna,08/06/2011ProMaTec Obiettivi della Ricerca:

1) Definizione e progettazione di uno o più materiali compositi per applicazioni strutturali e semi strutturali tali da:

• Garantire elevate prestazioni meccaniche ed affidabilità

• Poter essere utilizzati in processi industriali con rateo superiore a quello delle tradizionali tecnologie per materiali compositi

2) Definizione di procedure di caratterizzazione univoca per la famiglia di materiali oggetto di studio

3) Definizione di modelli di calcolo atti a prevedere il comportamento meccanico del materiale e la relativa correlazione con le caratterizzazioni meccaniche

Bologna,08/06/2011ProMaTec Obiettivi della Ricerca:

Studio e realizzazione di componenti prototipali su cui verificare il conseguimento dei risultati:

• Parti di telaio/carrozzeria per vetture sportive ad elevate prestazioni

• Camicia per cilindro oleodinamico ad elevate pressioni di esercizio

Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:

Il Progetto si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):

1) Analisi dello scenario tecnologico e dei processi innovativi legati al settore dei materiali compositi

2) Individuazione dei materiali e delle tecnologie più adatte al conseguimento degli obiettivi prestazionalirichiesti da componenti strutturali

3) Caratterizzazione dei materiali identificati e determinazione delle proprietà meccaniche, vibroacustiche e di processo

4) Progettazione e sviluppo tecnologico realizzativo dei componenti prototipali

5) Verifiche sperimentali sui prototipi realizzati



1) Analisi dello scenario tecnologico e dei processi innovativi legati al settore dei materiali compositi

1.1) Analisi dei materiali innovativi presenti allo stato dell’arte ed integrabili in strutture in composito

1.2) Analisi comparativa di più soluzioni tecnologiche attualmente utilizzate nel manufacturing dei materiali compositi

1.3) “Target setting Deployment” per componenti strutturali

1.4) Determinazione dei componenti strutturali su cui testare i nuovi materiali e le nuove tecnologie



2.1) Definizione e selezione dei materiali da testare

2.2) Studio di impostazione dei componenti prototipali da realizzare e delle specifiche da conseguire

2.3) Determinazione delle tecnologie/processi per la realizzazione dei componenti strutturali




2.1) Definizione e selezione dei materiali da testare

2.2) Studio di impostazione dei componenti prototipali da realizzare e delle specifiche da conseguire

2.3) Determinazione delle tecnologie/processi per la realizzazione dei componenti strutturali



3) Caratterizzazione dei materiali identificati e determinazione delle proprietà meccaniche, vibroacustiche e di processo

3.1) Caratterizzazione delle proprietà riguardanti i processi tecnologici di interesse (viscosità resine, permeabilitàpreforme, drappabilità tessuti..)

3.2) Caratterizzazione statica e microstrutturale dei compositi scelti per la realizzazione dei diversi componenti

3.3) Caratterizzazione dinamica dei materiali identificati per la realizzazione dei diversi componenti

3.4) Caratterizzazione a crash dei materiali identificati per la realizzazione dei diversi componenti



4) Progettazione e sviluppo tecnologico realizzativo dei componenti prototipali

4.1) Studio e ottimizzazione tecnologica per la realizzazione dei componenti prototipali in riferimento al reale processo produttivo di serie

4.2) Progettazione di dettaglio dei componenti prototipali da realizzare

4.3) Realizzazione dei prototipi funzionali per la verifica del processo tecnologico e delle conseguenti prestazioni strutturali



5) Verifiche sperimentali sui prototipi realizzati

5.1) Verifica della conformità dei processi tecnologici necessari alla realizzazione delle parti strutturali

5.2) Verifica delle prestazioni strutturali sui componenti prototipali realizzati con i materiali innovativi e ottimizzazione dei modelli di calcolo




Il progetto è partito il I°Luglio 2010 e risulta allineato alla pianificazione prevista:

OR 1 completatoOR 2 in fieriOR 3 in fieriOR 4 in fieriOR5 non iniziato

Bologna,08/06/2011ProMaTec Conclusioni:

• Il progetto spinge ad una forma di collaborazione molto più trasversale all’interno della filiera: collaborazione e compartecipazione di risorse strategiche fra i partner

• Il progetto favorisce il trasferimento tecnologico dagli enti di ricerca della Rete Alta Tecnologia verso il mondo aziendale � auspicabile un incremento del know how per le aziende coinvolte

….. ci vediamo nel 2012 per i risultati tecnici !

ProMaTec


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