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Monitoraggio, analisi e simulazione di processi di deformazione
plastica
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Monitoraggio, analisi, simulazione ed ottimizzazione del processo
di estrusione di leghe leggere
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Benchmark di software FEM per la modellazione del processo di
estrusione
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Previsione dell'evoluzione della microstruttura durante processi di
deformazione plastica di leghe leggere
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Previsione della vita utile di utensili per la deformazione
plastica dei materiali
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Monitoraggio ed analisi di processi per la produzione di manufatti
in materiali compositi
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Simulazione di processi di Vacuum Infusion
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Applicazione di fibre ottiche per il monitoraggio di deformazioni
di componenti in materiali compositi
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Studio dei cicli termici sulle proprietà meccaniche dei materiali
CFRP
Tema 1: Monitoraggio ed analisi di processi per la
produzione di manufatti in materiali compositi
All'interno del laboratorio
Masterlab della seconda facoltà
di ingegneria è prevista un'attività di analisi e monitoraggio dei
processi produttivi di manufatti in materiale composito CFRP e
GFRP. Alcune attività verranno svolte in collaborazione con aziende
che costruiscono manufatti in fibre di vetro o carbonio con resina
epossidica/poliestere/vinilestere, con fibra secca o umida o
pre-impregnata in vuoto o autoclave. L'attività prevede un piano
sperimentale di prove per l'analisi dell'influenza dei principali
parametri di processo (grado di vuoto, temperatura, tempo di cura,
umidità) ed una loro correlazione con la resistenza dei prodotti
ottenuti (in particolare alberi in carbonio per applicazioni
nautiche di tipo agonistico).
Tema 2: Monitoraggio, analisi e simulazione di processi di
deformazione plastica
All'interno di questa tematica,
in stretta collaborazione con
aziende manufatturiere del settore, verranno realizzate
attività inerenti i processi di deformazione plastica di metalli,
in particolare attività di monitoraggio di processi industriali, di
simulazione dei medesimi e di caratterizzazione dei prodotti finali
al fine di ottimizzare il ciclo di fabbricazione dei prodotti
finali.
Tema 3: Monitoraggio analisi e simulazione del processo di
estrusione di leghe leggere
Tale attività viene svolta dal sottoscritto da diversi anni ed è
frutto di numerose pubblicazioni sull'argomento: consiste
nell'analizzare, simulare e monitorare processi di estrusione di
leghe leggere al fine di ottimizzare la progettazione della matrice
per massimizzare le proprietà meccaniche ed estetiche dei profili
prodotti. All'interno di questa tematica rientrano i tre
sottoargomenti di ricerca specifici:
Tema 4: Benchmark di software FEM per la modellazione del processo
di estrusione
Tema 5: Previsione dell'evoluzione della microstruttura durante
processi di deformazione plastica di leghe leggere
Tema 7: Previsione della vita utile di utensili per la deformazione
plastica dei materiali
Tali attività sono condotte in stretta collaborazione con
l'Università di Dortmund, di Delft, l'Università di Padova e
l'università della Calabria assieme ad Aziende Europee ed
Italiane
Tema 4: Benchmark di software FEM per la modellazione del
processo di estrusione
Tale attività prevede l'organizzazione di un congresso biennale
"Extrusion Workshop and Benchmark" nella quale software house
mondiali confrontano il risultato delle simulazioni dei loro codici
con sperimentazioni accuratamente progettate e monitorate
realizzate da noi in collaborazione con l'Università di Dortmund.
Per effettuare tale attività una lunga e laboriosa messa a punto
della sperimentazione deve essere realizzata ed inoltre è
necessario essere in grado di utilizzare ed ottimizzare tutti i
codici FEM disponibili sul mercato onde consentire una
sperimentazione atta a valorizzare e valutare tutti gli aspetti
inerenti la simulazione.
Tema 5: Previsione dell'evoluzione della microstruttura
durante processi di deformazione plastica di leghe leggere
Consiste nella realizzazione di idonee prove su leghe di alluminio
di interesse industriale a differenti velocità di deformazione e
temperature per valutare le modalità di evoluzione della
microstruttura fino alla formazione del “Peripheral coarse grain
(PCG)” ossia una crescita anormale del grano in manufatti prodotti
in leghe di alluminio per deformazione plastica a caldo; l'attività
prevede di realizzare una serie di provini deformati a caldo in
differenti condizioni di deformazione, velocità di deformazione e
temperatura in modo da discretizzare il fenomeno, sui provini verrà
quindi realizzata un'analisi della microstruttura, ed i risultati
ottenuti permetteranno un'implementazione in codici FEM della
previsione dell'evoluzione della microstruttura ed in particolare
del PCG. E' prevista infine un' estensione dei risultati a profili
estrusi industriali. Tale attività è condotta in collaborazione con
l'Università di Dortmund (DE), di Delft (NL) e di Lehigh (USA) ed
in italia con l'Università Politecnica delle marche e con il Dip.
SMETEC dell'Università di Bologna.
Tema 6: Tecniche di giunzione innovative di leghe leggere e
materie plastiche
Tramite idonea sperimentazione si intende progettare, realizzare ed
ottimizzare una tecnologia innovativa per la realizzazione di
differenti tipologie di giunzione fra profili estrusi e lamiere in
leghe leggere basata sulla metodologia denominata Friction Stir
Welding (FSW);in particolare si intende unire con un'unica passata
di saldatura due lamiere ed un profilo estruso realizzati
eventualmente in leghe leggere differenti. I giunti così prodotti
verranno caratterizzati tramite prove statiche, dinamiche e di
corrosione. Tale tecnica di giunzione (FSW) verrà inoltre applicata
alla realizzazione di giunti fra fogli di materiale plastico
(polipropilene, policarbonati, PVC, PET, etc.). L'attività prevede
il disegno degli utensili, la realizzazione delle giunzioni e la
loro caratterizzazione tramite prove statiche ed eventualmente
dinamiche. Attività realizzata in collaborazione con il gruppo di
strutture aerospaziali della seconda facoltà di Ingegneria.
Tema 7: Previsione della vita utile di utensili per la
deformazione plastica dei materiali
Tramite tale attività si intende valutare il comportamento a caldo
di acciai per stampi e matrici che lavorano a temperature prossime
ai 600°C. Verranno investigati i fenomeni di creep e di fatica a
basso numero di cicli ma in temperatura, onde individuare leggi che
correlino la sollecitazione sulla matrice con la deformazione
permanente correlata. Tale attività è condotta in collaborazione
con l'Università di Delft e l'azienda Compes.
