workshop Promatec_r2b
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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
Bologna,08/06/2011ProMaTec
• 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:
Bologna,08/06/2011ProMaTec
….alleggerimento continuo
- Riduzione consumi ed emissioni CO2
- Incremento Prestazioni (Accelerazioni, Handling Vettura )
Inquadramento del Progetto di Ricerca:
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
Bologna,08/06/2011ProMaTec
….alleggerimento continuo
- 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
Inquadramento del Progetto di Ricerca:
Bologna,08/06/2011ProMaTec
- 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
….alleggerimento continuo
Alluminio Carbonio/Epox
Inquadramento del Progetto di Ricerca:
Bologna,08/06/2011ProMaTec
- 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
Inquadramento del Progetto di Ricerca:
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
Bologna,08/06/2011ProMaTec Gli attori della Ricerca:
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
Bologna,08/06/2011ProMaTec Gli attori della Ricerca:
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
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
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
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
2) Individuazione dei materiali e delle tecnologie più adatte al conseguimento degli obiettivi prestazionalirichiesti da 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
Il Progetto si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
2) Individuazione dei materiali e delle tecnologie più adatte al conseguimento degli obiettivi prestazionalirichiesti da 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
Il Progetto si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
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
Il Progetto si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
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
Il Progetto si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
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 si articola nei seguenti Obiettivi Realizzativi (OR):
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
Bologna,08/06/2011ProMaTec Attività del Progetto di Ricerca:
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
Bologna,08/06/2011ProMaTec