Meccanica Magazine n. 4

Progetto Lis4.0
100
ITA
AM processes, intelligent materials
with innovative features.
Smart structures in
composite material
For 3D-printed smart free-form
profiles in high-performance longfiber
composites.
Meta-structures
Intervista a Francesco Braghin,
Artificially created structures with
new characteristics given by their
responsabile geometry that can be developed in del WP2
different dimensional scales.
1. Di cosa si occupa il WP2 nell’ambito del LIS4.0? Quali sono le è stampata una struttura 3D in carbonio ma si è anche integrato
principali Autonomous sfide che affronta? Systems
un sistema di monitoraggio distribuito in grado di tenere sotto
For the transport of people with
Il WP2 di LIS4.0 si è occupato della progettazione e realizzazione di controllo le sollecitazioni (meccaniche e termiche) cui il componente
drive systems based on new highresolution
sensorizzati localization systems, in grado and di “bagnare” la fibra Big lunga data di carbonio analytics: è sottoposto data mining, durante intelligent la sua vita utile data per fusion, migliorare la sicurezza e
estrusori
(o di vetro) human-machine con la matrice interaction. termoplastica in modo ottimale statistical nonché monitoring di l’affidabilità and del robust pezzo stesso. product / process
depositare la fibra sul manufatto con pressione e temperatura ottimali
per massimizzare l’adesione e quindi le prestazioni meccaniche del
pezzo finito. Le sfide per la realizzazione sono molteplici: se la fibra
non viene “bagnata” correttamente, le prestazioni del manufatto
finale saranno molto inferiori di quelle attese; se non riesco a
depositare la fibra con la pressione e temperatura ottimale, questa
non aderirà allo strato sottostante; se la velocità di estrusione non mission critical questo cambio di prospettiva è di fondamentale
LIGHT AND HEAVY MOTORWAY
ENERGY
è legata alla RAILWAY velocità di avanzamento dell’estrusore, MEANS non riuscirò OF TRANSPORT a importanza: mentre oggi per
SPACE
garantire i necessari standard di
NAVAL
AND INTERMODAL INFRASTRUCTURES
realizzare componenti della forma voluta ma rischio di lasciare grinze sicurezza si è costretti a frequenti BIOMEDICAL ispezioni non distruttive che
AEREONAUTICAL
nel manufatto o addirittura di spezzare la fibra che sto depositando. richiedono tempo e denaro, con un sistema di monitoraggio integrato
APPLICATIONS (TRANSPORT AND MOBILITY)
OTHER SECTORS WITH SIGNIFICANT IMPACT
nel componente stesso si riuscirebbe a prevedere la vita rimanente
2. Quali sono le soluzioni innovative esplorate per le strutture
in materiale in composito, sia in termini di progettazione che di
gestione dell’intero ciclo di vita dei prodotti?
Per risolvere le sfide sopra descritte, è necessario adottare un
approccio integrato: non posso pensare all’estrusore senza tenere
conto del materiale che sto estrudendo o del manufatto sul quale
sto depositando la fibra e non posso pensare di ottenere parametri
tecnologici ottimali di stampa se non ottimizzo anche i profili di
velocità e le traiettorie lungo le quali muovo l’estrusore. Si è pertanto
adottato un approccio olistico che tenga conto del materiale di
partenza, del processo tecnologico di estrusione - poltrusione
nonché della struttura meccanica e del controllo di estrusore e
braccio robotico che movimenta l’estrusore stesso.
Inoltre, tenendo conto che la fibra lunga “stampata” può essere anche
una fibra di vetro e che quindi può essere utilizzata per monitorare
il manufatto prodotto (ad esempio mediante tecnologia Optical
Backscatter Reflectometer o semplicemente OBR), non solo si
Advanced and smart manufacturing technologies:
Additive Manufacturing, Micro Manufacturing, integration
of sensors for on-site and in-line monitoring and control.
New design criteria: topological and multi-criteria
optimization, maintenance on demand,
eco-design approach.
New simulation techniques: spatial and temporal multiscale,
multi-physics, damage modeling.
Smart structures and components: integrated sensors
and actuators, distributed sensors, IoT, low-power and
self-powered sensors.
Innovative strategies for assembly, diagnostics,
prognostics, communication and localization,
autonomous driving.
optimization.
3. Quali applicazioni possono essere abilitate dall’integrazione di
sensori e dallo sviluppo di materiali con proprietà self-healing?
Il monitoraggio di componenti (sia critici che non) riveste oggi un
interesse sempre maggiore in quanto permette di cambiare la filosofia
di manutenzione: da programmata a predittiva. Per componenti
del pezzo e quindi ad intervenire solo quando necessario.
4. Quali sviluppi prototipali sono stati effettuati nel BAAM 3D
moldless?
Per ora ci siamo limitati a realizzare provini semplici che ci hanno
permesso di verificare la bontà del progetto e del processo
implementato. La prospettiva rimane quella di provare a realizzare
componenti meccanici per applicazioni automotive.