PROGETTI E RICERCA
Alcuni dei nostri progetti, dal design alla validazione del pezzo finito.
Casi studio che mostrano come lavoriamo: progettazione, analisi FEM, produzione e prove di laboratorio. Dove il progetto nasce dalla ricerca trovi le fonti peer-reviewed da controllare; dove nasce da una commessa, lo mostriamo in forma anonimizzata.
DAL CAD AL LABORATORIO
Un caso, tutto il percorso
Progettazione, analisi FEM, produzione, test e report di conformità: il nostro modo di lavorare, mostrato per intero su un componente certificabile.
BIOMEDICALE · HORIZON 2020 (MYLEG)
MyFlex-γ: protesi di piede in carbonio, dalla progettazione al test di laboratorio
Il problema. Una protesi di piede ESR deve replicare le rotazioni di un piede sano sotto i carichi del passo, nel rispetto della ISO 10328. La rigidezza dipende insieme da geometria e laminazione: troppe combinazioni per esplorarle su prototipi fisici.
Cosa abbiamo fatto. Nel progetto europeo MyLeg (Horizon 2020) abbiamo sviluppato una metodologia FEM a due livelli: un modello 2D veloce per la geometria, un 3D strato per strato per la laminazione. Il prototipo in carbonio, strumentato con sensori, è stato validato al banco: prove statiche secondo ISO 10328, misure ottiche e verifica dinamica del ciclo del passo (ISO 22675).
- 1.000+ simulazioni di ottimizzazione
- 45 s per run col modello 2D, contro le 4 h del 3D
- FS 2 al 220% del carico di categoria
- Oltre 1.000 simulazioni di ottimizzazione geometrica: 45 secondi a run con il modello 2D, contro le oltre 4 ore del 3D equivalente
- Curve di rigidezza del prototipo fisico sovrapponibili al modello FEM in dorsiflessione
- Fattore di sicurezza 2 al 220% del carico di categoria (criterio Tsai-Wu)
- Metodologia alla base del brevetto internazionale WO2023135510A1
Fonti: Applied Sciences 12:97, 2022 (open access) Brevetto WO2023135510A1
PROGETTI DI INGEGNERIA
Dalle commesse: progetti di ingegneria
Lavori svolti per clienti e partner, mostrati in forma anonimizzata.
AUTOMOTIVE · REVERSE ENGINEERING
Un veicolo convertito all’elettrico: dalla scansione 3D ai nuovi componenti
Il problema. Il veicolo doveva passare dalla propulsione termica all’elettrica, ma non esistevano modelli CAD: senza le geometrie era impossibile progettare i nuovi componenti e verificarne gli ingombri.
Cosa abbiamo fatto. Abbiamo scansionato il veicolo dentro e fuori e ricostruito al CAD scocca, abitacolo e singoli componenti, come il collettore di scarico. Su queste geometrie abbiamo progettato i nuovi componenti della conversione, integrandoli negli spazi esistenti.
- Scansione completa di esterno, abitacolo e vano motore
- Superfici della scocca e componenti riportati a modelli CAD modificabili, in formato nativo o STEP
- Nuovi componenti della conversione progettati sugli ingombri reali del veicolo
E-MOBILITY · PROGETTAZIONE
Pacco batterie a moduli per un veicolo elettrico
Il problema. Un pacco batterie tiene insieme esigenze che si contraddicono: densità di energia, rigidezza, collegamenti elettrici e manutenzione senza smontare tutto.
Cosa abbiamo fatto. Abbiamo progettato un modulo ripetibile per celle cilindriche, con struttura, piastre e fissaggi integrati: il pacco nasce ripetendo lo stesso modulo e un guasto si risolve sostituendo il modulo, non il pacco.
- Architettura modulare: un solo modulo progettato, replicato su tutto il pacco
- Struttura, piastre e tiranti dimensionati per assemblaggio e manutenzione
- Modello CAD completo del pacco, pronto per l’integrazione a bordo veicolo
DALLA RICERCA PUBBLICATA
R&D: alcune delle nostre ricerche e brevetti
Casi con numeri misurati e fonti peer-reviewed, dal lavoro di ricerca dei fondatori.
MATERIALI AVANZATI · POR-FESR
Laminati in carbonio che smorzano le vibrazioni: +77% con l’1,5% di peso in più
Il problema. Il carbonio è rigido e leggero ma smorza poco le vibrazioni. La soluzione classica, strati viscoelastici tra le lamine, appesantisce il laminato e ne abbatte rigidezza e resistenza.
Cosa abbiamo fatto. Abbiamo interposto tra le lamine membrane di nanofibre elastomeriche elettrofilate, quasi senza peso. Smorzamento misurato con prove di vibrazione su trave a sbalzo; proprietà meccaniche verificate con flessione a tre punti e DMA da 20 a 80 °C.
- +77% smorzamento del laminato
- +1,5% di peso, rigidezza e resistenza invariate
- +77% di smorzamento del laminato, con un aumento di peso dell’1,5%
- Modulo elastico e resistenza a flessione invariati a temperatura ambiente
- Spessore del laminato invariato rispetto al riferimento
STAMPA E CONVERTING · POR-FESR
Rulli ibridi alluminio-carbonio, co-curati in un solo ciclo
Il problema. Nelle macchine da stampa servono rulli leggeri e rigidi, ma con superficie metallica lavorabile. Co-curare il carbonio dentro l’alluminio è critico: la diversa dilatazione termica fa delaminare l’interfaccia già in raffreddamento.
Cosa abbiamo fatto. Con un produttore italiano di rulli abbiamo sviluppato un processo in un solo ciclo di cura, con interfaccia elastomerica che ridistribuisce le tensioni al bordo. Modello FEM validato con estensimetri durante la cura; laminazione ottimizzata con design of experiment e algoritmo genetico.
- +30% prima frequenza naturale vs tubo in alluminio
- <7% errore del modello sulle deformazioni in cura
- Progettato per +30% di prima frequenza naturale rispetto al tubo equivalente in alluminio
- Errore del modello sotto il 7% (assiale) e il 4% (circonferenziale) sulle deformazioni misurate in cura
- Micrografie senza vuoti né delaminazioni; la configurazione con interfaccia epossidica cede in raffreddamento, come previsto dal modello
- Mappa di progetto dell’indice di rottura in funzione di diametro e spessore, per dimensionare nuovi formati senza ripartire da zero
Fonti: Procedia Structural Integrity 12, 2018 Applied Composite Materials, 2020
PROCESSI PRODUTTIVI · COMPOSITI
Curare il composito senza autoclave: il tubo diventa il proprio forno
Il problema. Autoclavi e forni pesano su costi e consumi e vincolano le dimensioni dei componenti producibili. Serviva un’alternativa capace di scaldare il pezzo in modo uniforme e controllato.
Cosa abbiamo fatto. Abbiamo usato il tubo metallico esterno come resistenza, applicando corrente per effetto Joule con controllo in retroazione da termocoppie. Un modello termico, affiancato dal FEM, predice la temperatura nello spessore e dimensiona la corrente necessaria.
- 120 W per curare un tubo da 900 mm
- <40 Wh/kg energia per kg di componente
- <2% errore del modello termico
- Tubo da 900 mm curato con circa 120 W: meno di 40 Wh per kg di componente
- Errore del modello sotto il 2% fino all’innesco della reticolazione della resina
- Reticolazione completa confermata dalle prove DSC; micrografie senza vuoti né delaminazioni
Metodi e strumenti dietro questi progetti
- FEM non lineare, contatti e transitori termici
- Ottimizzazione con DOE e algoritmi genetici
- Criteri di rottura Hashin 3D e Tsai-Wu
- Scansione 3D e ricostruzione di superfici
- Estensimetria, misure ottiche e prove al banco
- Prove secondo ISO 10328 / ISO 22675
- DMA e misure di smorzamento
- Micrografie e analisi DSC
- Elettrofilatura di nanofibre
I progetti dalla ricerca sono documentati da pubblicazioni scientifiche verificabili; quelli da commessa sono mostrati in forma anonimizzata, senza nomi di clienti e partner. Riservatezza totale su disegni e dati.
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Progettiamo e produciamo componenti in fibra di carbonio e ibridi metallo-composito, con la stessa metodologia di validazione di questi progetti.
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