Il Progetto 2 millimetri è stato avviato il 01 dicembre del 2011 e da questa data sono cominciate le diverse fasi di sviluppo del progetto:

1: ANALISI DELLO STATO DELL'ARTE

  • Ricerca bibliografica: Analisi bibliografica della letteratura tecnico scientifica a livello internazionale finalizzata alla definizione dello stato dell’arte della colata in gravità e bassa pressione di componenti strutturali a basso spessore in lega di alluminio.
  • Valutazione dei trend di ricerca accademica ed industriale nello specifico campo applicativo in termini di materiali innovativi e tecnologie non tradizionali mediante analisi brevettuale su scala internazionale.
  • Analisi e valutazione dello stato tecnologico attuale: Definizione dello stato dell’arte attuale per la produzione di getti a parete sottile presso le aziende partner e concorrenti presenti sul mercato europeo. Raccolta dati e di informazioni relative ai campi di interesse di ciascun partner.
  • Analisi comparativa di getti fusi prodotti con tecnologie attuali: valutazione comparativa delle caratteristiche meccaniche ed analisi difettologica di componenti strutturali derivanti dalla produzione attuale ottenuti mediante tecnologie di colata in gravità, per bassa pressione o pressocolati.

2: STUDIO E CARATTERIZZAZIONE DELLE LEGHE

  • Ricerca e definizione delle leghe ottimali e loro caratterizzazione: UNIBS – Ricerca bibliografica, commerciale e brevettuale su leghe specifiche per applicazioni in campo strutturale di getti colati in conchiglia a basso spessore. Identificazione di leghe potenzialmente idonee all’impiego tramite comparazione con leghe attualmente impiegate per le medesime applicazioni.
  • Caratterizzazione termodinamica di campioni di leghe mediante analisi di laboratorio e simulazione.
  • Sperimentazione di nuove leghe attraverso prove di fusione e analisi di laboratorio: prove di fusione in gravità con leghe innovative. Caratterizzazione meccanica, metallurgica e difettologica di campioni colati a parte e campioni di sezione prelevati da getti ottenuti da prove di fusione in stampi tradizionali secondo pratica attuale. Valutazione comparativa dei risultati rispetto a materiali tradizionali. Definizione delle geometrie dei provini colati a parte.
  • Analisi di fattibilità economica: valutazione della convenienza economica della produzione delle nuove leghe attraverso l'utilizzo delle nuove tecnologie in sperimentazione.

3: REALIZZAZIONE IMPIANTI PROTOTIPALI

  • Fusioni in conchiglia per gravità - Studio e realizzazione impianto controllo e regolazione parametri di processo: studio e realizzazione di un sistema di supervisione e controllo di una macchina conchigliatrice che permetta di monitorare e ottimizzare il processo di colata.
  • Macchina interfacciabile e gestibile da unità di gestione e regolazione: realizzazione di una macchina per fusioni in gravità interfacciabile e gestibile con il sistema di supervisione sviluppato
  • Fusioni in bassa pressione - Studio e realizzazione impianto di fusione con applicazione del vuoto: studio di soluzioni tecniche per l'implementazione del vuoto su una macchina in bassa pressione. Definizione di un modello analitico previsionale per l’ottimizzazione del sistema di attuazione e controllo del vuoto. realizzazione macchina per colata in bassa pressione assistita dal vuoto.
  • Installazione, collaudo e messa a punto degli impianti: installazione e collaudo delle macchine presso la fonderia; ottimizzazione dei parametri di controllo e dei cicli di lavoro.
  • Analisi di sensitività su parametri di processo mediante simulazione: messa a punto di una campagna di simulazione volta ad individuare l'influenza dei parametri di processo sulla qualità di prodotto. Confronto con i risultati della campagna sperimentale e attuazione delle misure correttive.

4: OTTIMIZZAZIONE TECNOLOGICA DEI PROCESSI

  • Valutazione delle qualità della lega e ottimizzazione trattamento metallurgico: Monitoraggio del processo di fusione e trattamento metallurgico (modifica, disossidazione, degasaggio) mediante analisi chimica e del tasso inclusionale della lega. Verifica dello stato inclusionale dei getti mediante analisi metallografiche. Ottimizzazione dei processi fusori e di trattamento.
  • Sistemi di alimentazione e versamento del metallo: modifica dei sistemi tradizionali di riempimento degli stampi con sistemi asserviti e regolati dal sistema di controllo, in funzione dei parametri rilevati durante la colata stessa.
  • Ottimizzazione dei rivestimenti superficiali degli stampi: Definizione dello stato dell’arte sia a livello scientifico che commerciale riguardo rivestimenti permanenti o semi permanenti per stampi. Valutazione della possibile influenza delle caratteristiche del rivestimento sullo scambio termico tra lega e stampo e sul flusso del metallo. Valutazione di potenziali soluzioni di rivestimento delle conchiglie. Ricerca e selezione di partner tecnologici. Campagne di prova su soluzioni innovative e valutazione dei risultati.
  • Sistemi di applicazione di polveri distaccanti e termoregolazione: Definizione di un modello analitico per la determinazione del bilancio termico dello stampo in condizioni di produzione con utilizzo di lubrificanti in polvere e sistemi di termoregolazione. Ottimizzazione dei sistemi di applicazione dei distaccanti. Scelta e ottimizzazione dei prodotti distaccanti.
  • Simulazione di processo: simulazione dei parametri che influenzano il processo di fusione e le caratteristiche meccaniche finali dei getti tramite l’utilizzo di fornitori specializzati del settore software di simulazione (ProCast - Ecotre).
  • Prove distruttive e provini di caratterizzazione: campagna di prove di caratterizzazione dei getti ottenuti, quali caratterizzazione meccanica, prove di saldabilità e di resistenza a corrosione.

5: REALIZZAZIONE PRODOTTI

  • Analisi di mercato e scelta dei componenti di riferimento: definizione con i clienti del settore automotive dei componenti che possono essere oggetto del progetto di ricerca.(FERRARI AUTO – FIAT – MASERATI )
  • Simulazione di colata per getto apripista: scelta di un getto attualmente in produzione di FERRARI simile per caratteristiche al prodotto definito nell’analisi di mercato su cui eseguire la simulazione di colata ipotizzando di ridurre lo spessore fino ai 2 mm con riporti ceramici sullo stampo.
  • Progetto apripista spessore 2 mm con riporti: rivestimento dello stampo del getto apripista con materiale ceramico per ridurre lo spessore delle cavità in modo da definire i principali parametri che regolano il processo per lo sviluppo successivo del progetto.
  • Definizione dei prodotti e caratteristiche di progetto con partner tecnologico: progettazione e design di un getto di riferimento secondo le specifiche tecniche evidenziate dall’analisi di mercato. Stesura delle caratteristiche funzionali minime e del ciclo di produzione.
  • Progetto e realizzazione degli stampi con l’uso della simulazione: realizzazione stampi tenendo conto dei risultati delle simulazioni di processo in cui saranno inseriti dati forniti dai partner coinvolti relativamente a leghe, trattamenti superficiali, verniciatura e termoregolazione.
  • Prove di fusione e trattamento termico prodotti 2 mm: Campagna prove di colata in stampi sperimentali. Ottimizzazione dei parametri di processo. Sperimentazione di soluzioni innovative. Sperimentazione di trattamenti termici innovativi su leghe tradizionali. Ottimizzazione dei cicli di trattamento termico per le leghe di tipo innovativo. Verifica dei risultati ottenuti mediante caratterizzazione meccanica e metallurgica. 

6: CAMPAGNA SPERIMETALE E VALIDAZIONE RISULTATI

  • Caratterizzazione metallurgica e meccanica: Valutazione delle caratteristiche meccaniche, su campioni colati a parte e campioni ricavati da getti ottenuti dalle campagne di fusione, mediante prove di trazione, durezza, microdurezza. 
  • Collaudo di getti completi: Studio, progettazione e costruzione attrezzaggio banco di prova. Prove di sovrasollecitazione a rottura su getti interi o loro sezioni significative. Prove di fatica su getti interi o loro sezioni significative. Analisi delle superfici di frattura per la valutazione delle modalità di cedimento.
  • Prove tecnologiche: Prove di resistenza a corrosione mediante metodi potenziodinamici ed in ambiente. Prove di piegatura secondo standard da definirsi. Prove di saldatura.
  • Validazione dei risultati conseguiti: Valutazione dei risultati delle caratterizzazioni in raffronto con leghe e processi di tipo tradizionale. Valutazione dei risultati delle caratterizzazioni in raffronto con i dati ricavabili dalle simulazioni.

7: DIFFUSIONE DEI RISULTATI

  • Diffusione interna al progetto: al fine di garantire la piena condivisione della conoscenza sviluppata nel corso del progetto e il massimo coordinamento fra i partner verranno svolti periodici meeting plenari di condivisione e discussione.
  • Diffusione verso la comunità economico-industriale: le conoscenze sviluppate saranno disseminate al di fuori del partenariato con l’intento di far ricadere sull’intera comunità economico industriale i benefici del progetto. 
  • Diffusione verso la comunità scientifica nazionale e internazionale: mediante la stesura e pubblicazione di articoli scientifici su rivista o presso convegni internazionali verrà data visibilità dei risultati conseguiti alla comunità scientifica nazionale e internazionale. Tale attività avrà anche il compito di attestare la validità scientifica, oltre che tecnico-pragmatica, dei risultati raggiunti e verrà svolta dall'organismo di ricerca facente parte de partenariato.
  • Realizzazione e content management sito extranet di progetto: fondamentale strumento per la diffusione dei risultati del progetto sarà la realizzazione ed il mantenimento di un sito extranet attraverso il quale supportare lo scambio informativo, documentale e di sw con le parti interessate.