L'Additive Manufacturing (AM) rappresenta un'innovazione straordinaria nel campo della produzione di parti di forma complessa. La prossima generazione di macchine e sistemi per AM sar脿 basata su tecnologie di processo intersettoriali, facilmente trasferibili a diverse applicazioni. In particolare, quest'area di ricerca si concentra sulla fabbricazione additiva a base metallica, integrata da diverse tecnologie sottrattive, che operano monitorando e adattando costantemente i processi di deposizione o sottrazione, grazie a una piattaforma di monitoraggio e controllo del processo closed loop online.
Sistemi e tecnologie per la produzione additiva - ISTePS
Manifattura additiva
La Manifattura Additiva di metalli sta forgiando una nuova era tecnologica, abilitando un nuovo approccio ingegneristico per la creazione di soluzioni di prodotto innovative. Il laboratorio ARM abbraccia questo nuovo paradigma di fabbricazione, supportando l'industria a comprendere e sfruttare il dirompente potenziale della fabbricazione freeform, conducendo attivit脿 di ricerca su:
- Definizione e implementazione di regole di progettazione di prodotto e di processo ottimizzate sulla base dell鈥檃pplicazione industriale.
- Ottimizzazione dei parametri di processo e delle strategie di post-lavorazione per materiali avanzati (come le leghe a base di Ti, le superleghe a base di Ni, le leghe ad alta entropia) e strutture eterogenee (come le strutture a gradazione funzionale di materiale).
- Ingegnerizzazione del rapporto processo-struttura-propriet脿 per processi di Direct Energy Deposition e Powder Bed Fusion.
- Monitoraggio e controllo di processo.
- Valutazione e caratterizzazione dei componenti AM in condizioni industriali rilevanti.
Lavorazioni laser con impulsi ultracorti
I laser femtosecondo vengono studiati per le loro potenzialit脿 nella lavorazione precisa di materiali con minimo impatto termico. Ci貌 include l'ablazione di micro- e nanostrutture su componenti metallici per migliorare le propriet脿 superficiali, come la funzionalizzazione delle protesi in titanio per prevenire infezioni e promuovere l'osteointegrazione. Gli impulsi ultracorti consentono anche lavorazioni avanzate del vetro: tecniche come il Selective Laser Etching (SLE) e la saldatura laser permettono la creazione di dispositivi microfluidici tramite la formazione di canali micrometrici all'interno di vetrini, essenziali per le applicazioni biomedicali di tipo lab-on-chip.
Vedi anche:
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Processi ibridi e multi-tecnologia avanzati
Le macchine sviluppate dal laboratorio ARM integrano laser al femtosecondo e Direct Atomic Layer Processing (DALP) su una singola macchina, creando una piattaforma unica al mondo per la produzione di microdispositivi. Queste tecnologie consentono di lavorare in modo additivo con la risoluzione dell鈥櫭卬gstr枚m per la deposizione di film sottili, e con risoluzione submicrometrica per la creazione di strutture 3D in polimero o vetro. Inoltre, la tecnologia laser USP permette di lavorare su qualsiasi materiale, inclusi materiali trasparenti come il vetro, abilitando processi come la saldatura vetro-vetro o vetro-metallo senza sviluppo di calore, e la Selective Laser Etching (SLE) per la produzione di celle microfluidiche e lab-on-chip.
Vedi anche:
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Cold spray
Il laboratorio ARM studia e ottimizza il processo di Supersonic Cold Spray e sviluppa soluzioni compatte e trasportabili innovative per il trattamento di leghe metalliche ad alta resistenza. Le soluzioni sviluppate superano le prestazioni e l'applicabilit脿 dei sistemi commerciali di Cold Spray con diversi materiali.
Vedi anche:
Vedi anche:
- Progettazione di processi per materiali metallici (principalmente: acciaio ad alto contenuto di carbonio, Ti64, leghe di alluminio)
- Implementazione di processi ibridi basati sulla deposizione e la sottrazione di materiale
- Macchine ridondanti e soluzioni robotiche per l'AM
- Controllo e adattamento del processo basato su un sistema di monitoraggio ad anello chiuso
- Progettazione di apparecchiature meccatroniche per la deposizione multimateriale (ad es. ugello, sistemi di deposizione primaria e secondaria, sistemi di vuoto, espulsione di gas ausiliari, camera di miscelazione gas-polvere)
- Industria aerospaziale
- Industria degli stampi e delle matrici
- Industria petrolifera e del gas
- Industria medtech dell'endoprotetica e dell'esoprotetica