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IIT-TAR - Prototipazione di sistema, metodo e dispositivo per la misurazione della cedevolezza di durometri strumentati su scale di forza nano, micro e macro

Duration:
6 months (2023 - 2024)
Principal investigator(s):
Project type:
Corporate-funded and donor-funded research
Funding body:
PRIVATI (Fondazione Compagnia San Paolo)
Project identification number:
118506
PoliTo role:
Sole Contractor

Abstract

Le misure di durezza basate sulla profondità di penetrazione permettono di valutare svariate proprietà meccaniche anche nano strutture. Tali prove di durezza permettono di ridurre lo scarto necessario nei controlli di qualità distruttivi, non richiedendo costose preparazioni di provini, ed al contempo ottenere una maggior e miglio quantità di informazioni, in linea con lo zerowaste e lo zero-defect manufacturing. Tali prove di durezza sono rilevanti in settori manufatturieri strategici (aerospazio, automotive, militare). Permettono caratterizzazioni di rivestimenti e trattamenti superficiali, essenziali per garantire prestazioni di materiali a elevate temperature, o estendere la durabilità e l'efficienza delle batterie (tecnologia abilitante dell'e-mobility). A scala nano, evidenziano variazione di proprietà dei materiali fondamentali per la loro lavorazione, es. il Germanio, rilevante per l'aerospazio. Tali prove di durezza soffrono per l'errore introdotto dalla cedevolezza del penetratore e del durometro. Il fattore correttivo basato sulla cedevolezza garantisce l'accuratezza, e l'incertezza nella sua valutazione è uno dei maggiori contributi all'incertezza delle caratterizzazioni. La valutazione della cedevolezza, come da ISO 14577, è molto complessa e non adeguata, in quanto trascura non linearità e non disaccoppia il percorso di applicazione della forza da quello della lettura dello spostamento. L'invenzione propone un sistema, metodo e dispositivo per determinare la cedevolezza dell'insieme durometro-penetratore sfruttando alcune prove replicate. La soluzione consiste in un trasduttore che consenta di misurare lo spostamento della punta del penetratore con un'incertezza adeguata rispetto alle tolleranze di norma, quindi rappresentate un campione di riferimento per la scala di misura della profondità di penetrazione. La soluzione disaccoppia la misura dello spostamento dalla forza applicata, creando una struttura che supporti la forza applicata dal durometro non trasmettendo al trasduttore di riferimento gli spostamenti dovuti alla cedevolezza delle parti comuni tra i percorsi di forza e spostamento. Il progetto intende realizzare un prototipo per arrivare a TRL 6, dimostrando la tecnologia per piattaforme di indentazione commerciali, nel campo di forze macro, micro e nano, con lo scopo di commercializzare il prodotto ed i servizi di taratura ad esso legati.

People involved

Departments

Keywords

ERC sectors

PE8_7 - Mechanical and manufacturing engineering (shaping, mounting, joining, separation)

Sustainable Development Goals

Obiettivo 12. Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo

Budget

Total cost: € 50,000.00
Total contribution: € 50,000.00
PoliTo total cost: € 50,000.00
PoliTo contribution: € 50,000.00