Materiali e tecnologie per i trasporti

 
L'obiettivo generale dell'ottimizzazione del sistema trasporti per quanto riguarda il risparmio energetico, il miglioramento del confort e della sicurezza coinvolge in maniera significativa l'utilizzo di materiali e tecnologie innovative, sia nei settori già ad alta tecnologia che nei settori più tradizionali.
Il Consorzio PROCOMP, utilizzando, in particolare, le competenze dei soci ENEA ed Università di Bari, partners di ricerca, ha l'opportunità di contribuire all'innovazione nel sistema dei trasporti proponendo l'utilizzo di materiali innovativi supportandone il loro impiego con azioni di trasferimento, qualificazione e di messa a punto delle relative tecnologie di processo.
Fra i materiali innovativi di possibile interesse per il settore trasporti si possono indicare i materiali ceramici (riduzione dell'usura, resistenza ad alte temperature, etc.), i materiali compositi (a base polimerica per alleggerimento con elevata resistenza e rigidezza, a base ceramica per applicazioni ad alta temperatura), i refrattari a basso costo ed impatto energetico (risparmio energetico, resistenza al fuoco).
Per quanto riguarda le tecnologie di processo per lo sviluppo dei materiali innovativi l'aspetto comune riguarda il costo in termini economici ed energetici, il ciclo di vita in rapporto alle migliorate prestazioni conseguibili.
Nel processo di sviluppo dei materiali e delle relative tecnologie un ruolo importante è quello della qualificazione dei materiali e dei relativi componenti in condizioni di esercizio, al fine di verificarne le proprietà, la funzionalità e prevederne il comportamento in esercizio, in particolare per i lunghi tempi di vita.
 

Alcuni prototipi ceramici sviluppati dai soci PROCOMP per i settori meccanico, termico, biomedicale

Deviatore di gas di combustione in SiC 


Coating ceramico anticorrosione per gas di combustione

I compositi polimerici rinforzati con fibre lunghe (PMC), caratterizzati da elevata resistenza e rigidezza e basso peso specifico sono utilizzati nel settore automotive, attualmente di alto livello ma potenzialmente applicabili in tutti i mezzi del settore trasporti dove il peso ha una rilevante importanza.
Data la loro disomogeneità ed anisotropia ed il processo di realizzazione dei componenti, vanno accuratamente caratterizzati sia come materiale che come componente.

 


Prova di compressione strumentata su un componente in PMC per la misura della resistenza e rigidezza



Prova di intrusione su un pannello in PMC per la misura di resistenza ed energia assorbita


Allestimento di una prova di compressione strumentata su un campione PMC con fibre in C 

I compositi ceramici rinforzati a fibra lunga (CMC) sono anch'essi caratterizzati da basso peso specifico ed elevata resistenza e rigidezza che mantengono anche a temperature molto elevate ed adatti a componenti molto sollecitati da un punto di vista termomeccanico come ad es. pale per turbine, dischi dei freni per treni ad alta velocità, aerei e vetture di F1.
In generale vengono realizzati con processi complessi (es. Chemical Vapour Infiltration, CVI) e con costi di fabbricazione elevati che ne limitano il potenziale utilizzo anche in settori di elevata produzione ed a più bassa tecnologia.
Sono in fase di sviluppo anche compositi ceramici realizzabili con materiali e processi a più basso costo (es. Polymer Infiltration and Pyrolysis, PIP) con buone proprietà meccaniche e per applicazioni a temperature comunque elevate come, ad es., strutture resistenti al fuoco.



Impianto per la realizzazione di componenti in CMC con processo CVI






Composito ceramico Cf/C realizzato
per
CVI






Composito ceramico fibre di basalto/SiCO realizzato per PIP 
 




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