Tecnologie & Applicazioni

Ci occupiamo della progettazione di strutture composite avanzate, di set-up di caratterizzazione sperimentale e di sistemi di deposizione ed infiltrazione chimica.

Materiali compositi polimerici: ingegnerizzazione ed ottimizzazione di strutture ibride multifunzionali

• Materiali Compositi ‘Tunable’: multistrato in matrice polimerica fibro-rinforzata; strutture planari, 3D, anisotrope, laminati, gusci; inclusione di micro/nanoparticelle organiche (base Carbonio), metalliche e ceramiche;
• Modellizzazione di parametri di processo tramite strumenti di computazione evolutiva: sviluppo di algoritmi di ottimizzazione numerica – particle swarm (PSO), winning particle (WPO) – per applicazioni parallele (alleggerimento di materiali strutturali, sistemi di protezione termica e balistica, filtraggio e schermaggio elettromagnetico, strutture selettive in frequenza – FSS).  

Soluzioni custom per set-up di certificazione sperimentale: test in ambiente spaziale, caratterizzazione a microonde, prove termo-meccaniche e balistiche

• Sviluppo di strumentazione dedicata per la simulazione dell’ambiente spaziale: outgassing, cicli termici, irraggiamento UV/IR e Ossigeno Atomico;
• Validazione di set-up di caratterizzazione a microonde in banda larga: metodologie a guida d’onda e coassiale, test EM in spazio libero ed in camera riverberante;
• Strategie per prove di impatto a media ed alta energia: assemblaggio ed ottimizzazione di sistemi di accelerazione elettromagnetica.

Implementazione di dispositivi e metodologie di densificazione e rivestimento superficiale: sviluppo e ottimizzazione di sistemi di deposizione e infiltrazione chimica

• Rivestimenti sottili di nanoparticelle in Carbonio, SiC e Carbon/SiC tramite strumentazione per deposizione di vapore chimico (Chemical Vapor Deposition – CVD): modellizzazione ed ottimizzazione dei parametri del set-up operativo e della deposizione del coating;
• Metodologie di densificazione tramite settaggio di sistemi a infiltrazione di vapore chimico (Chemical Vapor Infiltration – CVI): modulazione dei parametri di processo in sistemi a gradiente di temperatura/pressione per la produzione di materiali ceramici avanzati.

Fabbricazione di strutture customizzate in materiale composito per applicazioni in ambito aerospazio, autotrasporti, navale, edile, sicurezza, Difesa

Rinforzo multi-scala : impregnazione di fibre ad alto modulo, inclusione di polveri micro-strutturate, dispersione di materiali nanostrutturati, film sottili per rivestimento superficiale, infiltrazione di idrocarburi

Prodotti base

• Piastre e gusci in laminato;
• Lastre multistrato;
• Strutture 3D anisotrope.

Tecnologie

• Infiltrazione tramite sacco a vuoto;
• Iniezione di resina e stampaggio (resin transfer molding – RTM);
• Compressione tramite pressa a piatti caldi;
• Infiltrazione di vapore chimico (Chemical Vapor Infiltration – CVI);
• Pre-impregnati in fibre 3D/4D;
• Deposizione di vapore chimico (Chemical Vapor Deposition – CVD);
• Funzionalizzazione covalente;
• Dispersione ad ultrasuoni;
• Dispersione polveri tramite macinazione (ball-milling).

Materiali

• Matrice: termoindurente (resine epossidiche, fenoliche, poliestere), termoplastica (PE, PVC, PMMA, PP, PTFE, ABS), ceramica (C/C), cementizia;
• Pre-impregnato: fibre in Carbonio, Vetro, Kevlar, Basalto, Dyneema, Twaron, Nextel;
• Inclusioni e rivestimenti micro/nano-strutturati: nanotubi e nanofibre in Carbonio, Fullereni, Grafene, Carbon black, micro-grafite, Polianilina, nanopolveri metalliche (Fe, Co, Ni, Ag, Cd, Hf) e ceramiche (allumina, nano-silica, carburo di Boro, carburo di Silicio).

Caratterizzazione di materiali e strutture in ambiente spaziale – test EM, analisi chimiche e morfologiche, simulazioni numeriche

• Simulazione dell’ambiente spaziale − test in camera pulita (ISO-5), outgassing (ultra-alto vuoto: 10−6 ÷ −8 atm; T: 125°C), irraggiamento UV/IR e Ossigeno Atomico, cicli termici (±150°C), test termici (misure di CTE e conducibilità termica in vuoto);
• Prove termo-meccaniche testing − trazione, compressione, flessione, dilatometria, infiammabilità;
• Test balistici – acceleratori elettromagnetici (COILGUN, RAILGUN) ad energia di impatto modulabile (range E: 0÷0.5 MJ);
• Caratterizzazione EM – misure a microonde tramite analizzatore vettoriale di rete (VNA) di permettività elettrica, permeabilità magnetica, coefficiente di riflessione e trasmissione tramite set-up in guida d’onda e coassiale (2÷18 GHz), in spazio libero tramite sistema ad arco (Naval Research Laboratory – NRL Arch system, 0.1÷18 GHz) e in camera riverberante (0.05÷8 GHz, 50÷70 GHz); misure di conducibilità elettrica tramite LCR (in DC ed AC fino a 2 MHz);
• Analisi Chimico/fisiche – caratterizzazione elementale e morfologica: SEM, EDX, TEM, XRD, Raman, FTIR, TGA, misure di densità apparente, porosità e viscosità;
• Modellizzazione tramite SW di simulazione numerica – analisi agli elementi finiti (FEM): ANSYS, COMSOL Multiphysics.