PROGETTI REALIZZATI /COMPLETED PROJECTS

PALES - L488/92 (C)

Tecniche di progettazione e simulazione per elementi strutturali leggeri per applicazioni ferroviarie, navali e civili / Design techniques and simulation for structural elements for light railway,naval and civilian applications.

Obbiettivo del progetto: progettazione e realizzazione di strutture innovative saldate con laser per appplicazioni navali (pianali in leghe leggere per carico automezzi) e ferroviarie ( pannelli stutturali per carrozze ferroviarie).

SINAVE - L48/92 (T)

Sistema innovativo di trasporto intermodale con nave veloce / Innovative system for intermodal transport by fast ship.

Obbiettivo del progetto: ( per la parte CALEF)  progettazione e realizzazione di strutture (containers) innovative realizzate con leghe leggere e saldate con laser per il trasporto merci su navi veloci

LACER - L297/99 (C)

LAser CERamico a stato solido di alta potenza/ High Power solid state cermic.

Obbiettivo del progetto: realizzazione di un sistema laser innovativo di alta potenza basato sull’uso di ceramiche trasparenti in sostituzione al mezzo attivo cristallino da destinare al taglio ed alla saldatura di pannelli in lega leggera per uso navale.

ALISCAFO AD ALA IMMERSA (T) - HYDROFOIL WITH SUBMERGED WING L. 297/99

Obbiettivo del progetto:  (per la parte CALEF) messa a punto del processo di saldatura via laser del componente ala sommersa, prove meccniche e studio comportamentale-.

SMART FLEX -GPS

Obiettivo del progetto: sviluppo soluzioni innovative nell’area dei sistemi di produzione che,attraverso la realizzazione di celle elementari autonome specializzate per tipologia di processo e per famiglie di prodotto, ne permettano una rapida riconfigurabilità al variare delle condizioni di impiego.

ENVIRO-ALISWATH (T) - Vettore navale ibrido FOILS/ SWATH - PON 2002/06

Obiettivo del progetto: (per la parte CALEF)studio e simuzione modellestica di componenti strutturali

MAVET (T) - PON 2002/06

Moduli Avanzati per Vettori di Trasporto collettivo .

Obiettivo del progetto : ricerca e messa a punto di moduli per vettori di trasporto collettivo di passeggeri tali da consentire nuove architetture flessibili per differenti applicazioni (carrozze ferroviarie, tranviarie, di metro ecc.) e/o per funzioni diverse nell’ambito di uno stesso vettore. Il Progetto si è articolato  nei seguenti ambiti di sviluppo: materiali innovativi e relativi processi e tecniche di produzione, tecniche avanzate di simulazione, calcolo e progettazione virtuale, metodologie di progettazione per il Life Cycle Cost, tecniche di controllo e diagnostica.

ELIOS (C) - PON 2012-2014

Emergent Laser fIber Optic Welded Structures
Progettazione di componenti aeronautici in titanio saldati con impianto laser in fibra

Obiettivo del progetto:  sviluppo di processi innovativi di fabbricazione di componenti complessi in titanio di nuova concezione per l’industria aeronautica, utilizzando la tecnologia Laser Beam WeldIng. (LBW), allo scopo di ottenere oggetti in una configurazione vicina a quella finale con un abbattimento significativo d egli sfridi di lavorazione a finire (riduzione del rapporto buy-to-fly). Realizzazione di una stazione prototipale dotata di laser in fibra 
The aim of the project is the development of innovative fabrication processes of newly designed complex titanium components for the aeronautical industry, usIng. fibre Laser Beam WeldIng. (LBW) to obtain near net shape components in order to reduce the buy-to-fly ratio. Realisation of prototype fiber laser station

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VIS4FACTORY

Sistemi informativi visuali per i processi di fabbrica nel settore dei trasporti
L’obiettivo del progetto VIS4FACTORY era quello di delineare un set di tecnologie abilitanti basate sul paradigma della visualizzazione avanzata (virtual reality, augmented reality, mixed reality, interazione multisensoriale) applicate al contesto manifatturiero della progettazione e produzione di materiali avanzati e componenti per il settore dei trasporti. In particolare si prevede di intervenire in specifiche fasi della catena del valore dell’impresa manifatturiera, ovvero:
La progettazione virtuale, immersiva, cooperativa e concorrente La verifica di qualità del prodotto/materiale/componente;
I processi di manutenzione Programmazione, avanzamento ed ottimizzazione della produzione;
I processi di assemblaggio.

MAC FAR

Le attività do CALEF nel progetto hanno riguardato le seguenti atttività:
•Sviluppo di materiali e tecnologie per la realizzazione degli stampi senza l’ausilio del master
•Sviluppo di tecniche di taglio automatizzato mediante laser di potenza
•Tecniche di finitura di stampi per la costruzione di manufatti per la cantieristica da diporto
•Prototipazione rapida di stampi grezzi per la costruzione di manufatti per la cantieristica da diporto
•Sviluppo di materiali metallici cellulari per componenti strutturali innovativi
•Sviluppo di pannelli sandwich strutturali utilizzando materiali metallici cellulari  (CALEF ENEA-BRI)
•Sviluppo di modelli numerici e criteri di progettazione per pannelli sandwich in materiale metallico cellulare
•Titanio per il navale
•Messa a punto di tecniche di saldatura tra materiali metallici per applicazioni nella cantieristica da diporto

TEXTRA

TECNOLOGIE E MATERIALI INNOVATIVI PER I TRASPORTI.
Progetto di realizzazione di un laboratorio pubblico-privato per lo studio e sviluppo di materiali innovativi per il trasporto. 
Coordinatore Consorzio CETMA

STEP FAR

CAMPUS INDUSTRIAL MANUFACTURING

Metodologie e tecnologie innovative per la competitività dei processi produttivi.

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PROGETTI IN CORSO /ONGOING PROJECTS

NEXTOWER


PROGETTO NEXTOWER- Advanced materials solutions for next generation high efficiency concentrated solar power (CSP) tower systems
https://cordis.europa.eu/project/rcn/207409_it.html;
http://www.h2020-nextower.eu/; (website)
http://www.h2020-nextower.eu/filesharer/documents/

NEXTOWER shall introduce a set of innovative materials to boost the performance of atmospheric air-based concentrated solar power (CSP) systems to make them commercially viable. In particular, tower systems are appealing for the great environmental compatibility and offer tremendous potential for efficient (electrical and thermal) power generation. Yet, their industrial exploitation has been so far hindered by limitations in the materials used both for the central receiver - the core component - and for thermal storage. Such limitations dictate maximum working temperature and in-service overall durability (mainly driven by failure from thermal cycling and thermal shocks). Improving the efficiency of a tower system entails necessarily improving the central receiver upstream and possibly re-engineering the whole systems downstream to work longer and at much higher temperature, especially in the thermal storage compartment.

CALEF partecipa al progetto europeo NEXTOWER (Grant Agreement number: 721045- H2020-NMBP-2016-2017/H2020-NMBP-2016-two-stage), con quattro dei suoi consorziati:
- Istituto Italiano di Saldatura (IIS),
- Società Servizi di Ricerca e Sviluppo srl (SRS),
- Università della Calabria (UniCal)
- Università di Salerno (UniSa).
A CALEF è stato affidato uno dei compiti più critici dell’intero progetto NEXTOWER, che consiste nella responsabilità della progettazione, condivisa con ENEA, e dell’assemblaggio del sistema di immagazzinamento dell’energia resa disponibile dal sistema ricevente i raggi solari.

Tale sistema complesso, ribattezzato “SOLEAD”, rappresenta una innovazione assoluta perché per la prima volta si sostituirà, nel campo della produzione di energia solare, la tecnologia basata sui sali fusi con quella del piombo fuso, rappresentando allo stesso tempo, una importante ricaduta tecnologica della esperienza maturata da ENEA nel campo delle costruzioni nucleari (sistema CIRCE).

Non di meno, parallelamente alle attività Ingegneristiche, si studieranno e metteranno a punto le pratiche di giunzione per la saldatura di tutti i componenti e materiali critici del sistema SOLEAD.

Le problematiche tecniche, infatti impattano pesantemente sulla compatibilità tra materiali di contenimento ed interfaccia con il piombo fuso che sarà raggiungerà temperature di esercizio superiori a quelle normalmente esplorate in impianti di III e IV Generazione dove il compito principale da svolgere è quello di fluido di raffreddamento.

I campioni saldati realizzati ed ottimizzati saranno caratterizzati in laboratorio. I risultati rappresenteranno la base per la definizione delle linee guida da adottare come riferimento pre-normativo per il dimostratore sperimentale SOLEAD e dei suoi sviluppi futuri.

CALEF, infine dovrà garantire la funzionalità della strumentazione di SOLEAD e la sua installazione finale presso il sito del CIEMAT in Almeira, Spagna.le presso il sito del CIEMAT in Almeira, Spagna.

ARIA

PROGETTO ARIA- ARS01_00882
“Active Responsive Intelligent Aerodynamics”

Durata (mesi) 30; Data Inizio 01/04/2018;
Costo Progetto Quota CALEF  1.424.760€; di cui  :  Ricerca Industriale 1.359.200 € , Sviluppo Sperimentale 65.560 €

Capofila
CENTRO RICERCHE FIAT S.C.p.A; Soggetti Attuatori:  ENEA-UNICAL-UNISAL

Il progetto intende sviluppare nuovi sistemi integrati, basati sull’utilizzo di leghe metalliche a memoria di forma, capaci di attuare in maniera continua e attiva il morphing delle superfici (surface morphing) che incidono sull’aerodinamica degli autoveicoli. Lo scopo è quello di verificare la possibilità di ottenere benefici in termini di prestazioni e di consumi dall’utilizzo di materiali intelligenti (SMA) per creare compositi attivi, capaci di cambiare la propria forma quando sottoposti a specifici input in risposta alle diverse condizioni operative. Affinché la superficie dell’autoveicolo possa assumere determinate configurazioni in funzione degli stimoli inviati è necessario scegliere opportunamente i materiali costituenti sia la matrice, sia il rinforzo, progettare e ottimizzare la configurazione del composito e mettere a punto un opportuno processo tecnologico. Pertanto l’attività di ricerca prevede un’approfondita fase di studio e di sperimentazione per l’individuazione e la caratterizzazione dei materiali più confacenti alla realizzazione dei compositi attivi. La configurazione della superficie in composito attivo richiederà la messa a punto di una metodologia robusta di progettazione e di ottimizzazione basata sul raggiungimento dei requisiti funzionali prefissati e validata mediante il confronto numerico sperimentale.
Verrà inoltre messo a punto il processo produttivo dei compositi attivi sia durante la realizzazione dei provini, sia durante la realizzazione dei dimostratori.
I dimostratori saranno progettati sulla base di una strategia di implementazione della tecnologia ARIA sull’autovettura presa in considerazione come caso studio, per il raggiungimento di prefissati obiettivi in termini di performance. Verrà messa a punto la tecnica di integrazione dei sistemi a memoria di forma nell’autoveicolo e i risultati ottenibili verranno appurati da prove su pista e in galleria del vento. Quella degli autoveicoli (vetture e veicoli commerciali leggeri) è una delle maggiori industrie per valore della produzione e numero di addetti presente nelle regioni meno sviluppate, con importanti investimenti in ricerca e sviluppo (R&D) in Campania. Contestualmente all’impatto atteso sul prodotto e sulla macro-realtà costituita dagli stabilimenti produttivi di veicoli e componentistica, è altresì atteso un impatto in termini di aumento del Know-How specialistico e occupazionale in Campania.

ENEA  ACTIVITY (257,3 K€)
ENEA eseguirà, in conformità al capitolato tecnico del progetto ARIA, una serie di attività di tipo diversificato, che partiranno col supporto alla scelta dei materiali da utilizzare nella preparazione dei compositi attivi (mediante lo screening di tutti i materiali individuali dai partner, al fine di ottenere un quadro sufficientemente preciso della loro potenziale ecosostenibilità e fornire una panoramica complessiva dei possibili miglioramenti, in termini di sostenibilità, dei prodotti ottenuti) e con lo studio dei principali processi di trattamento e riciclaggio dei materiali individuati, rispetto ai quali verrà valutata la fattibilità di applicazione.
ENEA inoltre effettuerà una serie di prove di caratterizzazione di tipo elettrico, per valutare le proprietà funzionali delle leghe metalliche utilizzate come rinforzo per la produzione di compositi attivi e per evidenziare le caratteristiche di omogeneità e integrità dei prodotti finali sottoposti a cicli di fatica. A questo scopo verranno effettuate prove di caratterizzazione mediante misure in corrente alternata (AC) della conduttanza a piccoli segnali del materiale conduttivo (o viceversa dell'impedenza della matrice isolante o altresì del composito), e  mediante cicli di isteresi elettrica sui campioni preparati, allo scopo di fornire utili elementi per la valutazione dell’omogeneità del materiale in termini di distribuzione delle fasi e delle possibili aree di danneggiamento interno di seguito ai cicli di invecchiamento applicati.
Infine ENEA provvederà a mettere a punto, attraverso una serie di prove sperimentali su manufatti di prova, un processo di recupero della fase metallica che consenta di verificare la riciclabilità dei manufatti preparati. A questo scopo, verranno effettuate una serie di prove sperimentali di trattamento che consentano di allontanare la matrice polimerica e recuperare la lega metallica; l’efficacia del processo sarà valutata mediante caratterizzazione dei prodotti recuperati e confronto delle proprietà registrate con quelle dei materiali vergini.

UNICAL (430,6 K€)
(Il socio attuatore) UNICAL, grazie alle consolidate esperienze di ricerca sviluppate nell’ultimo ventennio nell’ambito delle leghe a memoria di forma (SMAs - Shape Memory Alloys), supporterà gli altri partner nella selezione delle leghe SMA più promettenti e si occuperà dello sviluppo di opportuni trattamenti di funzionalizzazione atti a conferire le caratteristiche di memoria di forma richieste dalle applicazioni selezionate.
Inoltre, in stretta collaborazione con UNISA, si occuperà di definire opportuni trattamenti superficiali al fine di garantire idonee caratteristiche meccaniche all’interfaccia metallo-polimero.
Infine, l’UNICAL supporterà lo sviluppo e validazione dei dimostratori selezionati anche mediante l’applicazione di tecniche di misura degli spostamenti a campo intero basate sul metodo della correlazione digitale di immagine.

UNISAL (693,1 K€)
Le attività svolte da UNISA consisteranno nell’individuazione e caratterizzazione dei materiali polimerici più idonei a fungere da matrice per le SMA selezionate. Si effettueranno studi di trattamenti superficiali e/o funzionalizzazioni dei polimeri per il miglioramento dell’adesione tra le SMA ed il polimero. Si occuperà della caratterizzazione strutturale e micro strutturale delle proprietà sia dei materiali in ingresso che dopo il processo di lavorazione. Contribuirà alla definizione delle specifiche/vincoli relativi all’integrazione nel composito e caratterizzerà le forme cristalline presenti nelle SMA a seguito dei trattamenti di lavorazione e termomeccanici. Provvederà alla compatibilizzazione chimica del sistema metallo‐polimero. Si occuperà della messa a punto della tecnologia produttiva dei compositi attivi sui provini mediante calibrazione del modello numerico predittivo. Si occuperà quindi della caratterizzazione chimico‐fisica dei provini realizzati e della validazione del modello numerico. Infine, si occuperà della determinazione strutturale della parte polimerica e del metallo a memoria di forma impiegati nel prototipo, per verificare che i trattamenti subiti nella realizzazione dell'oggetto non abbiano influito sulle strutture dei componenti.


DOWNLOAD: Presentazione ARIA con  grafici[4285].pdf

OK-INSAID

PROGETTO OK-INSAID  ARS01_00917
“Operational Knowledge from Insights and Analytics on Industrial Data”

Durata (mesi) 30; Data Inizio 01/07/2018;
Costo Progetto Quota CALEF  703.520€; di cui  :  Ricerca Industriale 442.280 € , Sviluppo Sperimentale 261.240 €

Capofila
Engineering Ingegneria Informatica S.p.; Soggetti Attuatori:  CRF-POLIBA

OK-INSAID propone innovazione scientifica, tecnologica e applicativa grazie all’introduzione delle Big Data Analytics nel contesto industriale, contribuendo a ridisegnare i processi di produzione e i modelli di business, per ottenere un cambio di passo nella creazione di servizi digitali per l’industria. OK-INSAID riconosce il potenziale dei dati provenienti dalle realtà produttive, ancora sotto-sfruttati: i dati sono potenzialmente disponibili, ma le aziende non possiedono sufficienti competenze per estrarre il valore, talvolta nascosto, contenuto al loro interno (“inside”). Per tale ragione, OK-INSAID adotterà e avanzerà tecnologie allo stato dell’arte, definendo nuovi approcci data driven. OK-INSAID propone, inoltre, un nuovo approccio alle analitiche, basato sulla coordinazione, collaborazione e sincronizzazione di quelle esistenti a livello cloud e a livello edge, grazie ad un’architettura di riferimento e ad una sua implementazione, finalizzate allo sviluppo di nuove analitiche ibride “cloud-edge” per l’Industria 4.0. Nello specifico, le innovazioni introdotte dal progetto sono:
•Nuovi modelli e metodi per l’acquisizione e l’integrazione di dati industriali provenienti da numerose sorgenti eterogenee, per creare industrial data space a livello enterprise;
•Nuovi algoritmi e metodi di data science per la generazione di valore e di conoscenza operativa dai big data provenienti dalle suddette fonti.
Il focus saranno le analitiche real-time e quasi real-time, con metodi di analisi descrittiva, diagnostica, predittiva e prescrittiva;
•Nuovi servizi di industrial analytics, ottenuti integrando gli algoritmi sviluppati in applicazioni che sfruttino il modello distribuito di elaborazione e analisi dei dati degli industrial data space;
•Metodi avanzati per la sicurezza dei dati industriali, finalizzati a valutare possibili vulnerabilità (e.g. violazione o furto) dei dati industriali e implementare adeguate misure e contromisure di protezione;
•Metodi avanzati per la visualizzazione dei dati volti a fornire agli utenti idee, valore e conoscenza operativa estratti dai dati disponibili. I risultati comprendono nuove interfacce utente per dispositivi wearable, dispositivi mobili personali, realtà aumentata/virtuale, etc. L’approccio di OK-INSAID, l’architettura di riferimento e la relativa implementazione saranno sperimentati e validati negli ambienti operativi forniti da AVIO, SACMI, CRF/FCA.

CRF  ACTIVITY (466.433 €)
All’interno del progetto Nazionale Centro Ricerche Fiat svilupperà due casi applicativi. Il primo use case avrà come obiettivo finale la manutenzione predittiva d’impianti di saldatura a punti mentre il secondo use case sarà la realizzazione di un sistema di controllo qualità in tempo reale del processo di saldatura laser di componenti meccanici.
Completata una fase di analisi per l’individuazione dei componenti maggiormente critici sotto l’aspetto qualitativo e delle aree con maggiori criticità manutentive, il CRF provvederà alla raccolta di tutte le informazioni necessarie allo studio dei processi. Completata la fase di studio dei dati gli algoritmi sviluppati verranno validati in ambiente industriale.
Parallelamente alla fase di testing degli algoritmi verranno anche testate soluzioni innovative per la raccolta dei dati (basate su sistemi embedded e non su di una struttura centralizzata), tecniche avanzate di analisi dei dati (basate su architettura cluod oppure batch) e soluzioni per la comunicazione efficace dei dati al personale
di stabilimento basate su tecniche di realtà aumentata e/o virtuale. Tutte le soluzioni sviluppate verranno validate anche dal punto di vista della sicurezza dei dati trasmessi.Infine ENEA provvederà a mettere a punto, attraverso una serie di prove sperimentali su manufatti di prova, un processo di recupero della fase metallica che consenta di verificare la riciclabilità dei manufatti preparati. A questo scopo, verranno effettuate una serie di prove sperimentali di trattamento che consentano di allontanare la matrice polimerica e recuperare la lega metallica; l’efficacia del processo sarà valutata mediante caratterizzazione dei prodotti recuperati e confronto delle proprietà registrate con quelle dei materiali vergini.


POLIBA (179.398 €)
Analytics over non-structured data
In questa attività verrà definito un modello ontologico per la rappresentazione e l’analisi di dati provenienti da sorgenti non strutturate, utilizzando linguaggi semantici come RDF, al fine di modellare la conoscenza attraverso strutture a grafo, che si prestano a rappresentare entità e dati eterogenei. Le basi di conoscenza non strutturata verranno processate attraverso tecniche di Natural Language Processing (NLP), in cui un testo viene analizzato, lessicalmente, sintatticamente ed infine semanticamente, al fine di poter comprendere il significato dei termini utilizzati a seconda del contesto di riferimento
All’interno del piano progettuale complessivo verrà fornito, inoltre, un contributo  relativo al monitoraggio in tempo reale ed alla machine prognosis con un’attività di ricerca legata alla machine diagnosis mediante emissioni acustiche. I processi di rottura, infatti, sono preceduti da un cambiamento del livello e di alcune caratteristiche dell’emissione acustica delle parti in esercizio. Verranno dunque analizzate le features di emissione al fine di metterne in evidenza le più robuste ed affidabili da utilizzare quale strumento per monitorare l’insorgenza del danno e la sua evoluzione.

DOWNLOAD: Presentazione_OK-INSAID_con_grafici.pdf



PROGETTI DISTRETTI / DISTRICTS PROJECTS

PROJECTS FOR TECHNOLOGICAL AEROSPACE DISTRICT (DAC SCarl)

PROGETTO STEP FAR
Sviluppo di Materiali e Tecnologie Ecocompatibili, di Processi di Foratura, taglio e di Assemblaggio Robotizzato. Type: PON (PON03PE_00129_1 )
...
I processi innovativi che si intendono sviluppare in questo progetto sono quelli di foratura e taglio mediante laser di leghe di alluminio e di foratura per asportazione di materiale, utilizzando robot antropomorfi cooperanti, di stack-up ibridi alluminio/composito e relativo assemblaggio.
...
 


"CONSORZIO per la ricerca e lo sviluppo delle Applicazioni industriali del Laser E del Fascio elettronico e dell'Ing.egneria di processo, materiali, metodi e tecnologie di produzione"


C. R. ENEA Trisaia,  S. S. 106 Jonica Km 419+500, 75026 Rotondella (MT)

calef@enea.it ;  consorziocalef@pec.it

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