Componenti metallici di macchine sensibili ai danni incombenti
L'onnipresenza dei componenti e dei pezzi di plastica nella vita di tutti i giorni suggerisce l'importanza dei macchinari per lo stampaggio per iniezione utilizzati per la loro fabbricazione. Nonostante il valore intrinseco, le macchine impiegate per la formazione di plastiche fuse all'interno di stampi di metallo sono attualmente soggette a periodi di inattività del 20 % e in grado di raggiungere in media un livello di utilizzo pari solo al 60 %. I danni alle superfici dei componenti metallici delle macchine sono responsabili di perdite importanti per l'UE, dovute a guasti e a ritardi sia in termini di produzione che di distribuzione in numerosi settori manifatturieri. La soluzione di monitoraggio strutturale in tempo reale per i componenti metallici delle macchine sviluppata dal progetto MESMESH ("Ultra-thin conductive ceramic mesh to monitor stress and wear on a steel surface"), finanziato dall'UE, avrà, in base alle previsioni, un impatto determinante sulla competitività del settore manifatturiero dell'UE. La realizzazione di questo strumento è stata resa possibile grazie a una varietà di innovazioni in termini di sviluppo di tecnologie, di materiali e di algoritmi. L'incisione laser a femtosecondi è stata impiegata per realizzare scanalature microscopiche sull'acciaio. Gli scienziati hanno creato una speciale ceramica conduttiva trasformata in fibre e sinterizzata in una maglia a strati sottili sulla parte metallica. La microlavorazione di fori e incisioni in sottili fibre di ceramica ha garantito un aumento della formazione dei legami sui cavi ultrasottili ai fini del rilevamento. Infine, l'elaborazione di nuovi algoritmi di previsione dell'usura ha consentito di rilevare il livello di deterioramento e di danneggiamento negli ambienti produttivi. Gli sperimentatori hanno presentato un prototipo di stampo pre-commerciale basato sul rilevamento e sulle tecniche di misurazione MESMESH che sono state testate e verificate in un'applicazione commerciale. La tecnologia si è dimostrata facilmente adattabile al monitoraggio dello stato di salute strutturale (SHM) di numerose altre parti metalliche come ad esempio assi, alberi motore, pastiglie dei freni e stampi per estrusione. Tra i numerosi vantaggi previsti, è possibile menzionare la riduzione degli scarti provenienti dalle parti difettose causati dal danneggiamento dello stampo, un potenziamento della qualità dei prodotti, una riduzione dei tempi di inattività e un aumento dei risparmi in termini di costi. Nel complesso, il consorzio MESMESH è stato in grado di creare una tecnica SHM in tempo reale per i componenti metallici complessi delle macchine superiore alle alternative attualmente disponibili in termini di tecnologie e/o di prezzi. Si prevede inoltre che l'implementazione di questi strumenti avrà conseguenze importanti, tra cui la riduzione del consumo energetico, il contenimento delle emissioni e la conservazione delle risorse naturali.
