Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Nuovi strumenti a memoria di forma per il trattamento della pietra

Un progetto europeo ha studiato l'applicazione di leghe a memoria di forma (SMA) per sviluppare strumenti per la creazione più economica ed ecocompatibile di prodotti di pietra.
Nuovi strumenti a memoria di forma per il trattamento della pietra
Recentemente il settore europeo dei macchinari e degli strumenti per il trattamento della pietra si trova in difficoltà a causa della concorrenza da parte dei fornitori dell'Estremo Oriente e del Sud America. Tra i motivi di questa situazione vi sono una scarsa produttività, un basso consumo di energia e una sicurezza critica per i lavoratori. Vi sono inoltre problemi relativi agli sprechi elevati e all'ecocompatibilità, dato che la pietra non è una risorsa rinnovabile.

Finora la necessità di progressi tecnologici per risolvere questi problemi è stata affrontata con l'uso di materiali multifunzionali basati sulle conoscenze in strumenti e attrezzature per la pietra. La più promettente linea di ricerca è l'applicazione della tecnologia SMA. Una SMA o lega intelligente è una lega che "ricorda" la sua forma originale forgiata a freddo e torna alla forma pre-deformata quando viene riscaldata.

Il progetto PRO-STONE ("Eco-efficient and high productive stone processing by multifunctional materials"), finanziato dall'UE, aveva lo scopo di approfondire il lavoro già svolto dai membri del consorzio su questi nuovi materiali. In particolare, PRO-STONE ha studiato il basso livello di affidabilità delle SMA di macro-livello in confronto ai dispositivi SMA in micro-scala finora sviluppati nel settore medico.

Un obiettivo principale era mettere in correlazione le caratteristiche di almeno 10 tipi di pietre ornamentali con parametri delle attrezzature quali forze generate, consumo di energia e rapporto di usura degli strumenti. I tipi di pietre analizzate includono granito, gabbri, quarziti, marmo e pietra calcarea.

Per quattro famiglie SMA, incluse le leghe nichel-titanio-rame e le leghe ferromagnetiche nichel-manganese-gallio, sono stati raccolti dati sul comportamento a fatica (resistenza e cicli). Per poter garantire prestazioni ripetibili e affidabili dei componenti multifunzionali basati su SMA, sono state testate almeno 10 diverse geometrie e dimensioni degli strumenti in rapporto al carico multiassiale monotonico o ciclico e alle grandi forze che si presentano, ad esempio, durante l'estrazione della pietra.

Gli scienziati del progetto hanno caratterizzato e sviluppato modelli per le forze generate e gli spostamenti per le geometrie dei componenti SMA selezionate e le serie di complesse geometrie elementari usate come attuatori. Per convalidare il design del sistema di supporto alla progettazione, sono stati testati prototipi dei dimostratori usando diverse applicazioni.

Per utilizzare completamente i risultati della ricerca del progetto PRO-STONE, l'equipe ha creato una sezione di e-training nella piattaforma Web basata sulle conoscenze per stimolare la creazione di nuove applicazioni SMA nelle piccole e medie imprese (PMI). In particolare il modulo include un elemento interattivo per identificare i bisogni di conoscenze degli utenti.

I risultati del progetto PRO-STONE contribuiranno a rispondere ai bisogni specifici del settore e miglioreranno il relativo stato tecnologico. Una maggiore consapevolezza da parte delle PMI delle nuove tecnologie SMA per il trattamento della pietra trasformerà questa industria tradizionale e regionalizzata in un settore moderno e competitivo.

Informazioni correlate