Meccatronica e Materiali

Nonostante le varie applicazioni, la meccatronica ha espresso solo in parte il suo potenziale per la realizzazione di sistemi elettromeccanici innovativi ad alte prestazioni e a minimo uso di materiale ed energia. Nel settore delle macchine automatiche, “l’approccio meccatronico” prevede il mero abbinamento di azionamenti elettrici standard commerciali con riduttori e cinematismi scelti o disegnati secondo criteri rigidi e “asettici”.

Il progetto si rivolge al sistema produttivo della MECCATRONICA E MOTORISTICA dato che, a causa dei requisiti sempre più stringenti imposti dalle norme internazionali, le macchine movimento terra dovranno essere equipaggiate con motori più evoluti dato il minore spazio all’interno del vano motore. L’impiego di scambiatori di calore più efficienti e con prestazioni ottimizzate giocherà un ruolo chiave nell’orientamento tematico delle SOLUZIONI ECOLOGICHE.

Il progetto svilupperà un materiale ceramico composito fibrorinforzato innovativo per applicazioni nel settore trasporti, con riferimento all'alleggerimento dei veicoli, soluzione strategica nell’ambito delle politiche avviate a livello internazionale per ridurre consumi energetici e impatto ambientale dell’automotive. I materiali più idonei per l'alleggerimento, i compositi polimerici PMC, non sono applicabili nelle zone ad elevata temperatura (siano esse contigue al motore a combustione interna, a elettronica di potenza o al sistema frenante).

ONDA SOLARE ha l’obbiettivo di sviluppare un percorso integrato per la progettazione concettuale, funzionale e costruttiva di un veicolo elettrico solare dalle straordinarie innovazioni. E di realizzarlo in meno di 2 anni. Il progetto si basa sull'utilizzo massivo degli strumenti di ingegneria concorrente, quale approccio essenziale per lo sviluppo di un prodotto unico nel suo genere, dall’alto contenuto tecnologico, soprattutto in termini di materiali, strutture, processi e delle relative logiche di ottimizzazione.

Il laboratorio TIME si occupa dello sviluppo di sistemi tecnologici completi (powertrain) per veicoli elettrici. TIME alimenterà l’industria regionale del comparto componentistica per veicoli elettrici, con contenuti innovativi e fortemente integrati, aumentandone la competitività attraverso la capacità di fornire sistemi di trazione avanzati e completi, al posto dei singoli componenti fornibili attualmente.

L’Emilia Romagna è la più importante area di sviluppo industriale a livello nazionale nel settore del packaging e delle macchine automatiche, generando da sola oltre il 60% del fatturato complessivo. Inoltre, diverse tra le aziende di macchine automatiche per il packaging presenti in regione, complessivamente oltre 230, hanno una indiscussa posizione di leadership a livello mondiale, coprendo spesso oltre il 50% del mercato dei singoli settori di riferimento.

L’avvento di piattaforme multi/many-core eterogenee apre enormi opportunità nell'ambito dei sistemi embedded. L’integrazione di più unità di calcolo operanti a frequenze minori permette un significativo aumento di prestazioni con riduzione dei costi e del consumo energetico.

Il progetto riguarda la realizzazione di sensori di Strain di nuova concezione ad elevata sensibilità e a più ampio campo di misura, che consentono di realizzare applicazioni innovative, capaci di dare un vantaggio competitivo sia ai costruttori di componenti del comparto della meccatronica che ai costruttori di macchine. Tali sensori saranno realizzati utilizzando due diverse tecnologie una di tipo MEMS e un’altra basata su nanocompositi elastici, al fine di coprire un elevato numero di applicazioni.

Il progetto mira a sviluppare le tecnologie abilitanti, fino all’acquisizione completa di un TRL6, per una nuova architettura di macchine automatiche che sia modulare, riconfigurabile, adattiva ed auto-ottimizzante.

L’Emilia-Romagna rappresenta una delle aree più vocate per la progettazione e produzione di ingranaggi e meccanica di precisione; in questo contesto, il progetto MetAGEAR si propone di sviluppare e rendere fruibili alle aziende del territorio le tecnologie avanzate di progettazione e produzione sviluppate dai Laboratori regionali partecipanti (InterMech MO.RE. e MechLav) grazie ad una piattaforma software integrata e multidisciplinare che permetterà la progettazione, simulazione e ottimizzazione di ingranaggi e trasmissioni, nonché la produzione avanzata mediante tecniche robotizzate.

La finalità di questo progetto è la dimostrazione di un sistema completo di diagnostica predittiva per le macchine automatiche. A questo scopo si porrà l’accento su tre tematiche principali. La prima riguarda la realizzazione di sensori di vibrazione miniaturizzati, intesi come scheda di controllo e comunicazione con a bordo un chip MEMS, fabbricato in proprio secondo le specifiche delle imprese coinvolte.

Refrigerazione e condizionamento sono tecnologie pervasive: il facile accesso al controllo della temperatura ha consentito lo sviluppo della moderna industria alimentare, dei processi farmaceutici e industriali e ha ridefinito gli spazi abitativi. A causa della sua ubiquità, la refrigerazione è responsabile di un’importante frazione del consumo di energia elettrica e di emissioni di CO2 e la costante crescita dei consumi ne aggrava l’impatto.

Le lastre in grés porcellanato sono da sempre in concorrenza diretta con diversi materiali naturali, quali marmi e graniti. La recente innovazione tecnologica del settore, che ha portato alla produzione di grandi formati a diverso spessore e alla stampa digitale, ha reso ancora più evidente questa competizione e l’ha estesa anche ad altri materiali. Oggi i prodotti in grés porcellanato simulano il legno, i metalli, le lastre di cemento, etc., ma presentano caratteristiche superiori ai corrispondenti materiali naturali.

L’evoluzione del settore della meccanica strumentale è legata alla richiesta degli stakeholder di una sempre maggiore produttività che necessità di un continuo miglioramento delle tecnologie. La ricerca di una crescente sostenibilità, combinata con la riduzione dell’impatto ambientale, l’incremento delle prestazioni (e.g. produttività, precisioni dimensionali, di finitura e di forma) e lo sviluppo di capacità di auto-adattamento al mutare delle condizioni di lavoro, sono le principali linee guida del programma europeo H2020 che guida la ricerca applicata del settore per il prossimo futuro.

Obiettivo prioritario del progetto è l’ottimizzazione della tecnologia di upgrading del biogas a biometano, con particolare attenzione alle tecnologie con membrane e criogenica, con definizione e messa a punto di un modello predittivo delle prestazioni dell’impianto e svolgimento di uno studio di fattibilità tecnico-economica dei due impianti, a membrane e criogenico, per produzione di biometano.