Introduzione al corso di Tecnologie Speciali I prof. Luigi Carrino

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1 Corso di Laurea triennale per Allievi Ingegneri Aerospaziali A.A. 2012/2013 Introduzione al corso di Tecnologie Speciali I prof. Luigi Carrino Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione

2 Scienza e Tecnologia dei Materiali Aerospaziali (ING-IND/22) 3CFU + Tecnologie Speciali I (ING-IND/16) 3CFU = TECNOLOGIE DEI MATERIALI AEROSPAZIALI

3 PROPEDEUTICITÀ RICHIESTE Chimica Disegno tecnico aerospaziale

4 Anno accademico II emisemestre del I semestre dal 13/11/2012 al 19/12/2012 lezione frontali esercitazioni numeriche Martedì Aula IA2 Mercoledì Aula IA2

5 RECAPITI ED ORARIO RICEVIMENTO STUDENTI Docente: prof. Luigi Carrino RICEVE IL: lunedì dalle alle E il giovedì dalle alle Tel Tutor ing. Antonio Formisano aformisa@unina.it contattare via

6 SEDE DOCENTE Tecnologie Speciali I

7 SEDE DOCENTE Tecnologie Speciali I DIMP (settore Tecnologie) IV Piano p.le Tecchio Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione (DIMP), settore Tecnologie, IV piano corpo arretrato (edificio triennio)

8 Obiettivi formativi: Il modulo ha l obiettivo di fornire sia la comprensione delle potenzialità e delle applicazioni delle tecnologie di lavorazione più innovative sia gli strumenti ingegneristici necessari alla progettazione dei processi di produzione con tali tecnologie.

9 Argomenti trattati: Processi Innovativi di Lavorazione (analisi/progettazione) Processi innovativi per deformazione plastica dei materiali metallici: La superplasticità Materiali riempitivi innovativi Le schiume metalliche Tecnologie di giunzione di interesse aeronautico: La saldatura per Friction Stir Welding Materiali compositi

10 Materiale didattico APPUNTI DELLE LEZIONI Testi di riferimento 1) MATERIALI COMPOSITI Composite Materials, Volume II: Processing, Fabrication, and Applications, SCHWARTZ, Mel M.; Upper Saddle River: Prentice Hall, Mechanics of Composite Structures, Kollar, S.Springer, Cambridge. MATERIALI COMPOSITI: TECNOLOGIE - PROGETTAZIONE - APPLICAZIONI, Crivelli Visconti Ignazio, Caprino Giancarlo, Langella Antonio, HOEPLI. 2) FSW Friction Stir Welding, Introduzione alla tecnologia di C. Gambaro, L. Fratini, A. Squillace, J. Adamoski, M. Ponte, G. Buffa. 3) SUPERPLASTICITÀ La formatura superplastica di L. Carrino, G. Giuliano; Aracne EDITORE

11 Modalità di esame Come? Con quale frequenza?

12 Attenzione!

13 ieri la tradizione aeronautica della Campania Agusta Planeur Romeo Ro.1 Supersonic fighter Sagittario Light Twin P-68 ATR-42/ N. Romeo U. Nobile A. Crocco L. G. Napolitano L. Pascale

14 oggi una filiera di livello internazionale Circa 130 Società industriali aerospaziali Di queste, 30 circa sono le aziende regionali core Le top 30 impiegano circa 8,100 addetti (70% nella provincia di Napoli) e generano un fatturato annuo di circa 1,3 miliardi di Euro (fonte: SRM, 2006) 14 centri di ricerca includendo enti nazionali e C.I.R.A. con circa 700 ricercatori Oltre 1,000 studenti in Ingegneria Aerospaziale con 400 nuovi iscritti ogni anno Iniziative di formazione (Patto Formativo e ConsAer)

15 I prodotti aeronautici stanno cambiando rapidamente Velivoli senza pilota Velivoli per la mobilità personale Velivoli ibridi Velivoli di grandi dimensioni, attenzione agli aspetti green

16 La filiera aeronautica sta modificando il proprio DNA RICERCA Fornitura di Sistemi Tecnologie Metodi Prototipi NECESSITA DI VERTICALIZZAZIONE DELLE COMPETENZE/ ATTIVITA PROGETTAZIONE SVILUPPO COMPONENTE INDUSTRIALIZ ZAZIONE ATTUALE POSIZIONAMENTO MEDIO DELLA PICCOLA AZIENDA DEL COMPARTO AERONAUTICO PRODUZIONE Necessità da parte della filiera aeronautica di mutare il proprio DNA industriale da officina meccanica a progettista/ realizzatore di parti complesse mediante una verticalizzazione delle competenze/ attività richieste dal mercato

17 Ruolo Ricerca per fronteggiare esigenze di mercato Velocità dell' innovazione tecnologica - saper cogliere e investire in tecnologie promettenti con largo anticipo sui prodotti futuri, dati i tempi necessari per la ricerca e lo sviluppo tecnologico R&T and Product Development in Aeronautical Industry Research and technology acquisition Basic Research Technology Development Technology Validation Demonstrators Product Definition Prototypes Product development Product Design and Development Product Demonstration Production year Le tecnologie hanno notevole influenza sul posizionamento e la competitività delle aziende Capacità di integrare sistemi diversi e renderli interoperabili Sviluppo di dimostratori tecnologici anche come credenziale per collaborazioni con altri partner Riduzione costi di progettazione e produzione prodotti più competitivi Maggiore qualità

18 Fusoliera in composito Boeing 787

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20 SEMIPREG Nuovi materiali o forme di semilavorati Nuove tecnologie di lavorazione Maggiore automazione

21 Vantaggi: Costi minori Proprietà migliori Migliori tolleranze al danno Cucitrice NASA Cucitrici Alenia

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23 Componenti Strutturali Stampo chiuso Sviluppo di una soluzione tecnologica avanzata per la produzione di componenti in composito a geometria complessa Requisiti Resina [%Vol] Vuoti [%Vol] Taglio [MPa] >30-40 <5.0 >40

24 con superfici convesse a sezione variabile con superfici concave

25 Caratteristiche materiale composito: 5 strati (Ply) di tessuto di fibra di carbonio Matrice di resina epossodica Elevata flessibilità nella direzione di curvatura

26 Componenti strutturali e non con feature e superfici a forma libera; Ispezione con sistemi di misura automatizzati; CMM Coordinate Measuring Machine Sensori di misura a scansione Elevata elasticità (flessibilià) dei componenti; Necessità di bloccaggio del componente nel rispetto della sua configurazione nominale. Fixturing con attrezzatura modulare opportunamente configurata e calibrata

27 Pensare ed agire da grandi in un sistema integrato Nuovi e aggressivi competitori si sono presentati sul mercato internazionale. Nello stesso tempo, si aprono grandi opportunità per le aziende e i territori che sapranno cogliere le occasioni.

28 Pensare ed agire da grandi in un sistema integrato Le aziende e i territori che non sapranno programmare e agire da sistemi integrati corrono il pericolo di essere rapidamente superati ed emarginati; in poche parole... di essere schiacciati!

29 I Distretti Aerospaziali in Europa Principali cluster aerospaziali europei Norway Finland Portugal Spain Ireland UK France Netherlands Belgium Denmark Luxemburg Switzerland Germany Italy Austria Sweden Czech Republic Slovenia Francia Midi Pyrenees Ile-de-France Germania Hamburg Munich/ Bavaria Niedersachsen Aviation Stuttgart/ Baden-Wuerttemberg Regno Unito Poland Slovakia Farnborough Aerospace Consortium Hungary Midlands Romania Aerospace Alliance Spagna Hegan Italia Campania Piemonte Puglia Lombardia

30 Sistema regionale e non spazio regionale Non basta la presenza di attori dell innovazione e di località dinamiche in una regione le interazioni possono essere frammentarie ed inconcludenti se la coesione entro l ambito regionale non ha anche carattere di condivisione di una visione dello sviluppo, alimentata da reti cooperative formali e informali. (Cooke et al. 2004, Scott and Storper 2003).

31 Indicatore sintetico di condizioni istituzionali che facilitano l attività delle imprese (Fonte: World Bank)

32 Diverse responsabilità tra Università, Centri di Ricerca e Industria

33 I sistemi locali leader dell alta tecnologia: il profilo socio-istituzionale Sistemi leader Gruppi di controllo Servizi e ambiente Ordine pubblico Tempo libero Reti Infrast economiche Infrastr. sociali Fonte: Trigilia e Ramella, Rapporto di Artimino sullo sviluppo locale 2008

34 Gli altri Distretti Italiani: collaborazione o competizione?

35 Perché un Distretto Aerospaziale della Campania una focalizzazione sulla strategia allineata all'interno del Distretto Interessi convergenti tra i partecipanti del Distretto una maggiore capacità di pianificazione per tutti, anche per i player minori (con correlata promozione degli investimenti e degli impegni in ricerca&innovazione) un migliore posizionamento del soggetto di "Distretto" nello scenario del mercato europeo e mondiale, con possibilità di proattività capacità di collaborare con le istituzioni per definire condizioni di giusto contesto

36 L innovazione non è solo il risultato della ricerca l innovazione non è prodotto esclusivo dei laboratori di ricerca, ma coinvolge le relazioni tra ricerca, sviluppo, adozione dell innovazione e ambiente economico, sociale e politico con il quale queste interagiscono. (Rosenberg 1976; Freeman 1995)

37 L innovazione coinvolge la Società nel suo complesso Nel passaggio verso società ed economie fondate sulla conoscenza, il problema centrale è incorporare capacità elevate di generazione e diffusione dell innovazione nelle imprese e nella società.

38 Wilbur Wright ( ) Costruiamo i sistemi come i fratelli Wright hanno costruito i loro aerei: costruiamo l'oggetto, lo spingiamo su un colle, lo facciamo schiantare e ricominciamo da capo R. M. Graham Orville Wright ( ) 17 dicembre 1903

39 Gli allungamenti percentuali a rottura dei materiali superplastici tipicamente sono contenuti nel range 200% -1000%; in laboratorio sono stati registrati allungamenti percentuali a rottura anche dell ordine del 7000%; questi allungamenti sono di 1 o 2 ordini di grandezza più grandi di quelli registrati per metalli e leghe convenzionali. Il processo consiste nel deformare una lamiera vincolata, mediante l azione di un gas in pressione in modo tale da farle assumere la forma dello stampo.

40 Verso IAC 2012: un successo di tutta la Campania