un esempio Andrea Zucchelli

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1 Collaborazionetra Università ed Imprese: un esempio Andrea Zucchelli Università di Bologna Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIN) Scuola di Ingegneria CIRI Meccanica Avanzata e Materiali (MAM) Impostazione didattica del corso di Costruzione di Macchine Automatiche e Robot Durata del corso 60 ore di didattica frontale integrate da svariate ore di revisione e sviluppo dei progetti Fine Febbraio Inizio di Giugno Il 30% circa delle ore sono dedicata al completamento della formazione degli studenti mediante informazioni di base sulle architetture delle macchine ed alcuni strumenti e metodi di calcolo Il restante 70% della didattica del corso viene sviluppata analizzando in classe problemi di automazione o di gruppi di macchine automatiche e robot

2 Impostazione didattica del corso di Costruzione di Macchine Automatiche e Robot Durata del corso 60 ore di didattica frontale integrate da svariate ore di revisione e sviluppo dei progetti Fine Febbraio Fine Marzo Inizio di Giugno Primo progetto I gruppo di studenti affrontano il primo problema della linea sviluppando l analisi funzionale, la ricerca dello stato dell arte (includendo l analisi brevettuale) e proponendo delle proprie soluzioni funzionali per la realizzazione della linea Il primo progetto si conclude entro il primo mese di lezione Impostazione didattica del corso di Costruzione di Macchine Automatiche e Robot Durata del corso 60 ore di didattica frontale integrate da svariate ore di revisione e sviluppo dei progetti Fine Febbraio Fine Marzo Inizio di Giugno Primo progetto Progetti da imprese e industrie Nei restanti due mesi vengono affrontati problematiche di provenienza industriale inerenti la costruzione di macchine automatiche o la robotica

3 Impostazione didattica del corso di Costruzione di Macchine Automatiche e Robot Durata del corso 60 ore di didattica frontale integrate da svariate ore di revisione e sviluppo dei progetti Fine Febbraio Fine Marzo Inizio di Giugno Primo progetto Progetti da imprese e industrie I progetti industriali vengono presentati durante un workshop nel corso del quale le componenti industriali sono invitate a partecipare per una più ampia discussione Progetto Elettrofilatura 1. Perché le nanofibre ed i tessuti fatti di nanofibre sono importanti? 2. Quali prodotti industriali già oggi contengono nanofibre? 3. In quali settori industriali possono trovare applicazione? 4. Come si possono produrre le nanofibre? 5. Quali sono i principali attori industriali che realizzano macchine per produrre nanofibre polimeriche mediante elettrofilatura? 6. Quali sono i punti di debolezza delle attuali soluzioni industriali per produrre le nanofibre mediante elettrofilatura?

4 Produzione delle nanofibre Dal filamento al filo Dalle macromolecole polimeriche Produzione delle nanofibre alle micro e nanofibre

5 Produzione delle nanofibre Perché le nanofibre ed i tessuti fatti di nanofibre sono importanti? Biomimetismo [1] Diane Hoffman Kim,1 Jennifer A. Mitchel, Ravi V. Bellamkonda, Topography, Cell Response, and Nerve Regeneration, Annu. Rev. Biomed. Eng : Produzione delle nanofibre Perché le nanofibre ed i tessuti fatti di nanofibre sono importanti? 1. Porosità nanometriche 2. Elevati rapporti superficie/volume

6 Produzione delle nanofibre In quali settori industriali possono trovare applicazione? Produzione delle nanofibre Come si possono produrre le nanofibre? L elettrofilatura è l unica tecnica tra quelle citate che permette di ottenere produzioni di nanofibre fb su scala industriale

7 In 2006, in Bologna University the first Italian multidisciplinary research group focused on the manufacturing of small scale fibers (nanometric fibers) by means of electrospinning technology was established. Members of the Research Group on Electrospinning are from different research areas: Polymer chemestry Electrical Engineering Mechanical Engineering Biomedical and Medicine Fiber morphology Fibers Porous fibers Core shell fibers Pearly fibers

8 Il progetto elettrofilatura e le sue prospettive Fiber assemblying in plane Fiber assemblying in plane Random Aligned Star shaped Layered cross aligned Radial Andrea Zucchelli DIEM Department CIRI MAM a.zucchelli@unibo.it Research Group on Electrospinning University of Bologna Il progetto elettrofilatura e le sue prospettive Fiber assemblying in space Yarn Bundle Andrea Zucchelli DIEM Department CIRI MAM a.zucchelli@unibo.it Pictures C and D kindly provided by Prof. Ramakrishna Hollow yarn Research Group on Electrospinning University of Bologna

9 L esperienza dell RGE Sheets Tunable diameter tubes 2 mm

10 Quali sono i punti di debolezza delle attuali soluzioni industriali per produrre le nanofibre mediante elettrofilatura? 1. Se si desidera elevata produttività vengono compromesse la qualità del prodotto l efficacia del prodotto (poiché viene persa la nanometria) 2. Solo due produttori offrono macchine per produzioni su scala industriale ed 3. Solo pochi polimeri sono oggi utilizzabili per produzioni industriali a causa delle tecnologie oggi sviluppate. CIRI MAM UO materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche Progetto elettrofilatura RGE - UNIBO in cui operano ricercatori afferenti a: Dipartimento di chimica - G. CIAMICIAN Dipartimento di Ingegnieria Elettrica - DIE Dipartimento di Ingegneria Meccanica - DIEM Collaborazione avente fini di... trasferimento tecnologico e di ricerca applicata Rete di piccole e medie imprese per il progetto elettrofilatura Progettazione Meccanica Realizzazione di componenti meccanici Progettazione Elettrica Realizzazione di dispositivi elettrici Progettazione Elettronica Realizzazione di componenti elettronici Montaggio e messa a punto

11 Progetto integrato per la realizzazione di macchine prototipali per la produzione industriale di nanofibre da elettrofilatura Progettazione Meccanica Neolaureato di collegamento per il trasferimento tecnologico Realizzazione i di componenti meccanici CIRI MAM UO materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche Unità di coordinamento interno Progettazione Elettrica Neolaureato di collegamento per il trasferimento tecnologico Realizzazione i di dispositivi elettrici Assemblaggio e messa a punto Neolaureato di collegamento per il trasferimento tecnologico RGE - UNIBO Progettazione Elettronica Realizzazione di dispositivi elettrici Neolaureato di collegamento per il trasferimento tecnologico Schema operativo per realizzare il progetto di collaborazione a rete 1.1 Nanostructured media for filters

12 2. Energy storage Development of a safe, high-rate and high-energy polymer lithium-ion battery based on gelled membrane prepared by electrospinning PVdF-based nanofibrous membranes [Cooperation with Prof. F. Croce, University of Chieti (Italy) and Prof. B. Scrosati, University Andrea Zucchelli DIEM La Department Sapienza, Roma (Italy)] 3. Equipments for disables Knee prosthesis made by carbon fibers composite requires proper material design

13 3. Equipments for disables New material design: composite laminate with electrospun nanofibrous interlayer 3. Equipments for disables The new material exhibit an enhanced energy absorption (10% of increment)