Un prodotto nuovo e finora poco sfruttato sviluppato nei laboratori del MUSP di Piacenza: le schiume metalliche. Una struttura tecnologicamente all’avanguardia, l’École de technologie supérieure (ETS) di Montréal, che non ha mai trattato questo materiale ed è interessata alle sue possibili applicazioni, soprattutto in campo aerospaziale. Infine uno studente di ingegneria meccanica della sede piacentina del Politecnico di Milano, Andrea Belfiglio, che sta dedicando la sua tesi di laurea magistrale proprio alle schiume metalliche.
Ecco gli ingredienti di un progetto di collaborazione tra la piattaforma Meccanica e materiali della Rete Alta Tecnologia dell’Emilia-Romagna, di cui il consorzio MUSP (Macchine utensili e sistemi di produzione) fa parte e la canadese ETS, reso possibile grazie ad Aster attraverso il suo Liaison Office Emilia-Romagna per il Canada e alla Camera di Commercio Italiana a Montréal. Un’iniziativa che ha coinvolto da un lato Matteo Strano, docente del Politecnico di Milano, e dell’altro Philippe Bocher, docente del Dipartimento di ingegneria meccanica dell’ETS.
Belfiglio si trova ora a Montréal. Qui l’ETS gli ha fornito tutta l’attrezzatura necessaria per svolgere i test sui campioni di schiume metalliche per verificarne le possibili applicazioni. Tali campioni sono stati realizzati al MUSP e successivamente inviati all’istituto di Montréal. Dopo aver trascorso un mese e mezzo in Canada lo scorso autunno per predisporre il progetto, all’inizio di marzo Andrea è ripartito per procedere con la fase clou del programma.
Le schiume metalliche sono da tempo al centro della ricerca sui nuovi materiali e il MUSP è stato pioniere in questo. “Quello che risulta interessante nelle schiume – spiega Belfiglio – è il loro comportamento a compressione e la dissipazione di energia in caso di urti. A causa della loro elevata porosità, però, hanno inizialmente sollevato molto scetticismo sulle concrete applicazioni in ambito ingegneristico. Tra le applicazioni studiate presso il MUSP troviamo i portali delle macchine utensili e le barre anti intrusione delle automobili”.
La tesi di Belfiglio è suddivisa in due parti, ciascuna delle quali ha una differente applicazione di riferimento. “Nella prima parte ci occuperemo di campioni costituenti portali di macchine utensili, argomento che rientra in modo specifico nei miei studi”. Realizzati al MUSP, i tre portali oggetto dei test sono costituiti da tre tubi d’acciaio riempiti di schiuma metallica. Ciascun portale è dotato di riempimento differente ed è stato caratterizzato dinamicamente prima dei essere spedito. “Grazie alla strumentazione meccanica fornita dall’ETS – prosegue Belfiglio – applicheremo ai portali uno spostamento simile a quello a cui sarebbero sottoposti in esercizio, tramite prove di flessione su tre punti. Dopo un certo numero di cicli di carico, ancora da definire, rispediremo i campioni in Italia, per caratterizzarli dinamicamente e capire quindi se e come cambia il loro comportamento dinamico dopo un certo numero di cicli”.
Il secondo campo di riferimento è quello aerospaziale e riguarda l’applicazione nei pattini degli elicotteri. “In questo caso si tratta di tubi in titanio riempiti con schiuma di alluminio, su cui viene realizzato uno studio di fatica per caratterizzarli a flessione, compressione assiale e compressione circonferenziale”. Al termine dei test, i risultati verranno proposti alla Bell Helicopter, importante industria texana del gruppo Textron, che valuterà gli esiti dello studio sul materiale, per capire se e come questo possa essere utilizzato in tale campo.
Anche se l’ETS è dotata di un’organizzazione e infrastrutture tecnologiche d’avanguardia, non aveva mai avuto l’occasione di trattare le schiume metalliche. Infatti “al termine dei test i campioni verranno probabilmente sezionati e analizzati al microscopio. Viceversa l’ETS mette a disposizione tecnologie e conoscenze che permetteranno di accrescere le nostre competenze. La struttura che utilizzeremo per supportare i campioni sulla macchina di prova è stata prodotta esternamente e acquistata appositamente per questi esperimenti. È inoltre dotata di parti intercambiabili in modo da poter essere utilizzata a seconda delle necessità”.
Al termine verrà realizzata una pubblicazione internazionale congiunta tra MUSP ed ETS sul rafforzamento dei componenti per l’industria aerospaziale. Si concretizza così per la Rete Alta tecnologia dell’Emilia-Romagna e in particolare il MUSP di Piacenza un’occasione di collaborazione e visibilità a livello internazionale basata sullo scambio di competenze. Un risultato importante per un laboratorio del territorio relativamente giovane rispetto agli storici soggetti che operano nel settore.
