Persona
BORSELLINO Chiara
Professoressa associata
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Cv Allegato
CV Borsellino Feb2024.pdf (Curriculum Vitae)
Description
Chiara Borsellino, nata a Palermo il 24 Marzo 1971
Nel luglio del 1989 ha conseguito il Diploma di Perito Chimico Industriale Capotecnico, indirizzo “Chimica Ambientale”, presso l’Istituto Tecnico Industriale E. Majorana di Palermo con la votazione di 60/60.
Nel Luglio del 1994 si è laureata in Ingegneria Gestionale, con la votazione: 110/110 e lode con menzione di merito discutendo la tesi dal titolo “Previsione della formazione di fratture duttili nel corso di lavorazioni per deformazione plastica”, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Palermo. Successivamente, nel novembre dello stesso anno ha conseguito l'abilitazione all'esercizio della professione.
Nel novembre del 1994 è risultata vincitrice di una borsa di studio per il conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria della Produzione – X Ciclo, presso l’Università di Palermo.
Il titolo di Dottore di Ricerca è stato conseguito nel maggio del 1998 discutendo la tesi dal titolo: “Modelli di frattura duttile e loro applicazione ad alcuni processi di formatura a freddo”. Nell’ambito del dottorato di ricerca ha trascorso sei mesi di studio e ricerca (dal febbraio al luglio 1995), presso l’Universitè de France-Comte, Besançon-Cedex, Francia.
Nel dicembre 1996 viene nominata cultrice delle materie: Macchine Utensili, Tecnologie Speciali e Tecnologie Generali dei Materiali, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli studi di Palermo.
Dalla scadenza della borsa di dottorato ha svolto attività di didattica e di ricerca presso il Dipartimento di Tecnologia e Produzione Meccanica dell’Università di Palermo.
Dal dicembre 1998 è stata titolare di un assegno di ricerca presso lo stesso dipartimento, per la ricerca sull’argomento “studio del processo di idroformatura di lamiere metalliche”, fino al febbraio 2001.
Nel marzo 2001 è diventata ricercatrice nel settore ING-IND 16, presso la Facoltà di Ingegneria di Messina.
Dal maggio 2005 è Professore Associato di Tecnologia Meccanica (SSD ING-IND16-TECNOLOGIE E SISTEMI DI LAVORAZIONE) presso il Dipartimento Ingegneria dell’Università di Messina
ATTIVITA' SCIENTIFICA
Elenco dei temi di ricerca coltivati, di recente interesse:
A. STUDIO DI COLLEGAMENTI MECCANICI E ADESIVI L’attività scientifica in questi anni è stata incentrata sullo studio dei collegamenti meccanici e adesivi, sia per applicazioni in campo automobilistico sia nautico poiché è notevolmente cresciuto l’interesse delle case
automobilistiche, dei costruttori navali e dei costruttori di elettrodomestici, ad impiegare materiali sempre più leggeri (leghe leggere e materiali compositi) che, come è noto, richiedono l’uso di tecniche di giunzione differenti da quelle fino ad ora largamente impiegate.
- GIUNZIONE DI MATERIALI METALLICI
Sono state studiate, quindi, per il collegamento tra lamiere, tecniche di giunzione non convenzionali tra le quali la rivettatura autoperforante (self-piercing riveting) ed il clinching che stanno prendendo campo e stanno addirittura sostituendo in certi casi la saldatura a spot mediante laser, specialmente in collegamenti fra metalli rivestiti. Sia il clinching sia il selfpiercing riveting sono essenzialmente lavorazioni per deformazione plastica in cui due o più parti di materiale sono bloccate meccanicamente insieme, senza bisogno, in entrambi i casi, di pre-foratura dei componenti da unire.
In collaborazione col Dipartimento di Tecnologia Meccanica, Produzione e Ingegneria Gestionale della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Palermo si è messa a punto un’attrezzatura atta a realizzare i collegamenti in oggetto. Tale sistema ha consentito l’acquisizione delle forze in gioco e la conoscenza dei parametri che più influenzano questo processo. In seguito si sono eseguite delle campagne sperimentali di prove, investigando sulla resistenza ed i meccanismi di rottura di giunzioni fra vari materiali. Per testare la resistenza meccanica dei giunti si sono eseguite delle prove di taglio e trazione sui giunti stessi.
Parallelamente l’operazione di giunzione è stata simulata allo scopo di mettere a punto un modello capace di predire, al variare dei parametri della lavorazione, la buona riuscita del collegamento. Il confronto con i dati sperimentali (geometrie dei rivetti formati o delle sezioni deformate, per il clinching, e carichi di lavorazione) ha permesso la validazione del modello numerico, per vari materiali e spessori, capace di prevedere l’insorgere della frattura ed il modo
di frattura del giunto stesso.
Relativamente al collegamento mediante cliching si è osservato che la limitata resistenza meccanica della giunzione rispetto ad altre tecniche, quale per esempio la saldatura a punti o la giunzione con rivetti, rende indispensabile un’approfondita conoscenza degli effetti dei parametri operativi sulle caratteristiche meccaniche della giunzione stessa e della meccanica di formazione del collegamento in generale, dal momento che la geometria del giunto influenza in modo determinante la sua resistenza meccanica.
Al variare del carico applicato si è riusciti ad individuare sperimentalmente le condizioni operative ottimali, in corrispondenza delle quali la resistenza del giunto risulta massima; si è osservato tuttavia un rilevante campo di variazione del carico di sbottonamento dei giunti.
E’ stata quindi proposta e valutata una innovazione nella realizzazione di giunti ottenuti per clinching e per rivettatura autoperforante allo scopo di ridurre le protrusioni e conferire al giunto stesso maggiore resistenza. I risultati hanno mostrato un valido miglioramento delle caratteristiche delle giunzioni realizzate in acciaio, alluminio e miste.
Parallelamente si è affrontato lo studio di giunzioni adesive di leghe di alluminio, investigando sia le caratteristiche reologiche e meccaniche degli adesivi stessi, sia l’effetto dei trattamenti
superficiali delle superfici da collegare con l’obiettivo di valutare la resistenza dei giunti al variare della tipologia di resina utilizzata e del tipo di trattamento superficiale del substrato
metallico: chimico o meccanico.
- GIUNZIONE DI MATERIALI COMPOSITI
Anche il collegamento dei materiali compositi tra loro è stato investigato affrontando lo studio delle giunzioni sia meccaniche sia adesive dei materiali compositi.
In riferimento alla caratterizzazione di giunzioni meccaniche sono state inizialmente realizzate prove di bearing a compressione per studiare il danneggiamento prodotto dal contatto punzone/superficie del campione valutando l’effetto delle dimensioni del punzone sul limite di frattura; tutto ciò è stato realizzato su campioni realizzati con diversi procedimenti tecnologici, permettendo di ricavare interessanti considerazioni sull’effetto della tecnologia impiegata sulle caratteristiche meccaniche statiche di queste tipologie di materiali compositi.
Si è approfondita la conoscenza della resistenza al bearing delle strutture composite mediante la realizzazione di una mappa di frattura predittiva che consente di prevedere in funzione delle
variabili geometriche le condizioni di danneggiamento delle strutture composite sollecitate a carichi di bearing di trazione.
Parallelamente si è affrontato lo studio di giunti adesivi a base di resine strutturali su substrato sempre in composito. Lo scopo di tale attività di ricerca è stato inizialmente di valutare il pot life degli adesivi (il tempo di utilizzo dell’adesivo una volta che è stato miscelato) ed il tempo minimo necessario affinché si abbia la stabilizzazione delle proprietà meccaniche.
Inoltre è stata valutata la relazione tra le proprietà meccaniche del giunto ed i tempi di cura dell’adesivo al fine di identificare il tempo minimo affinché si abbia la stabilizzazione delle performance del giunto. A tal fine si sono effettuati degli studi reologici su due differenti tipi di resine strutturali utilizzate nel settore nautico al fine di acquisire informazioni riguardo la viscosità, le condizioni di cura e la lavorabilità delle resine. Le resine sono state caratterizzate mediante prove statiche e dinamiche. La comparazione tra proprietà reologiche e proprietà meccaniche sulle resine e sui relativi giunti ha suggerito la migliore soluzione per le
applicazioni specifiche.
B. CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DI MATERIALI COMPOSITI
Questa tematica di ricerca che è estremamente attuale ed attira sempre più gli sforzi dei ricercatori per cercare di ottenere strutture caratterizzate da peso ridotto e migliori performances
meccaniche principalmente nel settore del trasporto marittimo ed aereo-aerospaziale; le strutture di tipo sandwich hanno già vaste applicazioni e sembrano promettere sviluppi sempre più sorprendenti.
Il principale problema del progetto e verifica di strutture sandwich è la loro intrinseca anisotropia e non omogeneità che non permette la loro corretta modellazione. Ad oggi i dati conosciuti sulle proprietà meccaniche delle strutture complesse, necessarie per permettere una
progettazione corretta e affidabile non sono sufficienti. La ricerca pertanto è iniziata verso la conoscenza delle proprietà meccaniche di singoli componenti e di strutture complete, focalizzando l’attenzione su diversi fattori, tra cui i differenti tipi di fibre impiegate (Kevlar, vetro and carbonio).
Per far ciò sono state realizzate prove di compressione, taglio e flessione sia sui singoli componenti che sulle strutture complesse, e i risultati sui singoli componenti sono stati impiegati come input per la realizzazione di simulazioni con un codice FEM commerciale
(ANSYS), il modello proposto è stato verificato proprio simulando le prove di compressione e flessione di una struttura sandwich di riferimento composta con fibre di vetro. I risultati previsti per le prove meccaniche sono stati confrontati con quelli sperimentali confermando che il modello impiegato ha buone capacità predittive.
Usando la tecnologia del Vacuum Bagging, sono state realizzate tre tipologie di strutture usate nella costruzione delle tavole da surf. Queste sono state caratterizzate attraverso prove di indentazione statica che induce un danneggiamento tipico durante il loro utilizzo.
Inoltre è stato studiato il comportamento meccanico di un laminato, al variare della sequenza di laminazione e del tempo di immersione in acqua di mare, in modo da identificare la sequenza ottimale anche in relazione alla durabilità in acqua di mare
C.MATERIALI ECO-COMPATIBILI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Si è posta l’attenzione sulla possibilità di impiegare materiali di origine naturale per applicazioni industriali nel senso più largo del termine.
I possibili settori di applicazione dei compositi con fibre naturali oltre a quello automobilistico sono il settore meccanico (materiali resistenti a fatica e usura, cinghie di trasporto, materiali isolanti), l’aerospaziale, il marino ed il biomedico (apparecchi ortopedici). Nel settore dei trasporti tali materiali potrebbero essere vantaggiosamente utilizzati per molte applicazioni non strutturali (pannelli delle portiere, rivestimenti interni, imbottitura degli schienali dei sedili, fanali, cruscotti, carenature, paraurti, fascioni, filtri dell’aria) contribuendo ad una limitazione nel peso dei veicoli (che si tradurrebbe in riduzione del consumo di carburante) ed assicurando inoltre un miglior isolamento acustico e termico. Oltre ai vantaggi di minor costo e smaltimento,
i pannelli in fibre vegetali apporterebbero un ulteriore vantaggio in termini di sicurezza in quanto, a differenza dei materiali in fibra di vetro, in caso di rottura a seguito di un forte urto non si frantumano e non formano schegge taglienti.
Come accennato precedentemente, anche il settore edile può trarre vantaggio da materiali compositi leggeri ed economici per profilati, coperture per tetti, rivestimenti di sedili, coperture temporanee e protezioni in genere. A differenza dei compositi con matrice termoplastica, quelli a matrice termoindurente (resine epossidiche o fenoliche) o poliolefinica possono essere completamente inceneriti senza lasciare residui incombusti, ma a causa della matrice, non sono
completamente biodegradabili. Recentemente alcuni ricercatori hanno cominciato ad analizzare la possibilità di introdurre le fibre naturali in polimeri biodegradabili così da ottenere materiali
completamente “environmentally friendly” (biocompositi) che a fine vita (LCA) possano essere degradati nell’ambiente o smaltii mediante compostaggio.
Dalle ricerche bibliografiche effettuate si è osservato che già da più di un decennio sono stati effettuati studi volti all’uso di particolari fibre per tutta una serie di applicazioni. Sulla base dei
materiali sui quali si sono focalizzati gli studi si possono esaminare i risultati ottenuti dai vari autori nonché le possibili risoluzioni alle problematiche da loro incontrate traendo spunto dalle
loro conclusioni per tracciare una possibile linea di miglioramento. Nella fattispecie lo studio è incentrato sull’impiego di fibre naturali (kenaf, bambù, ginestra, agave sisalana, lino, lana di
pecora, opuntia ficus indica), opportunamente lavorate e/o funzionalizzate da applicare sia nel settore delle costruzioni (edilizia ecosostenibile), sia per quello che riguarda le applicazioni
commerciali in genere con ovvio interesse industriale. Sono state studiate e comparate le proprietà termiche di strutture, pannelli, in fibra di lino, kenaf e lana di legno sono prodotti commerciali utilizzati nel settore dell’isolamento termico, mentre il pannello in fibra di opunzia ficus-indica è stato realizzato in laboratorio attraverso un processo innovativo e completamente naturale. La presenza dell’opuntia ficus indica riduce la conducibilità del materiale puro.
Nell’ottica di un’edilizia maggiormente ecocompatibile sono state messe a punto anche malte cementizie a più basso impatto ambientale da destinare a ripristino di opere monumentali. Tali malte sono realizzate con calce, metacaolino, inerti selezionati, additivi e fibre vegetali descritte ampiamente in precedenza. Con questo intonaco fibro-rinforzato sono stati realizzati dei campioni per poter eseguire delle prove di rottura (flessione a tre punti e compressione). La campionatura era costituita di intonaco a base calce rinforzato con tre tipologie di fibre diverse (PP, kenaf, agave), maturati 28 giorni (secondo normativa) in ambiente condizionato.
Sulla base delle nozioni esposte in precedenza si è proceduto alla stesura di un piano di lavoro per la realizzazione di un materiale composito naturale a base di fibre di kenaf e resina epossidica; per far ciò si realizzerà preliminarmente un composito ibrido fibre di vetro/kenaf, al fine effettuare un confronto prestazionale.
D. STUDIO DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DI FILI ORTODONTICI IN LEGHE METALLICHE
A MEMORIA DI FORMA.
L’uso di leghe a memoria di forma si è rivelato di grande interesse in campo medico e ortodontico grazie alle loro sorprendenti caratteristiche ed alla loro bio-compatibilità. Nel caso degli archi ortodontici il loro dimensionamento in funzione delle forze da imprimere sui dentiper il loro corretto posizionamento è ancora realizzato in modo empirico senza una approfondita caratterizzazione meccanica. Le stesse case produttrici non hanno individuato dei test
standardizzati per la corretta scelta dei loro prodotti. In collaborazione con il Dipartimento di Odontostomatologia del Policlinico G. Martino di Messina sono state realizzate prove per la
caratterizzazione del comportamento sotto carico di fili ortodontici in leghe Ni-Ti. E’ stata condotta una intensiva campagna sperimentale volta ad individuare delle grandezze significative per l’impiego ortodontico e volta a comparare i materiali impiegati per la loro corretta scelta e miglior impiego.
Attualmente titolare dei corsi di:
INNOVAZIONE TECNOLOGICA E SVILUPPO DI PRODOTTO per il Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica per l'Industria – 6 crediti.
TECNOLOGIA MECCANICA per il Corso di Studi in Ingegneria Gestionale -9 crediti.
Nel luglio del 1989 ha conseguito il Diploma di Perito Chimico Industriale Capotecnico, indirizzo “Chimica Ambientale”, presso l’Istituto Tecnico Industriale E. Majorana di Palermo con la votazione di 60/60.
Nel Luglio del 1994 si è laureata in Ingegneria Gestionale, con la votazione: 110/110 e lode con menzione di merito discutendo la tesi dal titolo “Previsione della formazione di fratture duttili nel corso di lavorazioni per deformazione plastica”, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Palermo. Successivamente, nel novembre dello stesso anno ha conseguito l'abilitazione all'esercizio della professione.
Nel novembre del 1994 è risultata vincitrice di una borsa di studio per il conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria della Produzione – X Ciclo, presso l’Università di Palermo.
Il titolo di Dottore di Ricerca è stato conseguito nel maggio del 1998 discutendo la tesi dal titolo: “Modelli di frattura duttile e loro applicazione ad alcuni processi di formatura a freddo”. Nell’ambito del dottorato di ricerca ha trascorso sei mesi di studio e ricerca (dal febbraio al luglio 1995), presso l’Universitè de France-Comte, Besançon-Cedex, Francia.
Nel dicembre 1996 viene nominata cultrice delle materie: Macchine Utensili, Tecnologie Speciali e Tecnologie Generali dei Materiali, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli studi di Palermo.
Dalla scadenza della borsa di dottorato ha svolto attività di didattica e di ricerca presso il Dipartimento di Tecnologia e Produzione Meccanica dell’Università di Palermo.
Dal dicembre 1998 è stata titolare di un assegno di ricerca presso lo stesso dipartimento, per la ricerca sull’argomento “studio del processo di idroformatura di lamiere metalliche”, fino al febbraio 2001.
Nel marzo 2001 è diventata ricercatrice nel settore ING-IND 16, presso la Facoltà di Ingegneria di Messina.
Dal maggio 2005 è Professore Associato di Tecnologia Meccanica (SSD ING-IND16-TECNOLOGIE E SISTEMI DI LAVORAZIONE) presso il Dipartimento Ingegneria dell’Università di Messina
ATTIVITA' SCIENTIFICA
Elenco dei temi di ricerca coltivati, di recente interesse:
A. STUDIO DI COLLEGAMENTI MECCANICI E ADESIVI L’attività scientifica in questi anni è stata incentrata sullo studio dei collegamenti meccanici e adesivi, sia per applicazioni in campo automobilistico sia nautico poiché è notevolmente cresciuto l’interesse delle case
automobilistiche, dei costruttori navali e dei costruttori di elettrodomestici, ad impiegare materiali sempre più leggeri (leghe leggere e materiali compositi) che, come è noto, richiedono l’uso di tecniche di giunzione differenti da quelle fino ad ora largamente impiegate.
- GIUNZIONE DI MATERIALI METALLICI
Sono state studiate, quindi, per il collegamento tra lamiere, tecniche di giunzione non convenzionali tra le quali la rivettatura autoperforante (self-piercing riveting) ed il clinching che stanno prendendo campo e stanno addirittura sostituendo in certi casi la saldatura a spot mediante laser, specialmente in collegamenti fra metalli rivestiti. Sia il clinching sia il selfpiercing riveting sono essenzialmente lavorazioni per deformazione plastica in cui due o più parti di materiale sono bloccate meccanicamente insieme, senza bisogno, in entrambi i casi, di pre-foratura dei componenti da unire.
In collaborazione col Dipartimento di Tecnologia Meccanica, Produzione e Ingegneria Gestionale della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Palermo si è messa a punto un’attrezzatura atta a realizzare i collegamenti in oggetto. Tale sistema ha consentito l’acquisizione delle forze in gioco e la conoscenza dei parametri che più influenzano questo processo. In seguito si sono eseguite delle campagne sperimentali di prove, investigando sulla resistenza ed i meccanismi di rottura di giunzioni fra vari materiali. Per testare la resistenza meccanica dei giunti si sono eseguite delle prove di taglio e trazione sui giunti stessi.
Parallelamente l’operazione di giunzione è stata simulata allo scopo di mettere a punto un modello capace di predire, al variare dei parametri della lavorazione, la buona riuscita del collegamento. Il confronto con i dati sperimentali (geometrie dei rivetti formati o delle sezioni deformate, per il clinching, e carichi di lavorazione) ha permesso la validazione del modello numerico, per vari materiali e spessori, capace di prevedere l’insorgere della frattura ed il modo
di frattura del giunto stesso.
Relativamente al collegamento mediante cliching si è osservato che la limitata resistenza meccanica della giunzione rispetto ad altre tecniche, quale per esempio la saldatura a punti o la giunzione con rivetti, rende indispensabile un’approfondita conoscenza degli effetti dei parametri operativi sulle caratteristiche meccaniche della giunzione stessa e della meccanica di formazione del collegamento in generale, dal momento che la geometria del giunto influenza in modo determinante la sua resistenza meccanica.
Al variare del carico applicato si è riusciti ad individuare sperimentalmente le condizioni operative ottimali, in corrispondenza delle quali la resistenza del giunto risulta massima; si è osservato tuttavia un rilevante campo di variazione del carico di sbottonamento dei giunti.
E’ stata quindi proposta e valutata una innovazione nella realizzazione di giunti ottenuti per clinching e per rivettatura autoperforante allo scopo di ridurre le protrusioni e conferire al giunto stesso maggiore resistenza. I risultati hanno mostrato un valido miglioramento delle caratteristiche delle giunzioni realizzate in acciaio, alluminio e miste.
Parallelamente si è affrontato lo studio di giunzioni adesive di leghe di alluminio, investigando sia le caratteristiche reologiche e meccaniche degli adesivi stessi, sia l’effetto dei trattamenti
superficiali delle superfici da collegare con l’obiettivo di valutare la resistenza dei giunti al variare della tipologia di resina utilizzata e del tipo di trattamento superficiale del substrato
metallico: chimico o meccanico.
- GIUNZIONE DI MATERIALI COMPOSITI
Anche il collegamento dei materiali compositi tra loro è stato investigato affrontando lo studio delle giunzioni sia meccaniche sia adesive dei materiali compositi.
In riferimento alla caratterizzazione di giunzioni meccaniche sono state inizialmente realizzate prove di bearing a compressione per studiare il danneggiamento prodotto dal contatto punzone/superficie del campione valutando l’effetto delle dimensioni del punzone sul limite di frattura; tutto ciò è stato realizzato su campioni realizzati con diversi procedimenti tecnologici, permettendo di ricavare interessanti considerazioni sull’effetto della tecnologia impiegata sulle caratteristiche meccaniche statiche di queste tipologie di materiali compositi.
Si è approfondita la conoscenza della resistenza al bearing delle strutture composite mediante la realizzazione di una mappa di frattura predittiva che consente di prevedere in funzione delle
variabili geometriche le condizioni di danneggiamento delle strutture composite sollecitate a carichi di bearing di trazione.
Parallelamente si è affrontato lo studio di giunti adesivi a base di resine strutturali su substrato sempre in composito. Lo scopo di tale attività di ricerca è stato inizialmente di valutare il pot life degli adesivi (il tempo di utilizzo dell’adesivo una volta che è stato miscelato) ed il tempo minimo necessario affinché si abbia la stabilizzazione delle proprietà meccaniche.
Inoltre è stata valutata la relazione tra le proprietà meccaniche del giunto ed i tempi di cura dell’adesivo al fine di identificare il tempo minimo affinché si abbia la stabilizzazione delle performance del giunto. A tal fine si sono effettuati degli studi reologici su due differenti tipi di resine strutturali utilizzate nel settore nautico al fine di acquisire informazioni riguardo la viscosità, le condizioni di cura e la lavorabilità delle resine. Le resine sono state caratterizzate mediante prove statiche e dinamiche. La comparazione tra proprietà reologiche e proprietà meccaniche sulle resine e sui relativi giunti ha suggerito la migliore soluzione per le
applicazioni specifiche.
B. CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DI MATERIALI COMPOSITI
Questa tematica di ricerca che è estremamente attuale ed attira sempre più gli sforzi dei ricercatori per cercare di ottenere strutture caratterizzate da peso ridotto e migliori performances
meccaniche principalmente nel settore del trasporto marittimo ed aereo-aerospaziale; le strutture di tipo sandwich hanno già vaste applicazioni e sembrano promettere sviluppi sempre più sorprendenti.
Il principale problema del progetto e verifica di strutture sandwich è la loro intrinseca anisotropia e non omogeneità che non permette la loro corretta modellazione. Ad oggi i dati conosciuti sulle proprietà meccaniche delle strutture complesse, necessarie per permettere una
progettazione corretta e affidabile non sono sufficienti. La ricerca pertanto è iniziata verso la conoscenza delle proprietà meccaniche di singoli componenti e di strutture complete, focalizzando l’attenzione su diversi fattori, tra cui i differenti tipi di fibre impiegate (Kevlar, vetro and carbonio).
Per far ciò sono state realizzate prove di compressione, taglio e flessione sia sui singoli componenti che sulle strutture complesse, e i risultati sui singoli componenti sono stati impiegati come input per la realizzazione di simulazioni con un codice FEM commerciale
(ANSYS), il modello proposto è stato verificato proprio simulando le prove di compressione e flessione di una struttura sandwich di riferimento composta con fibre di vetro. I risultati previsti per le prove meccaniche sono stati confrontati con quelli sperimentali confermando che il modello impiegato ha buone capacità predittive.
Usando la tecnologia del Vacuum Bagging, sono state realizzate tre tipologie di strutture usate nella costruzione delle tavole da surf. Queste sono state caratterizzate attraverso prove di indentazione statica che induce un danneggiamento tipico durante il loro utilizzo.
Inoltre è stato studiato il comportamento meccanico di un laminato, al variare della sequenza di laminazione e del tempo di immersione in acqua di mare, in modo da identificare la sequenza ottimale anche in relazione alla durabilità in acqua di mare
C.MATERIALI ECO-COMPATIBILI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Si è posta l’attenzione sulla possibilità di impiegare materiali di origine naturale per applicazioni industriali nel senso più largo del termine.
I possibili settori di applicazione dei compositi con fibre naturali oltre a quello automobilistico sono il settore meccanico (materiali resistenti a fatica e usura, cinghie di trasporto, materiali isolanti), l’aerospaziale, il marino ed il biomedico (apparecchi ortopedici). Nel settore dei trasporti tali materiali potrebbero essere vantaggiosamente utilizzati per molte applicazioni non strutturali (pannelli delle portiere, rivestimenti interni, imbottitura degli schienali dei sedili, fanali, cruscotti, carenature, paraurti, fascioni, filtri dell’aria) contribuendo ad una limitazione nel peso dei veicoli (che si tradurrebbe in riduzione del consumo di carburante) ed assicurando inoltre un miglior isolamento acustico e termico. Oltre ai vantaggi di minor costo e smaltimento,
i pannelli in fibre vegetali apporterebbero un ulteriore vantaggio in termini di sicurezza in quanto, a differenza dei materiali in fibra di vetro, in caso di rottura a seguito di un forte urto non si frantumano e non formano schegge taglienti.
Come accennato precedentemente, anche il settore edile può trarre vantaggio da materiali compositi leggeri ed economici per profilati, coperture per tetti, rivestimenti di sedili, coperture temporanee e protezioni in genere. A differenza dei compositi con matrice termoplastica, quelli a matrice termoindurente (resine epossidiche o fenoliche) o poliolefinica possono essere completamente inceneriti senza lasciare residui incombusti, ma a causa della matrice, non sono
completamente biodegradabili. Recentemente alcuni ricercatori hanno cominciato ad analizzare la possibilità di introdurre le fibre naturali in polimeri biodegradabili così da ottenere materiali
completamente “environmentally friendly” (biocompositi) che a fine vita (LCA) possano essere degradati nell’ambiente o smaltii mediante compostaggio.
Dalle ricerche bibliografiche effettuate si è osservato che già da più di un decennio sono stati effettuati studi volti all’uso di particolari fibre per tutta una serie di applicazioni. Sulla base dei
materiali sui quali si sono focalizzati gli studi si possono esaminare i risultati ottenuti dai vari autori nonché le possibili risoluzioni alle problematiche da loro incontrate traendo spunto dalle
loro conclusioni per tracciare una possibile linea di miglioramento. Nella fattispecie lo studio è incentrato sull’impiego di fibre naturali (kenaf, bambù, ginestra, agave sisalana, lino, lana di
pecora, opuntia ficus indica), opportunamente lavorate e/o funzionalizzate da applicare sia nel settore delle costruzioni (edilizia ecosostenibile), sia per quello che riguarda le applicazioni
commerciali in genere con ovvio interesse industriale. Sono state studiate e comparate le proprietà termiche di strutture, pannelli, in fibra di lino, kenaf e lana di legno sono prodotti commerciali utilizzati nel settore dell’isolamento termico, mentre il pannello in fibra di opunzia ficus-indica è stato realizzato in laboratorio attraverso un processo innovativo e completamente naturale. La presenza dell’opuntia ficus indica riduce la conducibilità del materiale puro.
Nell’ottica di un’edilizia maggiormente ecocompatibile sono state messe a punto anche malte cementizie a più basso impatto ambientale da destinare a ripristino di opere monumentali. Tali malte sono realizzate con calce, metacaolino, inerti selezionati, additivi e fibre vegetali descritte ampiamente in precedenza. Con questo intonaco fibro-rinforzato sono stati realizzati dei campioni per poter eseguire delle prove di rottura (flessione a tre punti e compressione). La campionatura era costituita di intonaco a base calce rinforzato con tre tipologie di fibre diverse (PP, kenaf, agave), maturati 28 giorni (secondo normativa) in ambiente condizionato.
Sulla base delle nozioni esposte in precedenza si è proceduto alla stesura di un piano di lavoro per la realizzazione di un materiale composito naturale a base di fibre di kenaf e resina epossidica; per far ciò si realizzerà preliminarmente un composito ibrido fibre di vetro/kenaf, al fine effettuare un confronto prestazionale.
D. STUDIO DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DI FILI ORTODONTICI IN LEGHE METALLICHE
A MEMORIA DI FORMA.
L’uso di leghe a memoria di forma si è rivelato di grande interesse in campo medico e ortodontico grazie alle loro sorprendenti caratteristiche ed alla loro bio-compatibilità. Nel caso degli archi ortodontici il loro dimensionamento in funzione delle forze da imprimere sui dentiper il loro corretto posizionamento è ancora realizzato in modo empirico senza una approfondita caratterizzazione meccanica. Le stesse case produttrici non hanno individuato dei test
standardizzati per la corretta scelta dei loro prodotti. In collaborazione con il Dipartimento di Odontostomatologia del Policlinico G. Martino di Messina sono state realizzate prove per la
caratterizzazione del comportamento sotto carico di fili ortodontici in leghe Ni-Ti. E’ stata condotta una intensiva campagna sperimentale volta ad individuare delle grandezze significative per l’impiego ortodontico e volta a comparare i materiali impiegati per la loro corretta scelta e miglior impiego.
Attualmente titolare dei corsi di:
INNOVAZIONE TECNOLOGICA E SVILUPPO DI PRODOTTO per il Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica per l'Industria – 6 crediti.
TECNOLOGIA MECCANICA per il Corso di Studi in Ingegneria Gestionale -9 crediti.
Settori (6)
Parole chiave (2)
MECHANICAL JOININGS
SIMILAR/DISSIMILAR MATERIAL JOINTS
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Pubblicazioni (134)
Brevetti (2)
Public Engagement (4)
Organizzazione di iniziative di valorizzazione, consultazione e condivisione della ricerca (Partecipante)
- Innovazione tecnologica sostenibilità e sicurezza dei nuovi materiali
Dipartimento di Ingegneria, Università di Messina (26/06/2023 - 26/06/2023) 20230626
Dipartimento di Ingegneria
Attività di coinvolgimento e interazione con il mondo della scuola (Organizzatore)
- FCP_(PCTO) "NewFacturing"
Il PCTO è stato somministrato a distanza su piattaforma Teams. (11/02/2021 - 08/04/2021) 20210211
Dipartimento di Ingegneria
Altre iniziative di Public Engagement (Altro)
- APE_Nuova Sezione AITeM INJOIN (Tecnologie di collegamento innovative per il settore della cantieristica navale)
19000101
Dipartimento di Ingegneria
Attività di coinvolgimento e interazione con il mondo della scuola (Relatore)
- FCP_Progetto di PCTO: NewFacturing
19000101
Dipartimento di Ingegneria
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Insegnamenti offerta formativa corrente (2)
A000305 - TECNOLOGIE MECCANICHE
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
- 2023
Laurea
9 CFU
72 ore
A000785 - INNOVAZIONE TECNOLOGICA E SVILUPPO DI PRODOTTO
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
- 2023
Laurea Magistrale
6 CFU
48 ore
No Results Found