Nell’Archès Lab (ARChitected HEterogeneous Structures Laboratory) utilizziamo approcci teorici, numerici e sperimentali per progettare, sviluppare, e caratterizzare strutture eterogenee multifunzionali ad-hoc per varie applicazioni, che comprendono i settori aerospaziale, automobilistico e biomedico. La nostra missione è condurre una ricerca unica ed interdisciplinare con un programma formativo finalizzato ad identificare, comprendere e manipolare il legame tra processo, strutture e proprietà in materiali e strutture eterogenei. Il nostro obiettivo è di risolvere le sfide scientifiche in questo settore ed offrire soluzioni con materiali e strutture personalizzate per performance superiori.
STRUMENTI E ATTREZZATURE
- Siamo utilizzatori del sistema di Cold Spray ad alta pressione (Impact Innovations 6/11) montato sul Robot ABB IRB4600 installato presso il DynAM Lab (DMec)
- Sistema K&W di prove in/ex-situ per condizioni di carico a tensione, compressione, e flessione a tre e quattro punti
- Anton Paar Step 501 piattaforma di prove meccaniche micro e nano per durezza, modulo elastico, adesione di rivestimenti, resistenza a graffio, e molte altre caratterizzazioni meccaniche customizzate di superfici
- Mini FP2 macchina da banco per prove di fatica a cicli elevati per mini-provini
- Macchina di pallinatura ultrasonica SONAT
- HiWatch HR2 fotocamera ad alta velocità per un’accurata misurazione di dimensioni, velocità e densità di distribuzione di particelle, utilizzato per monitoraggio del processo di cold spray
ATTIVITÀ
La nostra ricerca è multidisciplinare e si concentra su materiali e strutture con vari tipi di eterogeneità, focalizzandosi sui seguenti temi chiave di ricerca chiave:
Eterogeneità chimica
- Utilizzo del Cold Spray per spruzzare diversi materiali, producendo depositi con zone distinte che esibiscano proprietà differenti
- Miglioramento e calibrazione delle prestazioni e funzionalità di materiali
Eterogeneità microstrutturale
- Mescolamento di diverse frazioni di volume di polveri micro e nanocristalline per ottenere strutture bimodali con ordinamento eterogeneo delle fasi cristalline
- Esploriamo diverse strategie per sfruttare il potenziale del Cold Spray nel modulare le proprietà meccaniche dei depositi
Eterogeneità geometrica
- Sfruttiamo l’eterogeneità per progettare strutture architettate con prestazioni strutturali personalizzate
- Combinazione di analisi numeriche, algoritmi di machine learning e test sperimentali
Controllo di forma nell’additive manufacturing allo stato solido
- Predire con accuratezza la forma di depositi di Cold Spray e la sua correlazione con i parametri di lavoro
- Combinazione di approcci fisici e algoritmi di machine learning per sviluppare modelli di previsione della forma completi e computazionalmente efficienti, adattabili per applicazioni di produzione additiva e riparazione