PICSAR - Progetto finanziato con il POR FESR 2014-2020
Regione del Veneto

Bando per il sostegno a progetti sviluppati da aggregazioni di imprese

ASSE 1 “RICERCA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE”

OBIETTIVO SPECIFICO

“Incremento  dell'attività di innovazione delle imprese”

AZIONE 1.1.4  “Sostegno alle attività collaborative di R&S per lo sviluppo di nuove tecnologie sostenibili, di nuovi prodotti e servizi”

DGR n. 711 del 28 maggio 2019

PICSAR – Progettazione Integrata innovativa di Componenti Strutturali Automotive in plastica Riciclata ad alte prestazioni e sostenibilità

Il progetto PICSAR si pone l’obiettivo di integrare strumenti di simulazione e sviluppare modelli avanzati per la progettazione integrata di prodotto e processo di componenti strutturali automotive. Tale capacità di prototipazione virtuale è ormai diventata un requisito indispensabile per chi opera nel settore automotive, in cui i principali OEM (ad es. BMW, Daimler e VW) stanno abbandonando progressivamente l’uso di prototipi fisici per crash test e dei relativi stampi. Per realizzare tali applicazioni, seguendo il driver della Sostenibilità ambientale e adottando i principi dell’economia circolare, il progetto PICSAR intende sviluppare compound avanzati utilizzando plastiche poliolefiniche riciclate da post-consumo, che notoriamente causano numerose problematiche di processo dovute all’elevata variabilità delle proprietà e all’emissione di odori. Inoltre, i componenti che si andranno a prototipare virtualmente e fisicamente in questo progetto sono macro-compositi ottenuti mediante sovrastampaggio di laminati in composito a fibra continua, che richiedono un controllo stretto dei parametri di processo per garantire la perfetta adesione tra i due materiali. Per riuscire a prototipare virtualmente un componente così complesso in una condizione di crash test sarà necessario introdurre soluzioni innovative lungo tutta la filiera produttiva. La formulazione del compound (miscela di plastica riciclata da post-consumo, rinforzi innovativi e vari additivi) dovrà al contempo massimizzare il contenuto di riciclato post-consumo, garantire le proprietà meccaniche specifiche e minimizzare l’emissione di odori. Il processo di miscelazione dovrà essere in grado di correggere in tempo reale le inevitabili variazioni nelle proprietà del riciclato post-consumo. Le proprietà meccaniche ad alta velocità di deformazione (fino a 1000 s^-1 per i crash test) dovranno essere ricavate da test condotti con apparecchiature appositamente sviluppate in questo progetto, perché ad oggi non sono disponibili sul mercato. Per poter condurre simulazioni numeriche accurate del processo di stampaggio a iniezione e del relativo comportamento strutturale si svilupperanno appositamente modelli analitici in grado di descrivere non solo l’influenza dell’orientazione del rinforzo sull’anisotropia ma anche la riduzione delle proprietà meccaniche locali dovuta alla presenza dei principali difetti di stampaggio (linee di giunzione, porosità, interfacce di adesione tra sovrastampato e composito). Tali modelli verranno inoltre estesi fino a comprendere casi più specifici, ad es. resistenza a fatica, a creep e resistenza e presenza di intagli. L’integrazione degli strumenti di simulazione e lo sviluppo dei modelli dovranno essere necessariamente validati attraverso il confronto numerico-sperimentale con un prototipo fisico di macro-composito (e del relativo sistema di stampaggio) appositamente sviluppati.

È quindi evidente come il progetto PICSAR si inserisca perfettamente nell’ambito di specializzazione dello Smart Manufacturing, con riferimento ai settori tradizionali della meccanica componentistica (stampaggio di componenti automotive), della meccatronica (sviluppo di un sistema di prova ad alta velocità), della meccanica strumentale (sviluppo di uno stampo per la produzione di macro-compositi) e della meccanica di precisione (la caratterizzazione ad alta velocità richiede sistemi di misura avanzati).

In tale ambito il progetto PICSAR è in grado di percorrere le seguenti traiettorie:

2. perché svilupperà componenti non metallici ad alte prestazioni meccaniche (grazie al composito e ai rinforzi avanzati) ed elevata sostenibilità (grazie alla massimizzazione della concentrazione di riciclato post-consumo);

6. perché svilupperà strumenti (di caratterizzazione) e modelli per la progettazione integrata, innovativa e multi-scala (dalle microfibre di rinforzo all’adesione nel macro-composito) di componenti strutturali innovativi per il settore automotive;

8. perché svilupperà e produrrà compound con almeno il 95% di matrice ottenuta da riciclato post-consumo e con rinforzi innovativi (non solo fibre ma anche sfere cave) dalle elevate proprietà meccaniche specifiche;

Da quanto detto risulta quindi chiaro il ruolo fondamentale delle tecnologie abilitanti Materiali avanzati (compound ad alte prestazioni meccaniche ma con matrice da riciclato post-consumo) e Sistemi avanzati di produzione  (sistema di sovrastampaggio e di pretrattamento del composito) nel conseguimento dell’obiettivo del progetto.

I driver che guideranno l’innovazione nel settore del packaging sono senza dubbio la Sostenibilità ambientale (il settore è obbligato ad adottare i principi dell’economia circolare), l’Efficienza energetica (che per processi energivori come lo stampaggio a iniezione spinge verso la riduzione degli scarti e l’efficientamento dei processi) e il Design (che impone soluzioni geometriche sempre più complesse per la riduzione del peso delle autovetture).

L'importo finanziato dalla Regione del Veneto a sostegno del progetto, che ha coinvolto le società Sirmax spa, Step Engineering srl e Uniteam Italia srl, corrisponde a € 274.933,10.

Scopri di più sui webinar informativi che abbiamo organizzato per illustrare i risultati del Progetto cliccando qui.