Il programma di ricerca prevede il perfezionamento e l'automazione di un sistema per la determinazione di profili di durezza su diversi tipi di acciaio induriti per applicazioni industriali. Il processo di indurimento dell'acciaio in generale consiste in una carburizzazione, nitrurazione, o tempra induzione della superficie di un
componente in acciaio tramite trattamento termico. Tale processo realizza una parziale trasformazione strutturale dell'acciaio da austenite a martensite che presenta una maggiore durezza. La presenza di grani di martensite inibisce il trasporto di calore a causa dell'elevata resistenza termica di contatto al bordo del grano, per cui all'aumentare del contenuto di martensite corrisponde un aumento della durezza dell'acciaio ed una diminuzione di conducibilità e diffusività termica di circa il 20%. Tali variazioni giustificano l'applicazione delle tecnica radiometria fototermica per discriminare se il processo di indurimento abbia avuto luogo correttamente.
L'obiettivo del progetto è di completare un sistema radiometrico in alternativa all'attuale metodologia che prevede la misura della profondità efficace di cementazione in modo nondistruttivo tramite durometro. Il prototipo è stato già progettato e realizzato nel quadro di un progetto condotto per la ditta Bifrangi S.p.A. su particolari in acciaio temprato per l'automotive. Il presente progetto nasce per la messa a punto del sistema, l'integrazione in un sistema automatico e la validazione dei risultati
La ricerca della proposta presenta numerosi elementi di innovazione permettendo un avanzamento delle conoscenze nel settore del controllo di qualità di pezzi meccanici. Essa inoltre ha un elevatissimo impatto sulla ricerca industriale, lanciando una tecnica laser
innovativa in grado di essere automatizzata ed integrata su un braccio robotico per poter venire validata ed impiegata in ambiente
industriale. Ciò viene dimostrato dall'interesse di BIFRANGI S.p.A. e MDM Metrosoft che hanno deciso di cofinanziare parte della ricerca in un progetto che terminerà la sua seconda fase a dicembre 2019.
Nella attuale proposta di Ateneo si propone una modifica del dispositivo esistente in modo da renderlo portabile, di grande innovazione
tecnologica e con impiego diretto sulla linea di produzione. Questa modifica consiste, in estrema sintesi, nella miniaturizzazione
dell'apparato esistente realizzando un dispositivo compatto, portabile, robusto in grado di funzionare anche quando integrato su linea di
produzione. In questa direzione sono state individuate alcune fondamentali innovazioni del dispositivo che deve far uso di un piccolo
diodo laser di pompa e di un ottica di supporto integrata. Il costo di produzione complessivo di questo secondo dispositivo è stimato
nella fascia 10000-15000 Euro, con collocazione sul mercato a 40000 Euro. Il costo di questo dispositivo per la caratteristica modalità
d'uso on-line e per la robustezza, è in grado di soddisfare pienamente le richieste dei clienti industriali potenzialmente interessati quali
FIAT, la Ferriera Acciaieria S.p.A, Effeciesse, Thiessenkroup, Acciai Speciali Terni, Ferrari, e in Cina il colosso della Nanjing Gear
Power. La richiesta potenziale complessiva di questi dispositivi fototermici sarebbe attualmente stimata intorno ad un quantitativo pari a 5 apparecchi off-line per il primo anno e 4 apparecchi on-line per il secondo anno. Ulteriori commesse, da parte dei clienti, sono
ovviamente soggette alla valutazione dei primi dispositivi off-line acquistati. Infatti la potenziale richiesta di questi dispositivi può essere
elevatissima nel momento in cui il dispositivo diventa industrialmente attraente ed omologato secondo standard.
Questa previsione dà una prospettiva di fatturato per gli anni successivi quindi molto più ampia che giustificherebbe la creazione della
spin-off-company universitaria di Sapienza.