Il programma di ricerca prevede il perfezionamento di un sistema per la determinazione di profili di durezza su acciai induriti, tramite tecniche di Radiometria Fototermica Laser (RFL). 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. Sono proprio i grani di martensite prodotti nel processo a rendere l'acciaio più duro. Da un punto di vista termico, la presenza di grani di martensite inibisce il trasporto di calore a causa dell'elevata resistenza termica di contatto al bordo del grano.
Il risultato macroscopico è che all'aumentare del contenuto di martensite corrisponde un aumento della durezza dell'acciaio ed una diminuzione di conducibilità e diffusività termica. 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 E sia dopo il trattamento termico di cementazione o
nitrurazione sia a valle dell¿operazione di rettifica finale dell¿ingranaggio.
Nel primo caso si determinano i profili di durezza (cuciture) tramite durometro sulla sezione centrale di un provino cilindrico che accompagna il lotto durante la cementazione o nitrurazione, mentre nel secondo si esegue la sezionatura di un ingranaggio e si verifica che il residuo di profondità di cementazione dopo rettifica sia all¿interno dei limiti voluti di disegno.
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 prima fase a fine 2018.
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