1. Presentazione della Rete
TISMA - Laboratorio di TECNICHE
INNOVATIVE PER LA SALDATURA DI
MATERIALI AVANZATI
Cod. Id. Progetto 21
Coordinatore scientifico
Prof. Ing. Antonio D. Ludovico (Politecnico di Bari)

2. Le unità di ricerca
Unità di ricerca Responsabile
UR 1 Prof. Ing. Giuseppe Casalino
(Politecnico di Bari)
UR 2 Prof. Ing. Caterina Casavola
(Politecnico di Bari)
UR 3 Prof. Ing. Francesco W. Panella
(Università del Salento)

3. Obiettivi della Rete
• Studio della saldabilità dei materiali industriali avanzati mediante il
miglioramento di tecnologie di saldatura note, la concezione e sviluppo
di nuove tecniche e le procedure e tecniche di controllo e collaudo per
la caratterizzazione della qualità dei prodotti saldati.
• Consulenza alle piccole e medie imprese del territorio che hanno
bisogno di affrontare e risolvere problemi di giunzione nelle loro
produzioni. Il trasferimento tecnologico verso queste imprese può
essere sia di carattere tecnico, come nel caso della scelta della
tecnologia migliore, dei parametri di processo, dei materiali, che
commerciale, legato alla conoscenza dei costi di acquisto, gestione e
manutenzione delle macchine.
Settori di impatto
Nuovi materiali e nuove tecnologie per i sistemi produttivi
Meccanica avanzata
Aerospazio

4. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
• Individuazione di materiali
avanzati, capaci di prestazioni
migliori rispetto a quelli
tradizionali, per l’innovazione
di prodotti già in commercio
• Riduzione dei costi e dei
tempi di produzione
• Studio di processi innovativi
ed automatizzati per la
giunzione di materiali dissimili
e difficilmente saldabili
Offerta tecnologica della Rete
• Studio, caratterizzazione ed
ottimizzazione dei processi di
saldatura laser, arco, Friction
Stir Welding, saldatura ibrida
laser-arco, saldatura ibrida
laser-Friction Stir Welding
• Modellazione numerica
tramite metodo agli elementi
finiti (FEM) o tecniche di
intelligenza artificiale del
processo di saldatura

5. Le attività svolte al 31/12/2013Progetto 1. INNOVHEAD - Tecnologie innovative per
riduzione emissioni, consumi e costi operativi di
motori Heavy Duty - Cod.
PON02_00576_3333604 durata 36 mesi (2012-
2015)
Risultati raggiunti: Stato dell’arte dei processi di sinterizzazione laser, deposizione laser,
microlavorazioni laser dei materiali per applicazioni motoristiche
Ricadute industriali • Materiali e lavorazioni innovative per attuatori meccatronici e
loro ottimizzazione
• Progettazione mediante tecniche sperimentali
• Verifica dimensionale del componente tramite macchina CMM e
tecniche ottiche interferometriche ad alta risoluzione (UR1
EMILIA)
• Valutazione delle prestazioni meccaniche dei materiali: Test di
durata (a caldo ed in ambiente corrosivo) e Stress Residui (su
componenti sinterizzati e rivestiti) (UR2 TISMA+UR1 EMILIA)
Altri risultati • Rafforzamento e valorizzazione dell'intera filiera della ricerca e
delle reti di cooperazione tra il sistema della ricerca e le
imprese, per contribuire alla competitività e alla crescita
economica;
• Innalzamento del livello delle competenze e delle conoscenze
scientifiche e tecniche nel sistema produttivo e nelle Istituzioni;
• Ricadute in campo ambientale e dei trasporti.

6. Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Distretto MEDIS S.c.a.r.l.
(Centro Ricerche Fiat,
MERMEC)
Collaborazione diretta per
redazione progetto
Alta

7. Saldatura laser-TIG
laminato-SLM in AISI 316L
Macrografia di una sezione trasversale
di un giunto saldato
Deposizione laser di materiale
composito Ni-WC/Co/Cr
Setup saldatura LASER-TIG

8. Diffrattometro a raggi X
Sistema Prism per misure di tensioni residue

9. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 2. ELIOS - Strutture di nuova concezione saldate
con laser in fibra - Cod. PON01_01269 - durata
36 mesi (2012-2015)
Risultati raggiunti: Stato dell’arte sulla simulazione agli elementi finiti (FEM) del processo
di saldatura laser per keyhole
Ricadute industriali • Sviluppo di processi innovativi di fabbricazione di componenti
complessi in titanio di nuova concezione per l’industria
aeronautica, utilizzando la tecnologia Laser Beam Welding
(LBW)
• Abbattimento significativo degli sfridi di lavorazione a finire
(riduzione del rapporto buy-to-fly).
Altri risultati • Valutazione della saldabilità LBW delle leghe di titanio
• Modellazione del processo LBW e del comportamento
meccanico del giunto
• Definizione della metodologia di caratterizzazione dei giunti
ottenuti con LBW (UR1 EMILIA)
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
CONSORZIO CALEF (Alenia
Aeronautica SpA, RTM SpA,
LASIT SpA, Boeing Operations
International Inc, APR Srl, )
Collaborazione diretta Alta
Centro Sviluppo Materiali Collaborazione indiretta Bassa

10. Setup saldatura laser titanio
Modellazione sorgente laser
Macrografia di un giunto in lega di
titanio saldato laser
Simulazione saldatura laser

11. Diffrattometro a raggi X
Misura termografica

12. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 3. TEMA (TEcnologie Produttive e Manutentive
applicate ai Propulsori Aeronautici)
PON 2007-2013, Bando n°713/Ric. TITOLO III
Risultati raggiunti: non ancora avviato.
Ricadute industriali • Sviluppo di tecnologie innovative per la realizzazione e per la
riparazione di componenti aeronautici.
Altri risultati • Rendere disponibile un sistema innovativo di deposizione laser, in
grado di depositare polveri di materiali metallici, intermetallici e
ceramici con basso livello di difettosità;
• Possibilità di recuperare componenti danneggiati in esercizio tramite
l’identificazione dell’area da riparare, la valutazione del materiale di
apporto da depositare per ripristinare le caratteristiche geometriche
originali, la definizione della strategia di deposizione e la
realizzazione della deposizione;
• Miglioramento delle prestazioni di componenti usurati attraverso la
deposizione di materiali diversi e più performanti del materiale base;
• Definizione delle metodologie di analisi delle superfici ripristinate
utilizzando nuove tecniche di misurazione delle tensioni superficiali e
del controllo dimensionale per verificare la conformità della
superficie ripristinata con gli standard previsti nelle applicazioni
aeronautiche e per l’ottimizzazione dei parametri di processo di
deposizione del materiale.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
AVIO SpA Collaborazione diretta per
redazione progetto
Alta
CETMA Collaborazione indiretta Bassa

13. Articolazione progetto TEMA
Sorgente laser da impiegare

14. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 4. DITECO (DIfetti, danneggiamenti e TEcniche di
riparazione nei processi produttivi di grandi
strutture in COmposito ) PON 2007-2013,
Bando n°713/Ric. TITOLO III
Risultati raggiunti: non ancora avviato.
Ricadute industriali • Le tecnologie e sistemi da sviluppare per la riparazione di
strutture in composito di vario tipo (solido laminato, sandwich e
componenti integrati) permetteranno di ridurre notevolmente il
costo delle riparazioni, il tempo di flusso richiesto e/o la messa a
terra del velivolo, e consentiranno anche di riparare danni oggi
“non riparabili”, riducendo così il numero di scarti di produzione.
Altri risultati • Le tecnologie e le soluzioni innovative sviluppate potranno
essere oggetto di proprietà brevettuale degli enti di ricerca e
delle aziende coinvolte.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Alenia Aermacchi Collaborazione diretta per
redazione progetto
Alta
CETMA Collaborazione indiretta Bassa
Enginsoft Collaborazione indiretta Bassa
Salver S.p.A. Collaborazione indiretta Bassa
Novotech Collaborazione indiretta Bassa
Altran Collaborazione indiretta Bassa
SCS - Frisoli Collaborazione indiretta Bassa

15. Pannello irrigidito cocurato
Sorgente laser da impiegare
Box multispar cocurato

16. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 5. COMET (Characterization Of MEtallurgical
joining Technologies for Al, Al-Li and Mg joints)
CLEAN SKY RESEARCH and TECHNOLOGY
DEVELOPMENT PROJECTS
Risultati raggiunti: non ancora avviato
Ricadute industriali • Riduzione del peso nella fabbricazione di pannelli
aeronautici
• Riduzione dei tempi e dei costi di produzione di
pannelli aeronautici
Altri risultati • Acquisizione notevole know how sulla saldatura laser
di materiali dissimili (leghe di alluminio /leghe
alluminio-litio/ leghe di Magnesio)
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
CIDAUT Foundation (Spagna) Collaborazione diretta per
redazione progetto
Alta
ITRB (Cipro) Collaborazione indiretta Bassa
PBLH (Belgio) Collaborazione indiretta Bassa

17. Possibili combinazioni di saldatura laser di
materiali dissimili
Schema della sostituzione del processo di rivettatura
con saldatura laser

18. Le attività svolte al 31/12/2013
Consulenza 6. FLYCASH 2.0 - Studio e progettazione del ciclo
di lavoro e di assemblaggio per la realizzazione
della struttura esterna ed interna di un sistema
di pagamento automatico
Risultati raggiunti: stato dell’arte relativo ai processi di produzione della struttura interna
ed esterna dei sistemi di pagamento automatici
Ricadute industriali • Avvio di una nuova produzione
Altri risultati • Acquisizione know how sulla saldatura laser delle
strutture interna ed esterna (esteticamente gradevole)
di sistemi di pagamento automatici
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Euronet srl Collaborazione diretta Alta
WEC srl Collaborazione diretta Alta

19. Macchina laser da impiegare

20. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 8. PON EURO 6 - Elettronica di controllo, sistema
d’iniezione, strategie di combustione,
sensoristica avanzata e tecnologie di processo
innovativi per motori diesel a basse emissioni
inquinanti – Cod. PON01_02238
Risultati raggiunti: Creazione set up ottico per la valutazione dei fori
Ricadute industriali • Trasferimento di know-how su stato dell’arte, soluzioni
innovative e problematiche relative alla tecnologia
laser (UR2 TISMA – UR1 EMILIA)
• Messa a punto di una metodologia di valutazione dei
fori mediante tecniche ottiche e/o optoelettroniche
(UR2 TISMA – UR1 EMILIA)
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Centro Ricerche Fiat Collaborazione diretta Alta
MASMEC s.r.l. Collaborazione diretta Media
Magneti Marelli S.P.A. Collaborazione diretta Alta
Isotta Fraschini S.P.A. Collaborazione diretta Media
TECNOGAMMA s.p.a. Collaborazione diretta Media

21. Le attività svolte al 31/12/2013Contratto di ricerca 9. Determinazione delle caratteristiche
meccaniche a fatica di materiali metallici per
componenti automotive prodotti da Magneti
Marelli
Risultati raggiunti: Valutazione del miglio materiale per la realizzazione di componenti
specifici
Ricadute industriali • Definire il tratto di vita a termine e il limite di fatica dei
materiali in studio con una condizione di carico mono-
assiale e, dunque, costruire la relativa curva media
stress-numero di cicli a rottura.
• Definire curva strain locale-numero di cicli a rottura e
una misura degli stress residui al piede del cordone
per componenti saldati.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Magneti Marelli Collaborazione diretta Alta

22. Contratto di ricerca 10. Misura di tensioni residue su componente in
titanio
Risultati raggiunti: progetto in corso di definizione
Ricadute industriali • Misura di TR tramite X-ray su tubo calandrato in
Titanio gr4 montato in interferenza sopra ad un
rullo rotante che monta dei magneti
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
SGM Gantry S.p.A Collaborazione diretta Primo contatto

23. Contratto di ricerca 11. Misura di TR tramite x-ray su ingranaggio
Risultati raggiunti: progetto in corso di definizione
Ricadute industriali • Miglioramento di affidabilità di componenti
meccanici critici
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
AVIO S.p.A. Collaborazione diretta Alta

24. Sistema di attacco elettrolitico

25. Progetto Clean Sky 12. Fatigue testing and modelling of INCONEL®
welded joints
Risultati raggiunti: Valutato sufficiente ma non vincitore.
Ricadute industriali • Caratterizzazione a fatica della lega INCONEL® a
basso e alto numero di cicli
• Propagazione di cricche in giunti saldati in
INCONEL® sottoposti a creep ad alta
temperatura
Altri risultati • Miglioramento dell’affidabilità di componenti in
INCONEL®
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Fiabilité Mécanique (Francia) Collaborazione diretta Alta

26. Le attività svolte al 31/12/2013
Progetto 13. LABREP - LABORATORIO SUL REPAIR-
nell’ambito del Programma bando PON
Ricerca e Competitività 2007-2013 MiUR -
durata 36 mesi (2012-2015)
Risultati raggiunti: Stato dell’arte sulle operazioni avanzate di testing ciclico ad elevate
temperature su provini in lega con riporto superficiale ri-condizionato, per il repair di
elementi aeronautici nei propulsori. Luogo: Unisalento (UR3)
Ricadute industriali • Miglioramento delle procedure di repair di elementi ad alto
valore aggiunto, tramite la validazione di nuovi processi
speciali ed eliminazione di utilizzo brevetti esterni all’industria
italiana
• Miglioramento delle caratteristiche meccaniche e di durata
all’abrasione e fretting nel tempo.
Altri risultati • Avanzamento su nuove tecnologie di repair basate su Cold-
spray e electro-spark deposition.
• Ottimizzazione di test a lunghissima durata con
apparecchiatura e procedure avanzate
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
AVIO Brindisi, Cetma (ENEA),
Centro Laser (BA), NanoFab
(Campania),
Collaborazione diretta Alta
Unisalerno Collaborazione indiretta Bassa

27. Schema del le attività di Ricerca:
- Acquisizione materiali
- Realizzazione dei provini e eventuali attrezzature
- Ottimizzazione dei parametri di processo
- Eventuali trattamenti termici
- Esami microstrutturali, durezza
- Test di Trazione
- LCF
- Creep
- Fattibilità del processo su componente reale
- Analisi micro-strutturale
- Controllo dimensionale
Riparazione con la tecnologia laser di un danneggiamento
locale su un profilo aerodinamico di una pala

28. Le attività svolte al 31/12/2013
Servizi diretti all’impresa 14. Esecuzione di prove di fatica e prove statiche
speciali su elementi in materiale composito ad
utilizzo aeronautico.
Contratto in corso e stipulato con il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione
(UR3). Committente: Alenia Aermacchi (FG)
Contratto in corso e stipulato con il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione
(UR3). Committente: Agusta Westland (BR)
Ricadute industriali • Certificazione delle prestazioni effettive a fatica di alcuni
provini tecnologici in materiale composito ad utilizzo
aeronautico, secondo la normativa ASTM (prove su tension
test specimens e bearing test specimens).
Altri risultati • Valutazione degli effetti termici e della variazione di rigidezza
nel tempo, in funzione del raggiungimento del danno.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Alenia-Aermacchi (FG) Collaborazione diretta Media
Agusta Westland (BR) Collaborazione indiretta Media

29. Attrezzatura TISMA impiegata per test di
lunga durata, con monitoraggio termografico.
Provino in prova con estensimetri per il
monitoraggio delle deformazioni.
Attrezzatura di supporto anti-buckling Esempio di specimens rivettati e
danneggiati a fatica a 106 cicli.

30. Attività promozionali svolte
• SMAU BARI - SMART PUGLIA EXPO 2013, nella sezione Acceleratori di
Innovazione, 6-7 Febbraio 2013.
• PromozioneL@ser, all'interno dell'AITeM, l'Associazione Italiana
Tecnologia Meccanica (www.aitem.org).
• Pubblicazione schede di sede con descrizione dei laboratori coinvolti -
RIVISTA APPLICAZIONI LASER – PUBLITEC – N. 41 Maggio-Giugno 2013.
• Fiera Expolaser, PIACENZA 14-16 Novembre 2013 – stand di
PromozioneL@ser con presentazione schede di sede.
• Pubblicazione sulla Newsletter di Stresstech Group Customer
dell’articolo divulgativo” UNIVERSITY OF BARI IN ITALY HAS NOW
EVERYTHING FOR STRESS MEASURING“, n.1, November 2012.
• Presentazione del Lab. presso aziende e centri di ricerca.
• Pubblicazione dei principali risultati di attività svolte nell’ambito del Lab.
TISMA in articoli scientifici su riviste ad elevata collocazione editoriale.
Sito web della Rete: http://www.dimeg.poliba.it/tisma/

31. Internazionalizzazione del laboratorio
• Collaborazione con il laboratorio Procédés et Ingénierie en
Mécanique et Matériaux (PIMM) presso ENSAM di Parigi. Il
laboratorio PIMM fa parte della rete di laboratori del Centre
Nationale de la Recherche Scientifique (CNRS), Francia.
• Collaborazione con il Laboratoire de Mécanique et Matériaux du
Génie Civil dell’università di Cergy Pontoise, Neuville, Francia.
• Collaborazione con il centro tecnologico Fundación CIDAUT Parque
Tecnlógico de Boecillo (Valladolid) Spagna.
• Collaborazione con il Prof. C.M. Sonsino del Fraunhofer Institute for
Structural Durability LBF, Darmstadt (Germany).
• Collaborazione con il Prof. G. Pluvinage del Fiabilité Mécanique,
Conseils Silly sur Nied (France).

32. Attività programmate:
• Partecipazione congresso SPIE a febbraio con articolo dal titolo
«Laser-assisted Friction Stir Welding of aluminum alloy lap joints:
microstructural and microhardness characterizations»
• Partecipazione call CLEANSKY 2014
• Partecipazioni a Expolaser FORUM, PIACENZA 2014 – convegno di
PromozioneL@ser
• Invito docenti e ricercatori dai laboratori internazionali partner

33. Contatti
• Coordinatore scientifico: Prof. Ing. Antonio D. Ludovico
Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management – Politecnico di
Bari
Viale Japigia 182 - 70126 Bari
tel. 0805962755
mail ludovico@poliba.it
• Responsabile scientifico UR 1: Prof. Ing. Giuseppe Casalino
Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management – Politecnico di
Bari
Viale Japigia 182 - 70126 Bari
tel. 0805962753
mail g.casalino@poliba.it
• Responsabile scientifico UR 2: Prof. Ing. Caterina Casavola
Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management – Politecnico di
Bari
Viale Japigia 182 - 70126 Bari
tel. 0805962787
mail casavola@poliba.it
• Responsabile scientifico UR 3: Prof. Ing. Francesco W. Panella
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione – Università del Salento
S.P. 6 Lecce – Monteroni, 73100 Lecce
tel. 0832297769
mail francesco.panella@unisalento.it