Sviluppare soluzioni insieme ai nostri clienti
In Fonderie Ariotti, la ricerca e lo sviluppo sono guidati dalle reali sfide ingegneristiche che i nostri clienti si trovano ad affrontare. In questo aggiornamento, condividiamo alcune delle principali attività di R&S svolte nel corso del 2025 e i progetti attualmente in corso per il 2026. Allo stesso tempo, desideriamo capire quali argomenti sono per voi più rilevanti, perché la collaborazione con i nostri clienti è fondamentale per orientare la nostra ricerca futura.
Fateci sapere quali delle nostre attività di ricerca e sviluppo 2025-26 vorreste esplorare più a fondo:
- Caratterizzazione meccanica avanzata e prove di fatica oltre i requisiti della norma EN 1563
- Ottimizzazione della ghisa sferoidale per applicazioni abassa temperatura
- Rivestimento in acciaio inox per maggiore resistenza alla corrosione e durezza superficiale
- Analisi agli elementi finiti (FEA) e approccio integrato di co-progettazione
- Anime e forme stampati in 3D per geometrie complesse
- Comportamento all’ossidazione ad alta temperatura delle ghise
- Effetto dei sovraccarichi sulle proprietà di fatica residue
- Comportamento afatica-corrosione e studi sulla protezione catodica
Grazie per il vostro feedback. Ci aiuta ad allineare le nostre attività di ricerca alle esigenze dei nostri clienti e a collaborare nella stessa direzione.
Attività di ricerca e sviluppo – 2025
Presso Fonderie Ariotti, le attività di ricerca e sviluppo sono orientate al miglioramento della conoscenza dei materiali, del controllo di processo e del supporto ingegneristico ai clienti. Nel 2025 e nel 2026 il nostro lavoro si è concentrato, e continuerà a concentrarsi, sui seguenti temi:
- Miglioramento delle prestazioni dei materiali a bassa temperatura attraverso l’ottimizzazione del processo produttivo.
- Rivestimento in acciaio inox per maggiore resistenza alla corrosione e durezza superficiale.
- Caratterizzazione metallurgica e meccanica avanzata della ghisa sferoidale ad alto spessore.
- Integrazione dell’analisi agli elementi finiti per la co-progettazione con i clienti.
- Studio del comportamento dei materiali in condizioni di esercizio particolarmente gravose.
Di seguito viene presentata una panoramica delle principali attività svolte nel corso del 2025, seguita dai progetti di ricerca attualmente in corso per il 2026.
Ottimizzazione della ghisa sferoidale per applicazioni a bassa temperatura
Per componenti che operano in ambienti a bassa temperatura, la norma EN 1563 specifica i gradi EN-GJS-400-18-LT ed EN-GJS-350-22-LT, che richiedono prove di trazione a temperatura ambiente e prove di resilienza Charpy a –20 °C e –40 °C.
Nel corso del 2025 abbiamo sviluppato un processo produttivo ottimizzato finalizzato a migliorare le prestazioni a impatto di questi materiali. I provini sono stati colati e lavorati secondo quanto previsto dalla EN 1563 e le prove di resilienza sono state estese fino a temperature di –70 °C per studiare in modo più approfondito il comportamento di transizione duttile-fragile.
Il processo ottimizzato ha mostrato risultati significativamente migliorati, raggiungendo il valore medio di energia d’impatto richiesto anche a –60 °C. Le prove di trazione hanno inoltre evidenziato un miglioramento dell’allungamento a rottura, confermando la maggiore duttilità del materiale.
Rivestimento in acciaio inox dei getti
Quando sono richieste una maggiore resistenza alla corrosione e una maggiore durezza superficiale, il rivestimento in acciaio inox rappresenta una soluzione efficace per migliorare queste proprietà in aree selezionate dei getti in ghisa sferoidale.
Il processo consiste nella saldatura di materiale d’apporto in acciaio inox su getti precedentemente sgrossati, seguita dalla lavorazione meccanica finale. Lo strato depositato è tipicamente costituito da acciaio inox AISI 307, caratterizzato da una microstruttura austenitica, da una maggiore resistenza alla corrosione rispetto alla ghisa sferoidale e da una durezza tipica di 200–230 HB.
Sono attualmente in corso ulteriori studi per valutare qualità alternative di acciaio inox con l’obiettivo di migliorare la durezza superficiale e la resistenza all’usura.
Caratterizzazione metallurgica e meccanica avanzata della ghisa sferoidale oltre i limiti delle norme
Nel corso del 2025 abbiamo continuato ad ampliare il nostro database metallurgico e meccanico sulla ghisa sferoidale oltre quanto previsto dalle norme attuali. Ad esempio, la EN 1563 fornisce proprietà di trazione solo per intervalli limitati di spessore e dati di fatica soltanto indicativi.
Per ottenere dati più rappresentativi, il materiale è stato colato in diverse geometrie, dai provini standard Y-block fino a grandi cubi di dimensioni fino a 1000 mm, in modo da simulare differenti tempi di solidificazione e spessori equivalenti. I provini sono stati successivamente lavorati meccanicamente e sottoposti alle seguenti prove:
- Prove di trazione.
- Prove di fatica uniassiale a diversi rapporti di carico, fino a 10 milioni di cicli.
- Prove di fatica a flessione rotante, fino a 10 milioni di cicli.
Il database risultante viene continuamente aggiornato e supporta le attività di co-progettazione con i clienti. Combinando la simulazione di colata con i dati sperimentali è infatti possibile correlare il tempo di solidificazione con le proprietà meccaniche attese.
Attività di ricerca e sviluppo – 2026
Per il 2026 sono già in corso diverse iniziative di ricerca, focalizzate sul supporto ingegneristico, sull’innovazione nei processi produttivi e sul comportamento dei materiali in condizioni di esercizio gravose.
Analisi agli elementi finiti per la co-progettazione
Per rafforzare le nostre capacità ingegneristiche e di co-progettazione, abbiamo recentemente introdotto l’analisi agli elementi finiti (FEA) utilizzando il software ANSYS®.
Combinando la simulazione di colata con la FEA, possiamo valutare il comportamento di solidificazione, stimare le proprietà locali del materiale utilizzando il nostro database interno in continuo aggiornamento e analizzare la distribuzione delle tensioni e le deformazioni in condizioni di esercizio.
Questo flusso di lavoro integrato consente una prima ottimizzazione topologica del componente, permettendoci di fornire ai clienti una geometria preliminare, ottimizzata per il processo di fonderia, che può costituire il punto di partenza per il loro progetto definitivo.
Anime e stampi stampati in 3D
L’integrazione di anime e stampi stampati in 3D nel processo di fonderia può ridurre significativamente il time-to-market e migliorare la producibilità di geometrie complesse. Attualmente stiamo valutando la fattibilità di questa tecnologia per garantire una produzione di componenti di grandi dimensioni con qualità costantemente elevata.
Studi sull’ossidazione ad alta temperatura
Per i componenti che operano ad alte temperature, comprendere il comportamento all’ossidazione è fondamentale. Gli studi attualmente in corso si concentrano sull’analisi della resistenza all’ossidazione ad alta temperatura di diverse microstrutture di ghisa, con l’obiettivo di migliorare la previsione del comportamento del materiale in condizioni di esercizio gravose.
Progetto di dottorato sulle prestazioni della ghisa sferoidale
Fonderie Ariotti ha inoltre cofinanziato un progetto di dottorato in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento.
Il progetto è focalizzato sul comportamento di componenti in ghisa sferoidale ad alto spessore sottoposti a condizioni di carico complesse e ad ambienti aggressivi. I principali temi di ricerca includono:
- Effetto dei sovraccarichi sulle proprietà di fatica residue della ghisa sferoidale.
- Comportamento a fatica-corrosione di diversi gradi di ghisa sferoidale, inclusa l’influenza della protezione catodica e di possibili condizioni di sovraprotezione.
- Influenza di tecniche avanzate di pallinatura sulle prestazioni a fatica di componenti in ghisa sferoidale ad alto spessore.