Introduzione

I nuovi materiali per il settore aerospaziale hanno consentito la costruzione di strutture molto leggere, ma al contempo soggette a problemi di propagazione di onde meccaniche a frequenza elevata (ultrasuoni). La lunghezza d’onda di tali onde eccitate da appositi trasduttori piezoelettrici di forma interdigitata (IDT) può essere dell’ordine dei mm, quindi capace di interagire con difetti o alterazioni del materiale.
Il brevetto riguarda un IDT non fragile, di costo contenuto e affidabile, capace di ispezionare tali strutture poiché può essere implementato con la fabbricazione su film piezpolimerici metallizzati e fissati meccanicamente alla struttura senza alterarne il profilo (smart skin).

Caratteristiche Tecniche

I trasduttori brevettati sono destinati al monitoraggio di strutture in scenari ostili e prolungati, poiché di forma e dimensione ridotta, nonché realizzati su film piezopolimerico. La tecnologia proposta permette la selezione dei modi di propagazione guidati quando il trasduttore è installato su una lamina: la presenza di alterazioni nella struttura viene rilevata dalle variazioni delle caratteristiche delle onde guidate. I vantaggi della tecnologia brevettata sono: a) la sagomatura degli elettrodi è in grado di ottimizzare la copertura dell’area di interesse riducendo il numero di trasduttori; b) l’assenza di cablaggi complessi, con peso e costi ridotti; c) la tecnologia su film piezopolimerico permette il disegno mediante ablazione laser, quindi una rapida prototipazione, produzione e adattabilità; d) il processo produttivo sostituisce le tecniche fotolitografiche per rimuovere la metallizzazione, risultando a basso impatto ambientale; d) a differenza dei trasduttori piezoceramici, assai fragili, i trasduttori brevettati sono inerti ed estensibili in misura tale da potere sopportare le deformazioni meccaniche e le vibrazioni delle strutture senza rompersi. Il TRL della tecnologia è 4.

Possibili Applicazioni

• Monitoraggio di strutture per aerospazio;
• Monitoraggio di tubazioni;
• Monitoraggio di bombole per il trasporto ed utilizzo di gas naturale liquido e idrogeno;
• Monitoraggio di scafi e chassis;
• Controllo non distruttivo di oggetti ad uso sportivo in carbonio (biciclette, racchette tennis, mazze da golf).

Vantaggi

• Ottimizzazione della densità dei trasduttori mediante la sagomatura degli elettrodi con conseguente riduzione della complessità del cablaggio, peso e costo;
• Realizzazione della sagomatura degli elettrodi mediante ablazione laser e quindi una rapida prototipazione, produzione e adattabilità ai requisiti;
• Processo di produzione dei trasduttori a basso impatto ambientale;
• Materiali piezopolimerici non fragili, inerti, flessibili adatti anche per realizzare sensori multifunzionali.