{"id":5235,"date":"2026-06-11T10:00:00","date_gmt":"2026-06-11T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/web.infn.it\/TechTransfer\/?p=5235"},"modified":"2026-06-19T14:24:56","modified_gmt":"2026-06-19T12:24:56","slug":"meccanica-avanzata","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/web.infn.it\/TechTransfer\/meccanica-avanzata\/","title":{"rendered":"La fisica di base come motore di sviluppo tecnologico: il caso della meccanica avanzata"},"content":{"rendered":"\n

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Presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e la sezione di Padova dell\u2019INFN, la necessit\u00e0 di sviluppare soluzioni tecnologiche avanzate per gli acceleratori di particelle ha favorito la creazione di conoscenze e metodi di lavorazioni dei materiali con profonde ricadute sul tessuto industriale<\/h1>\n\n\n\n

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Brasature sotto vuoto, trattamenti di superficie avanzati, manifattura additiva, sono solo alcuni dei servizi ad alto contenuto tecnologico presenti ai Laboratori Nazionali di Legnaro dell\u2019INFN e presso la Sezione INFN di Padova. Strumenti e metodi pensati per risolvere i problemi posti dalla ricerca di base che possono trovare applicazioni pratiche anche in campi diversi, dall\u2019industria meccanica alle scienze della vita, dall\u2019aerospazio all\u2019energia.<\/p>\n\n\n\n

Dalla fisica di base alla tecnologia dei materiali<\/h2>\n\n\n\n

La ricerca scientifica richiede apparati sperimentali complessi: acceleratori sempre pi\u00f9 potenti e rivelatori ad alte prestazioni sono fondamentali per l\u2019avanzamento della conoscenza, ma spesso hanno bisogno di soluzioni realizzative del tutto nuove che devono essere inventate da zero. Al lavoro scientifico quindi si affianca quello tecnico che l\u2019INFN affronta non solo progettando e costruendo in casa i propri strumenti, ma anche sviluppando e inventando metodi di costruzione e lavorazione.<\/p>\n\n\n\n

La sfida tecnologica inizia dai materiali. Il cuore di un acceleratore \u00e8 la costituito dalle cavit\u00e0, \u201ctubi\u201d metallici opportunamente sagomati a cui viene applicato il campo a radiofrequenza che accelera il fascio di particelle. Costruire questi oggetti con le tradizionali tecniche di lavorazione dei metalli \u00e8 un processo complesso e costoso, perci\u00f2 si cercano continuamente nuove strade.<\/p>\n\n\n\n

Presso la Sezione di Padova<\/strong> dell\u2019INFN \u00e8 attivo il laboratorio DIAM<\/a> (Developments and Innovations on Additive Manufacturing<\/strong>), dedicato alo sviluppo tecnologico della manifattura additiva di rame e metalli ad alto punto di fusione, come il niobio, un metallo superconduttore che viene usato per le cavit\u00e0 acceleratrici.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019attivit\u00e0 del DIAM non \u00e8 per\u00f2 limitata ai componenti per acceleratori ma spazia anche alla realizzazione di oggetti metallici complessi per varie applicazioni. Il know-how<\/em> maturato nella manifattura additiva di metalli altofondenti, come niobio e tantalio, che sono tipicamente difficili da lavorare e quindi raramente trattati da officine e servizi di stampa 3D commerciali, pu\u00f2 essere impiegato in settori industriali avanzati, come l\u2019aerospazio o la fusione nucleare, dove questi materiali rivestono sempre pi\u00f9 importanza.<\/p>\n\n\n\n

Passare dalla manifattura tradizionale a quella additiva non richiede solo un cambio di strumentazione ma implica anche un ripensamento del modo con cui il pezzo viene disegnato, in modo da sfruttare tutti i vantaggi della nuova tecnica costruttiva. Le competenze del DIAM, quindi, vanno oltre la semplice conoscenza dei parametri di processo ma si estendono a tutte le fasi di lavorazione, dal design for additive <\/em>in fase di progettazione alla scelta dei corretti processi di  post-lavorazione.<\/p>\n\n\n\n

Sia che venga realizzata con tecniche tradizionali che per additive manufacturing, una cavit\u00e0 acceleratrice richiede finiture superficiali dalle specifiche molto stringenti: rugosit\u00e0 bassissima e quasi totale assenza di difetti o contaminazioni sono necessarie per sostenere gli alti campi elettrici che generano il fascio di particelle.<\/p>\n\n\n\n

Le tecniche di lucidatura chimica ed elettrochimica comunemente usate funzionano, ma sono lente e fanno uso di acidi concentrati, la cui manipolazione \u00e8 rischiosa per l\u2019operatore e l\u2019ambiente. Per questo motivo, ai Laboratori Nazionali di Legnaro<\/strong>, il Servizio Tecnologia delle Superfici e Superconduttivit\u00e0<\/a><\/strong> ha migliorato una tecnologia esistente ma scarsamente utilizzata,  l\u2019elettrolucidatura al plasma<\/strong>, ideando e brevettando nuove ricette che fanno uso di soluzioni a bassa concentrazione di sali, pi\u00f9 sicure da maneggiare e meno impattanti per l\u2019ambiente. In questo modo \u00e8 stato possibile ottenere ottimi risultati di lucidatura con un processo pi\u00f9 veloce, sicuro e green.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Concepiti inizialmente per il rame e il niobio, questi metodi si possono applicare anche su metalli preziosi, titanio e acciaio inox, aprendo la strada al loro utilizzo nel settore orafo e in quello della lucidatura di componenti estetiche o funzionali.<\/p>\n\n\n\n

Il Servizio Tecnologia delle Superfici e Superconduttivit\u00e0 ha anche una grande esperienza nella deposizione di ricoprimenti sottili  con tecniche PVD <\/strong>(Physical Vapor Deposition) basate su plasmi, come lo sputtering, l\u2019high power pulsed magnetron sputtering <\/em>e la deposizione per arco catodico. Originariamente impiegate nel campo degli acceleratori, accoppiando a una cavit\u00e0 in rame uno strato sottile di niobio superconduttore depositato sulla sua superficie interna, queste tecnologie sono state estese a diverse applicazioni e ora il laboratorio possiede le conoscenze teoriche e pratiche per realizzare rivestimenti di un\u2019ampia gamma di materiali, dai ricoprimenti multistrato spessi antiusura fino ai coating trasparenti antiriflesso, passando per ricoprimenti metallici e ceramici funzionali o decorativi.<\/p>\n\n\n\n

Vuoto e alte temperature per saldare i materiali<\/h2>\n\n\n\n

La costruzione di un apparato sperimentale richiede spesso pezzi dalla forma complessa, materiali non comuni e accoppiamenti fra materiali fra loro non saldabili. In questi casi si ricorre alla brasatura<\/strong>, cio\u00e8 a un processo in cui le due parti sono unite fra loro mediante l\u2019apporto di un terzo materiale con temperatura di fusione pi\u00f9 bassa dei pezzi da unire.<\/p>\n\n\n\n

I Laboratori Nazionali di Legnaro possiedono uno speciale forno in vuoto<\/strong> costruito specificamente per le brasature. L\u2019utilizzo di un forno, anzich\u00e9 di un riscaldamento localizzato, permette di ottenere un riscaldamento uniforme di tutto il pezzo, cos\u00ec da non generare distorsioni o stress residui dovuti a gradienti termici. \u00c8 anche possibile raggiungere temperature elevate necessarie per leghe brasanti speciali ad alto punto di fusione.<\/p>\n\n\n\n

Il riscaldamento in vuoto, invece, garantisce l\u2019assenza di contaminazioni e ossidazioni del pezzo, condizione importante per la brasatura ad alta temperatura di particolari con impieghi speciali. In tal modo sono possibili giunti di qualit\u00e0 elevata e controllabile. Il forno inoltre pu\u00f2 essere usato per una serie di trattamenti termici sui materiali metallici come ricottura, rinvenimento, distensione e tempra.<\/p>\n\n\n\n

Avanzare nella ricerca sviluppando la tecnologia<\/h2>\n\n\n\n

Sia che si tratti del miglioramento di qualcosa di esistente che della creazione di soluzioni completamente nuove, ci\u00f2 che contraddistingue l\u2019INFN \u00e8 l\u2019essere non solo un ente di ricerca dal valore scientifico riconosciuto in tutto il mondo, ma \u00e8 anche un fornitore di tecnologie avanzate e partner affidabile nelle collaborazioni tra pubblico e privato.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Per saperne di pi\u00f9<\/h2>\n\n\n\n

Se sei interessato alle tecnologie dell’INFN e vuoi altre informazioni, puoi contattare il Servizio Trasferimento Tecnologico<\/a><\/p>\n\n\n\n

Il sito della Sezione INFN di Padova<\/a><\/p>\n\n\n\n

Il sito dei Laboratori Nazionali di Legnaro<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e la sezione di Padova dell\u2019INFN, la necessit\u00e0 di sviluppare soluzioni tecnologiche avanzate per gli acceleratori di particelle ha favorito la creazione di conoscenze e metodi di lavorazioni dei materiali con profonde ricadute sul tessuto industriale<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":5238,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[161],"tags":[169,405,407,170,171],"class_list":["post-5235","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-02-dal-laboratorio-al-mondo","tag-additive-manufacturing","tag-brasature","tag-meccanica","tag-scienza-dei-materiali","tag-trattamenti-di-superficie"],"acf":[],"yoast_head":"\nLa fisica di base come motore di sviluppo tecnologico: il caso della meccanica avanzata - TechTransfer INFN<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e la sezione di Padova dell\u2019INFN, la necessit\u00e0 di sviluppare soluzioni tecnologiche avanzate per gli acceleratori di particelle ha favorito la creazione di conoscenze e metodi di lavorazioni dei materiali con profonde ricadute sul tessuto industriale\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/web.infn.it\/TechTransfer\/meccanica-avanzata\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"it_IT\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"La fisica di base come motore di sviluppo tecnologico: il caso della meccanica avanzata - 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