GettyImages-615713714

Advanced Materials Lab

Material Technologies - Company

Il laboratorio, sotto la supervisione del Dott. Abhishek Kumar, conduce ricerche rivoluzionarie su materiali e processi avanzati, dalla modellazione computazionale allo sviluppo di materiali multifunzionali fino a metodologie di produzione all’avanguardia, per applicazioni multidominio, con una forte attenzione verso la sostenibilità. Svolge inoltre un ruolo attivo in numerosi progetti di ricerca civili e di difesa, nazionali e internazionali, ed è attivamente coinvolto nella definizione dell'agenda strategica di ricerca e innovazione in iniziative europee come IAM-I e CHIPS JU.

Computational material modelling

Computational material modelling

Il gruppo di ricerca, coordinato dal Dott. Federico Danzi, si concentra sullo sviluppo di modelli agli elementi finiti multiscala e ad alta fedeltà per materiali avanzati, supportando in molteplici domini (terrestre, aeronautico, navale e spaziale) la progettazione, la certificazione, la validazione e la verifica di componenti. Il nostro approccio di ricerca integra strumenti di simulazione open-source e commerciali con modelli costitutivi personalizzati e calibrati includendone la variabilità statistica. L’obbiettivo è quello di seguire l'intero ciclo di vita della modellazione, dalla caratterizzazione sperimentale dei materiali, allo sviluppo dei modelli numerici, fino al benchmarking sperimentale e alla verifica dei risultati ottenuti.

Cosa facciamo

  • Simulazione e validazione di scenari di impatto ad alta velocità, inclusi impatti balistici ed eventi di bird-strike.
  • Approcci ibridi sperimentali-numerici per la stima degli ammissibili di materiali avanzati e la quantificazione e propagazione dell'incertezza in strutture complesse mediante l’utilizzo di algoritmi basati sull’intelligenza artificiale.
  • Calibrazione e validazione di equazioni costitutive, che consentono una rappresentazione accurata di comportamenti non lineari complessi quali plasticità, danneggiamento, effetto della temperatura e della velocità di deformazione.
  • Sviluppo di flussi di lavoro per la scoperta di nuovi materiali mediante modellazione atomistica e analisi micromeccaniche.

Multifunctional Materials

Il gruppo di ricerca, coordinato dal Dott. Muhammad Zahid, si concentra sullo sviluppo e l'integrazione di diverse classi di materiali per le future tecnologie aerospaziali e di difesa. L’attenzione principale è rivolta ai materiali avanzati per la produzione e l’imagazzinamento di energia e ai nanomateriali per sfruttarne appieno il loro potenziale in ambienti estremi.

Cosa facciamo

  • Integrazione di nanomateriali quali grafene, hBN, MXeni, metalli, ceramiche, ecc., per sviluppare soluzioni intelligenti per applicazioni nella gestione del calore, nel rilevamento, nello sghiacciamento, nella schermatura EMI e nell'elettronica stampata, ecc.
  • Sviluppo e ottimizzazione di pannelli fotovoltaici innovativi per applicazioni aerospaziali, come le celle solari a perovskiti.
  • Studio di materiali avanzati per batterie di nuova generazione (ad esempio allo stato solido, Li-S ecc.) in grado di funzionare in ambienti estremi.

Advanced Manufacturing


 

Il gruppo di ricerca, coordinato dalla Dott.ssa Sara Varetti, si concentra sullo studio, lo sviluppo e l'ottimizzazione di processi innovativi. L'obiettivo è migliorare le prestazioni dei componenti, l'efficienza e la sostenibilità dei processi e consentire la lavorabilità di nuovi materiali. Il gruppo di ricercatori lavora su tecnologie all'avanguardia che integrano automazione, intelligenza artificiale e smart manufacturing, andando oltre lo stato dell'arte e fornendo soluzioni di produzione nuove ed affidabili.

Cosa facciamo

  • Ottimizzazione e monitoraggio in tempo reale dei processi di produzione, quali produzione additiva, processi Out-Of-Autoclave (OOA), giunzione multimateriale, produzione nello spazio, ISRU ecc.
  • Studio di processi di riciclo avanzati, metodologie di valutazione del ciclo di vita (LCA) e formulazione di nuovi materiali (ad esempio vitrimeri, leghe metalliche, adesivi) per ridurre la dipendenza dalle materie prime critiche (CRM- Critical Raw Materials).
  • Accelerazione dello sviluppo di materiali e processi con particolare attenzione allo sviluppo di Self-Driving Material Labs. Questo approccio integra robotica, piattaforme di sperimentazione automatizzate, reti di sensori avanzate e algoritmi di ottimizzazione basati sull’intelligenza artificiale.

Risultati

5

Brevetti depositati/pubblicati

7 (6 in corso)

Dottorandi

2 (1in corso)

Tesi di laurea magistrale

Contributi alle conferenze del 2025

  • CFRAC 2025 - International Conference on Computational Modeling of Fracture and Failure of Materials and Structures, 2025 - Uncertainity Quantification of Open-Hole coupons through a global-local approach with PC-Kriging surrogate modelling
  • COMPTEST2025 - 12th International Conference on Composites Testing and Model Identification, 2025: Sparse sensor placement optimization technique for delamination detection in composite panels
  • ICSS2025 International Conference on Sandwich Structures - Numerical modelling of interface delamination in sandwich composite structures
  • DCE2025 - Doctoral Congress in Engineering: Research perspectives in the aerospace and defence field.
  • Varetti, L. Margaria, A. Coluccia, G. De Pasquale, A. De Zanet, E. Pappa, A. Kumar, M. Cabrioli and M. Vanazzi (2025). Fatigue characterization of AlSi10Mg alloy from variable L-PBF processing parameters addressed to hybrid joints of aerostructures. EURO PM 2025.
  • Varetti, A. De Zanet, E. Pappa, C. Annicchiarico, A., N. Gallo, M. Cabrioli, M. Vanazzi, F.E. Altunok, B. Destito and G. De Pasquale (2025). AlSi10mg additively manufactured anchors for a novel multimaterial hybrid joining for aerospace. Sampe Europe 2025.
  • Cabrioli, M. Silva Colmenero, M. Vanazzi, S. Varetti, A. Kumar, L. Margaria, G. De Pasquale, J. Bellver, B. Perez (2025). Upcycling AlSi10Mg scrap metal from multi-material joints through atomization and generation of aerospace-grade metal powders. EURO PM 2025.
  • Montecucco, A. Kumar, M. Dispenza (2025). Data Driven Tuning Of Perovskite Photovoltaics For Space Applications, PVSpace-25, New Generation Photovoltaics for Space
  • Pappa, A. Kumar, F. Danzi, A. Campilungo, C. Annicchiarico, N. Gallo, M. Cabrioli, M. S. Colmenero, M. Vanazzi, B. Fošnarič, T. Černelič, V. Capitani, S. Pasquino, L. Margaria, F. Enes Altunok, A. Coluccia, G. De Pasquale, "Joining technologies combining CFRPs and 3D metal anchors for aeronautical structural parts: case study - vertical stabilizer", Society for the Advancement of Material and Process Engineering Conf. (SAMPE EUROPE), Amsterdam (2025).
  • Pappa, A. Kumar, C. Annicchiarico, N. Gallo, M. Cabrioli , M. S. Colmenero, M. Vanazzi, B. Fošnarič, T. Černelič, L. Margaria, F. Enes Altunok, A. Coluccia, G. De Pasquale. "Sustainable aviation through a novel multi-material joint technology for aeronautical applications", 15th European Aerospace Science Network Int. Conf. (EASN), Madrid (2025).
  • ICEPFE2025: 15th International Conference & Exhibition on Green Flexible Printed Electronics Industry: Toward Circular Sensing: Reusable Printed Sensor Technologies and Sustainable Materials Innovations in the EECONE Project
  • A. Vijayakumar, M. Zahid, S. G. Corvaglia, F. Lionetto, A. Maffezzoli. Mode I Characterisation of Skin/Core Adhesion of Sandwich Panels Obtained by Ultrasonic Welding. Comptest 2025 – 11th International Conference on Composite Testing and Model Identification, Riga, Latvia, June 2025.
  • A. Vijayakumar, M. Zahid, S. G. Corvaglia, F. Lionetto, A. Maffezzoli. Skin/Core Bonding in Sandwich Panels by Ultrasonic Welding: Processing and Performances. SAMPE Europe Conference 2025, Amsterdam, Netherlands, October 2025.
  • SIE 2025 - Annual Meeting of the Italian Society of Electronics. Fabrication and Analysis of Graphite Nanoplatelet-Doped Epoxy Strain Sensors.
  • MetroAeroSpace 2025 - International Workshop on Metrology for Aerospace, Development and characterization of graphene nanoplatelet-based strain sensors for structural health monitoring.
  • EUROSENSORS 2025 - European Conference on Solid-State Transducers. GNPs-Based Strain Sensors Derived from Recycled Cellulose Acetate: Fabrication and Analysis.  

 

Sui media

Funded projects (current and concluded)

EC Project EuroQCI GROUND SEGMENT – OQTAVO
Horizon EU EECONE
Topic:
European ECOsystem for greeN Electronics

 
PNRR DAMAS
Topic:
Digital innovation hub for Automotive and AeroSpace 
DIGITAL EUROPE QUID
Horizon EU MIMOSA
Topic:
Multimaterial airframes based on 3D joints between additively manufactured metals and carbon-fiber composites.
 
DIGITAL EUROPE QUID
Horizon EU EuroFMX
Topic: European TrUstworthy GeneRative AI & AutonOmisation Frontier Models for Manufacturing-X Competitiveness
 
European Defense Fund ECOBALLIFE
Topic:
Research in eco-designed ballistic systems for durable lightweight protections against current and new threats in platform and personal applications.
Search overlay background

Mobile navigation menu