L'innovazione nel territorio

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L'innovazione nel territorio

2Smartest

2SMARTEST - Startupeasy

1. Executive Summary
1.1 Relazione tra business idea e enti di ricerca
L’idea imprenditoriale, denominata 2SMArtEST (Shape Memory Alloy -based SMArt Engineering Solutions and Technologies) trae origine da un progetto di ricerca condotto in collaborazione tra l’Università della Calabria e l’Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (CERN) con sede a Ginevra (https://home.cern/news/news/engineering/shape-memory-material-provides-solution-hl-lhc). Scopo del progetto è lo sviluppo di sistemi di accoppiamento di tubi, basati su leghe a memoria di forma (SMA, shape memory alloys), per le applicazioni di ultra alto vuoto (UHV, Ultra High Vacuum) negli acceleratori di particelle. Il progetto è stato supportato dal gruppo Vacuum, Surface and CTechnologies afferente al Technology Department del CERN (TE-VSC) e dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica e Gestionale dell’Università della Calabria (DIMEG). Il progetto ha avuto inizio nel 2015 ed alla data odierna sono stati sviluppati prototipi funzionanti in scala 1:1. I prototipi sono stati validati sia mediante esperimenti di laboratorio che in ambiente operativo (TRL 6/7).
La start-up 2SMArtEST sarà supportata dai programmi di incubazione dell’Università della Calabria e del CERN. Infatti, 2SMArtEST ha già avuto il riconoscimento come spin-off dell’Università della Calabria ed è stato avviato il processo di riconoscimento come spin-off CERN. Tali programmi prevedono l’utilizzo a titolo non oneroso di attrezzature di laboratorio, la concessione di spazi dedicati, il supporto nei processi di tutela della proprietà intellettuale oltre che l’accesso alle reti di partnership internazionali. Ciò agevolerà la divulgazione dei risultati conseguiti per applicazioni in altri contesti oltre che il possibile avvio di partnership industriali e/o commerciali.
I co-proponenti dell’idea imprenditoriale ricoprono ruoli chiave nell’ambito del progetto di ricerca Unical-CERN. Più in particolare, il Prof. Carmine Maletta, attualmente in servizio in qualità di Professore Associato presso il DIMEG e Cooperative Associate presso il CERN, ricopre il ruolo di responsabile tecnico scientifico del progetto per il DIMEG; il Dr. Fabrizio Niccoli, in servizio come Research Fellow presso il CERN dal 2017 e PhD student CERN-Unical nel periodo 2014-2017, ricopre il ruolo di Principal Investigator per le tecnologie oggetto del progetto; il Dr. Emanuele Sgambitterra, in servizio presso il DIMEG con la qualifica di Ricercatore Universitario, e l’Ing. Pietro Magarò, dottorando di ricerca presso il DIMEG, hanno fornito un contributo significativo per l’espletamento delle attività di ricerca inerenti il progetto.

1.2 Sintesi del progetto imprenditoriale
L’idea progettuale si propone di incrementare il livello di maturità tecnologica dei sistemi sviluppati nell’ambito del progetto di ricerca Unical/CERN (TRL attuale 6/7), sia per applicazioni UHV (Ultra High Vacuum) nel campo della fisica delle particelle che per possibili implementazioni in altri contesti ingegneristici, per i quali lo stadio di sviluppo risulta a livello più basso (TRL 4). In particolare, l’elevata capacità di generazione di forza delle SMA, attivabile/controllabile da remoto mediante variazioni di temperatura, permette di realizzare sistemi di accoppiamento e/o giunzione a tenuta stagna, che spaziano dal campo dell’ultra alto vuoto fino alle alte pressioni (HP, High Pressure). Tali tecnologie trovano interessanti potenzialità applicative in differenti settori dell’ingegneria, della chimica e della fisica, soprattutto in contesti operativi critici e/o ostili sia per sia l’integrità strutturale dei materiali che per ragioni di sicurezza e tutela della salute degli operatori, legate alle operazioni ordinarie e/o straordinarie di montaggio/smontaggio e manutenzione. Ciò rappresenta un significativo vantaggio per i sistemi UHV degli acceleratori di particelle, soprattutto nelle aree caratterizzate da elevata radioattività ambientale. Inoltre, l’utilizzo di connettori SMA risulta significativamente vantaggioso nel settore Oil & Gas, per esempio per le installazioni sottomarine, negli impianti chimici, caratterizzati spesso da ambienti altamente aggressivi, nei settori aeronautico ed aerospaziale, anch’essi operanti spesso in condizioni ostili. In tutti questi contesti, lo sfruttamento delle caratteristiche di memoria di forma permette, appunto, di realizzare sistemi di accoppiamento estremamente compatti ed attivabili/controllabili da remoto mediante variazioni di temperatura, che non richiedono la presenza fisica dell’operatore o comunque che ne comportano una esposizione limitata. Tale caratteristica rende la tecnologia proposta unica e insostituibile rispetto alle soluzioni di accoppiamento attualmente disponibili sul mercato, ovvero sia rispetto alle giunzioni permanenti (e.g. saldature) che rispetto a quelle smontabili (e.g. flange imbullonate). Ulteriori, vantaggi consistono nella estrema compattezza e leggerezza dei connettori SMA rispetto alle flange tradizionali, oltre nella possibilità di realizzare giunzioni bi-materiale. Ciò conferisce benefici significativi in differenti settori high-tech, quali quello aeronautico/aerospaziale, dove le esigenze di spazio e leggerezza risultano spesso requisiti progettuali prioritari. Inoltre, le esigenze legate alle giunzioni dissimili (e.g. alluminio/acciaio/rame/titanio) non trovano ad oggi soluzioni tecnologiche compatibili ed efficienti nemmeno nel campo delle giunzioni permanenti (e.g. saldature). I sistemi SMA permettono di creare accoppiamenti bi-materiale con performance e flessibilita’ superiori oltre che con evidenti vantaggi economico/commerciali.
L’idea di utilizzare le proprietà di recupero di forma e di generazione di forza delle SMA per lo sviluppo di sistemi di accoppiamento non risulta inedita. Infatti, uno dei primi tentativi in tale ambito risale ad alcuni decenni fa e consiste nell’utilizzo di anelli SMA di piccole dimensioni per realizzare accoppiamenti permanenti non saldati nei circuiti idraulici del jet F-14. A partire da questa idea pionieristica, sono state condotte diverse attività di ricerca negli ultimi decenni, come dimostrato dalla pubblicazione di differenti articoli scientifici, con lo scopo di sviluppare tecnologie più fruibili da utilizzare in differenti settori tecnologici. All’interno di tale contesto, alcune aziende fondano il proprio business sull’idea di sviluppare soluzioni basate su leghe a memoria di forma per lo sviluppo di sistemi di connessione di interesse commerciale/industriale. In particolare, esistono due aziende nel mercato americano, la Intrinsic Devices Incorporated (https://www.intrinsicdevices.com) e la Aerofit LLC (http://www.aerofit.com). Tali aziende sviluppano e propongono soluzioni chiavi in mano per l’accoppiamento di tubi, principalmente basate sull’utilizzo di leghe SMA a larga isteresi termica (e.g. leghe ternarie nichel-titanio-niobio e nichel-titanio-ferro). Tuttavia, le soluzioni proposte da tali aziende non rispondono alle esigenze essenziali che hanno dato origine alle attività di ricerca condotte nell’ambito del progetto Unical-CERN. Di seguito un elenco dei principali vantaggi competitivi delle tecnologie proposte rispetto alle soluzioni dei competitor:
– Utilizzo in ambienti ostili/critici. Le soluzioni dei competitor non sono sviluppate, testate e certificate per operare in contesti critici (e.g. radiazioni ionizzanti).
– Tenute impermeabili in un ampio intervallo di pressione da UHV a HP. Tale requisito richiede il ricorso a metodi di progettazione e strategie di sealing e ad-hoc, già sviluppate nell’ambito delle ricerche Unical-CERN.
– Smontabilità e rimontabilità. Sono state sviluppate metodologie di allenamento termomeccanico in grado di realizzare sistemi di accoppiamento smontabili e riutilizzabili. Di contro le soluzioni competitor realizzano giunzioni permanenti e/o non riutilizzabili, ovvero sostitutive della saldatura.
– Giunzioni di tubi di grosso diametro (superiori a 150 mm). Sono state sviluppati metodi in grado di superare le limitazioni tecnologiche legate ai processi di produzione ed ai trattamenti termo-meccanici utilizzati ad oggi per anelli di piccolo/medio diametro (fino a 100 mm).
– Intervallo di stabilità termica. Le ricerche condotte nell’ambito del progetto Unical-CERN hanno permesso di allargare in maniera significativa l’intervallo di stabilità termica delle SMA, mediante l’esecuzione di speciali trattamenti termo-meccanici.
La roadmap del progetto consiste in una fase di incubazione della durata di tre anni e nel progressivo ingresso nel mercato, a partire dalle applicazioni nel campo della fisica delle alte energie, già dal secondo anno, e dalle prime applicazioni in altri settori a partire dal quarto anno. La penetrazione del mercato sarà fortemente agevolata dalla divulgazione dei risultati conseguiti nell’ambito delle applicazioni CERN, anche mediante l’accesso diretto alle reti commerciali e di partnership su scala mondiale.
Nel periodo di incubazione sono previsti contratti per la fornitura di prodotti e/o servizi di consulenza a supporto delle attività di validazione/certificazione dei sistemi, soprattutto nell’ambito della fisica delle alte energie. Questa fase sarà supportata in maniera significativa dai programmi di incubazione dell’Università della Calabria e del CERN e le attività saranno articolate secondo due differenti direttrici:
– Incremento del TRL per tutti gli ambiti di applicazione selezionati. Verrà portata avanti l’attività di sviluppo in collaborazione con il CERN ma verranno anche sviluppati nuovi elementi prototipali per ciascuno dei settori individuati. La scelta dei prototipi da sviluppare nascerà da confronti tecnici con aziende potenzialmente interessate alle tecnologie anche sfruttando le reti commerciali e di partnership di Unical e CERN.
– Ingegnerizzazione dei processi di produzione e funzionalizzazione dei connettori SMA. Tale direttrice ha lo scopo di implementare le tecnologie di produzione e funzionalizzazione delle SMA, attualmente realizzate mediante complesse e onerose operazioni di laboratorio, in processi efficienti ed industrialmente sostenibili. In particolare, verranno progettate e sviluppate macchine ad-hoc in grado di riprodurre in chiave industriale i complessi trattamenti termici e meccanici necessari per la funzionalizzazione dei connettori.
La start-up si avvarrà, almeno nel periodo di incubazione, di una struttura organizzativa semplificata del tipo funzionale. L’azienda sarà suddivisa in aree omogenee per ambito di attività:
– Amministrazione e acquisti
– Ricerca e sviluppo (R&D)
– Produzione
– Marketing e vendite
I primi tre ambiti di attività saranno supportati dai soci co-fondatori e da figure qualificate da reclutare. Le attività di marketing, saranno supportate sia da personale interno, che attraverso il Dipartimento di Knowledge Transfer (KT) del CERN, come previsto dalle politiche di supporto alle aziende spin-off. Infine, sono in corso discussioni/trattative con possibili partner commerciali.
La governance sarà affidata ad un amministratore unico, identificato nella figura del co-proponente Carmine Maletta, il quale coordinerà anche le risorse e le attività Amministrative. Fabrizio Niccoli avrà il ruolo di Direttore Tecnico del reparto R&D. Emanuele Sgambitterra avrà il ruolo di Direttore Operativo. Infine, Pietro Magarò avrà il ruolo di socio lavoratore e sarà responsabile delle attività R&D e del processo di produzione. Nel periodo di incubazione è inoltre previsto il ricorso a personale tecnico per il supporto nelle attività di testing e produzione. A partire dal terzo anno di attività sarà inoltre necessario ricorrere al reclutamento di un’ulteriore figura di personale addetto R&D.
Il conto economico previsionale prevede una struttura costi e ricavi bilanciata e, al netto degli ammortamenti, direttamente proporzionale. Nel primo anno il valore della produzione non è sufficiente a coprire tutte le voci di costo, su cui gravano in maniera significativa le attività R&D. Il risultato di esercizio al primo anno è negativo pari a circa -90k€ (EBDTA% -65%). Al secondo anno si assiste ad un significativo aumento dei ricavi da vendite che, unitamente alla crescita mitigata dei costi del personale, assicurano utili per circa 60k€ (EBDTA% 28%). I sensibili incrementi di ricavi al terzo anno rispecchiano le previsioni di penetrazione di mercati differenti dalle applicazioni CERN. In definitiva, è previsto un utile di esercizio di circa 110k€ (EBDTA% 31%).

Concorrenza

Mercato di riferimento e concorrenza 1. Mercato di riferimento Il mercato delle leghe a memoria di forma è in continuo aumento con un valore complessivo su scala mondiale pari a circa 15 miliardi di dollari nel 2019 ed una previsione di crescita fino a 25 miliardi entro il 2025. La più larga fetta di mercato ad oggi è costituita dalle applicazioni in campo biomedicale (e.g. stent vascolari, dispositivi ortopedici e ortodontici, strumenti di chirurgia micro invasiva, etc.) ma si sta assistendo ad una crescente diffusione delle leghe in diversi settori industriali, da quello automobilistico fino al settore aerospaziale. Tale trend è legato al continuo miglioramento della qualità della materia prima, ad una marcata riduzione dei prezzi, oltre che alla crescente conoscenza/diffusione delle proprietà meccaniche e funzionali delle SMA all’interno delle comunità tecnico scientifiche. Ciò è dovuto allo sviluppo di significative competenze verticali, spesso maturate in ambito scientifico/accademico e gradualmente trasferite al mondo industriale. In tale contesto, è prevista una significativa crescita dei valori di mercato delle SMA in differenti settori industriali. I sistemi di accoppiamento oggetto della proposta progettuale rappresentano una applicazione industriale di elevato potenziale ma con valori di mercato difficilmente stimabili ad oggi. Tale incertezza è anche legata alla difficile penetrabilità di mercati ad elevatissimo valore aggiunto quali i settori oil&gas ed aerospaziale. Tali settori offrirebbero di certo opportunità misurabili in centinaia di milioni di euro. Ad oggi si può stimare il valore di mercato relativo alle sole applicazioni all’interno dell’acceleratore di particelle LHC del CERN, che ammonterebbe a circa 400.000 €/anno entro il 2026, data di avvio del nuovo acceleratore HL-LHC. Si stima, inoltre un valore di mercato potenziale di ulteriori 600.000 €/anno per applicazioni nel settore degli acceleratori attualmente installati e/o in fase di installazione in USA, Giappone, Cina ed Europa. Le tabelle seguenti riportano un elenco dei principali acceleratori per la fisica delle particelle attualmente attivi (tabella 8) o in fase di studio/costruzione (tabella 9). Accanto agli acceleratori per lo studio della fisica delle particelle, si segnalano numerosi altri acceleratori operativi ed in fase di costruzione nel campo della medicina nucleare che potrebbero avvantaggiarsi delle tecnologie di accoppiamento SMA. Si ritiene che l’accreditamento come spin-off CERN sulle tecnologie oggetto di studio permetterà di avere diretto accesso al mercato degli acceleratori su scala mondiale. 2. Concorrenza L’idea di utilizzare le proprietà di recupero di forma e di generazione di forza delle SMA per lo sviluppo di sistemi di accoppiamento non risulta inedita. Infatti, uno dei primi tentativi in tale ambito risale ad alcuni decenni fa e consiste nell’utilizzo di anelli SMA di piccole dimensioni per realizzare accoppiamenti permanenti non saldati per i circuiti idraulici del jet F-14. A partire da questa idea pionieristica, sono state condotte diverse attività di ricerca negli ultimi decenni, come dimostrato dalla pubblicazione di differenti articoli scientifici, con lo scopo di sviluppare tecnologie più fruibili da utilizzare in differenti settori tecnologici. All’interno di tale contesto, alcune aziende fondano il proprio business sull’idea di sviluppare soluzioni basate su leghe a memoria di forma per lo sviluppo di sistemi di connessione di interesse commerciale/industriale. In particolare, esistono due aziende nel mercato americano, la Intrinsic Devices Incorporated (https://www.intrinsicdevices.com) e la Aerofit LLC (http://www.aerofit.com). Tali aziende sviluppano e propongono soluzioni chiavi in mano per l’accoppiamento di tubi, principalmente basate sull’utilizzo di leghe SMA a larga isteresi termica (e.g. leghe ternarie nichel-titanio-niobio e nichel-titanio-ferro). Di seguito si riportano le principali caratteristiche/limitazioni delle soluzioni commerciali disponibili ad oggi unitamente agli elementi distintivi/vantaggi delle soluzioni proposte nell’ambito della presente proposta progettuale. 1) Caratteristica: geometria fissata/limitata. Esistono soluzioni a catalogo per l’accoppiamento di tubi di piccolo/medio diametro (fino a 100 mm). Ciò è dovuto alle limitazioni tecnologiche legate ai processi di produzione ed ai trattamenti termo-meccanici utilizzati ad oggi. Elementi di innovazione/vantaggi: Le attività svolte negli ultimi anni attraverso il contratto di collaborazione con il CERN hanno permesso di mettere a punto nuovi processi di produzione ed allenamento termomeccanico di anelli con dimensioni customizzate e/o di grandi dimensioni (fino a 200 mm): 2) Caratteristica: generalmente non garantiscono tenute di tipo UHV e HP in quanto la tecnologia SMA deve essere combinata con l’utilizzo di opportune geometrie e materiali (guarnizioni metalliche particolari) atti a realizzare accoppiamenti ermetici. Elementi di innovazione/vantaggi: Le attività svolte negli ultimi anni hanno permesso di definire metodologie di progettazione uniche per la realizzazione di accoppiamenti UHV impermeabili alle molecole di elio. 3) Caratteristica: non garantiscono la smontabilità mediante cicli termici, ovvero sono tipicamente utilizzate come sistemi di giunzione permanenti “weld-like”, ovvero alternative alle saldature. Elementi di innovazione/vantaggi: Sono stati messi a punto processi di allenamento termo-meccanico ad-hoc che permettono di ottenere sistemi completamente reversibili, ovvero permettono di effettuare numerosi cicli di montaggio e smontaggio. La riutilizzabilità rappresenta, senza dubbio, un enorme valore aggiunto/vantaggio rispetto alla concorrenza, non solo dal punto di vista funzionale ma anche dal punto di vista ambientale. La produzione di un numero, relativamente, più limitato di anelli riduce sia le emissioni in atmosfera generati dal processo produttivo ma anche la formazione di prodotti di scarto, soddisfacendo uno dei punti del criterio c.2 per la valutazione. 4) Caratteristica: hanno temperature di attivazione fissate e intervalli di stabilità termica ridotti. Elementi di innovazione/vantaggi: Le ricerche condotte negli ultimi anni hanno permesso di allargare in maniera significativa l’intervallo di operatività termica delle SMA, sia mediante modifica della composizione chimica che attraverso l’esecuzione di trattamenti termo-meccanici ad-hoc. 5) Caratteristica: l’applicazione di ambienti ostili e/o aggressivi non è garantita, ovvero non è nota l’evoluzione del danneggiamento in ambienti corrosivi o altamente radioattivi. Elementi di innovazione/vantaggi: sono in corso di svolgimento presso il CERN complessi esperimenti per la valutazione del danneggiamento prodotto da radiazioni ionizzanti. I dati raccolti alla data odierna rappresentano probabilmente il più grande capitale di conoscenze sull’argomento su scala mondiale.
Settore: Ricerca
Labels: Coupling, Pipe, Smart
Canali di Vendita: Agents, Directly
Interessi: Business partners, Customers, Lender / Investor

Stadio della startup 2Smartest

Prodotto/Servizio

1. Descrizione e caratteristiche dei prodotti Dall’analisi delle esigenze tecnologiche relative ai sistemi di giunzione UHV, MP e HP, per come emerge dallo scenario competitivo internazionale, dai progetti di ricerca in corso e dalla letteratura tecnico-scientifica disponibile, sono stati identificati possibili applicazioni della tecnologia proposta in differenti mercati, essenzialmente di tipo B2B. – Settore Oil & Gas. In questo settore i sistemi di accoppiamento SMA possono essere impiegati nelle condotte ad alta pressione con diametri compresi tra 25 e 150 mm. In questo campo la possibilità di attivazione da remoto trova un elevato potenziale applicativo soprattutto per le operazioni di manutenzione/riparazione in condotte sottomarine. Tali operazioni risultano estremamente complesse ed economicamente onerose e l’utilizzo di sistemi “SMART” costituisce indubbiamente un significativo vantaggio competitivo rispetto alle soluzioni ed alle procedure di accoppiamento tradizionali (e.g. saldature e giunzioni imbullonate). L’elevata resistenza alla corrosione delle leghe SMA costituisce un ulteriore vantaggio rispetto alle soluzioni tradizionali. I clienti potenziali sono le aziende operanti nel settore petrolifero ma anche aziende di servizi specializzate nella esecuzione di interventi manutentivi sottomarini. – Impianti termo-chimici. In questo settore i sistemi di accoppiamento SMA possono essere ingegnerizzati e funzionalizzati per garantire la tenuta a media e alta pressione di pipeline con diametri compresi tra 25 e 150 mm. Anche in tale campo, si identificano vantaggi nell’accoppiamento smontabile e/o permanente di pipeline contenenti sostanze pericolose e/o infiammabili. Infatti, il ricorso alle tecnologie di saldatura risulta spesso incompatibile con le caratteristiche chimico-fisiche delle sostanze condotte, ovvero potenziale fonte di pericolo (incendio, esplosione). Inoltre, la possibilità di attivazione da remoto permette di preservare l’operatore dall’esposizione diretta a sostanze potenzialmente dannose. Potenziali clienti sono aziende operanti nel settore dell’industria chimica. – Settore aeronautico e aerospaziale. In tale ambito assumono particolare interesse le connessioni delle linee di azionamento idrauliche e/o pneumatiche ad alta pressione. Verranno pertanto sviluppati sistemi di connessione HP con idonea stabilità termica ad alte temperature (fino a 400 °C) e con diametri compresi tra 10 mm e 30 mm. In tale contesto, le tecnologie di accoppiamento SMA risultano competitive sia rispetto alle giunzioni permanenti che a quelle smontabili. In particolare, le giunzioni permanenti di tubi di piccolo spessore spesso richiedono l’utilizzo di tecniche di saldatura avanzate (e.g. laser) da effettuare in spazi angusti e con risultati non sempre certi. Infatti, i materiali leggeri spesso utilizzati in tali campi (e.g. alluminio e titanio), richiedono il ricorso a complesse tecniche di protezione, al fine di salvaguardare il materiale dalla contaminazione chimica durante il processo di saldatura (e.g. ossidazione). I giunti devono essere pertanto analizzati con cura al fine di scongiurare la formazione di difetti potenzialmente dannosi. Il ricorso a sistemi di accoppiamento SMA permetterebbe di superare tutte queste problematiche. Inoltre, nelle giunzioni smontabili, i connettori SMA permettono di ottenere sistemi notevolmente più compatti e leggeri rispetto ai tradizionali accoppiamenti imbullonati. I potenziali clienti B2B sono aziende operanti nel settore aeronautico e aerospaziale. – Fisica delle particelle. In tale ambito verranno sviluppati e validati anelli di accoppiamento SMA per applicazioni UHV con diametri compresi tra 25 mm e 150 mm. Tali dimensioni sono rappresentative delle linee UHV dell’acceleratore di particelle LHC (Large Hadron Collider) del CERN. I numerosi vantaggi derivanti dall’applicazione delle tecnologie di accoppiamento SMA negli acceleratori di particelle sono stati ampiamente dimostrati negli ultimi anni nell’ambito del progetto di ricerca Unical/CERN. I risultati di tali studi rappresentano indubbiamente la principale fonte di ispirazione della presente idea imprenditoriale. Le numerose esperienze condotte grazie alle risorse umane e strumentali messe a disposizione dei partner Unical e CERN hanno permesso di valutare le prestazioni dei sistemi di accoppiamento SMA in condizioni estreme, difficilmente realizzabili in altri contesti ingegneristici. Si vuole rimarcare che il mercato attuale non offre alcuna soluzione alle esigenze tecniche e funzionali richieste dal CERN e che la presente proposta ha anche lo scopo di accompagnare le soluzioni oggetto di studio verso lo stadio di industrializzazione. 2 Descrizione Tecnica Le attività di ricerca condotte fino ad oggi hanno permesso di dimostrare la fattibilità tecnica dell’idea progettuale. In particolare, sono state selezionate differenti leghe commerciali e sono stati sviluppati e messi a punto opportuni trattamenti termomeccanici di funzionalizzazione. Infatti, le caratteristiche dei sistemi di accoppiamento SMA sono indotte mediante opportuni e complessi processi termo-meccanici di funzionalizzazione, che coinvolgono i) trattamenti termici prolungati ad elevata temperatura e ii) trattamenti meccanici in condizioni criogeniche. Tali trattamenti hanno, inoltre, lo scopo di modificare gli intervalli di stabilità termica dei sistemi di giunzione in relazione alle condizioni di esercizio. Le conoscenze legate ai processi di funzionalizzazione, sviluppate nell’ambito delle ricerche Unical/CERN, rappresentano uno dei principali asset dell’idea progettuale. I processi sviluppati ad oggi sono stati utilizzati per la realizzazione e funzionalizzazione di connettori SMA a forma di anello da utilizzare per l’accoppiamento della beam line dell’acceleratore di particelle LHC. La figura seguente illustra schematicamente il processo di montaggio e smontaggio dei connettori SMA, mediante riscaldamento e raffreddamento, unitamente ad una delle zone candidate (CMS detector) per possibili installazioni future all’interno dell’acceleratore LHC del CERN. Le proprietà di ultra alto vuoto (UHV) dei connettori sono state testate in laboratorio utilizzando sistemi prototipali. Gli esperimenti hanno mostrato che il montaggio si ottiene mediante riscaldamento fino a circa 200° C mentre lo smontaggio si raggiunge a temperature comprese tra -40°C e -150°C, in relazione alla tipologia di lega utilizzata. Completata la prima fase di test in laboratorio, alcuni anelli opportunamente strumentati sono stati installati in zone altamente radioattive dell’acceleratore. Attualmente, si stanno analizzando gli effetti delle radiazioni ionizzanti sul comportamento meccanico e funzionale degli accoppiamenti, utilizzando impianti speciali all’interno di LHC. La figura seguente illustra un sistema prototipale UHV completo, progettato, realizzato ed installato in una zona estremamente radioattiva dell’acceleratore del CERN (TCSC.220436-SPS north area). I risultati preliminari hanno dimostrato che la tenuta e lo smontaggio non sono compromessi dalla radiazione assorbita (fino a ~200 kGy) e, pertanto, i connettori SMA possono essere utilizzati nelle aree radioattive ad accesso limitato. Il progetto ha avuto inizio nel 2015 ed alla data odierna sono stati sviluppati prototipi funzionanti in scala 1:1. I prototipi sono stati validati sia mediante esperimenti di laboratorio che in ambiente di esercizio operativo (TRL 6/7). Tuttavia, il progetto si propone di esportare i risultati ottenuti nell’ambito del progetto Unical/CERN ad altri contesti ingegneristici per i quali lo stadio di sviluppo risulta a livello più basso (TRL 4). Infatti, i risultati delle attività di laboratorio già svolte possono essere trasferiti agli altri settori individuati, ma occorre procedere allo sviluppo e validazione di prototipi ad-hoc. Le attività saranno articolate secondo due differenti direttrici: – Incremento del TRL per tutti gli ambiti di applicazione selezionati. In tale ambito verrà portata avanti l’attività di sviluppo in collaborazione con il CERN ma verranno anche individuati nuovi elementi prototipali da sviluppare in ciascuno dei settori individuati. La scelta dei prototipi da sviluppare nascerà da confronti tecnici con aziende potenzialmente interessate alle tecnologie. – Ingegnerizzazione dei processi di produzione e funzionalizzazione dei connettori SMA. Tale direttrice ha lo scopo di implementare le tecnologie di produzione e funzionalizzazione delle SMA, attualmente realizzate mediante complesse e onerose operazioni di laboratorio, in processi efficienti ed industrialmente sostenibili. In particolare, verranno progettate e sviluppate macchine ad-hoc, in grado di riprodurre in chiave industriale i complessi trattamenti termici e meccanici necessari per la funzionalizzazione dei connettori. Nei primi anni di esercizio verrà sfruttata la collaborazione con il Dipartimento di Meccanica dell’Università delle Calabria, regolata da opportuna convenzione per l’utilizzo di spazi ed attrezzature di laboratorio. In particolare, verranno utilizzate le attrezzature e macchine di prova presenti all’interno dei laboratori di meccanica (LabMech). A regime si prevede che la produzione dei sistemi venga effettuata internamente ed autonomamente, ovvero mediante macchine progettate e sviluppate allo scopo.

Team

Dati della startup 2Smartest

Costituzione Impresa : 21/10/2019
Data iscrizione alla sezione delle Startup: 21/10/2019
Denominazione:
2SMARTEST S.R.L.
Comune: RENDE
Provincia: Cosenza
Regione: Calabria
Codice Fiscale: 03655180788
Forma Giuridica : SOCIETA' A RESPONSABILITA' LIMITATA
Codice Ateco : 721909
Settore: Ricerca

2Smartest

Modello di Business

1 Obiettivi produttivi e di vendita perseguiti L’azienda 2SMArtEST svilupperà prodotti e servizi relativi ai sistemi di accoppiamento UHV e HP in diversi settori applicatavi, come riportato nelle sezioni precedenti. In particolare, verranno sviluppati sistemi di accoppiamenti di tubi con diametri compresi tra circa 25 mm e 150 mm sia per applicazioni UHV e che HP. La stima delle quantità di prodotti è stata effettuata per classi dimensionali omogenee per come di seguito illustrato: 1) Coupler tipo A: diametro d

Innovazione

Breve descrizione degli aspetti di innovazione che caratterizzano il business dell’impresa Aspetti innovativi e Customer Value Proposition I principali aspetti innovativi e benefici delle tecnologie proposte rispetto allo stato dell’arte sono riassunti nel seguito. – Attivazione/controllo da remoto. Questa caratteristica rappresenta una delle principali driving force nello sviluppo delle attività di ricerca degli ultimi anni, attraverso il contratto Unical/CERN. Ciò rende la tecnologia unica nell’ambito dei sistemi di connessione a tenuta stagna, in quanto permette di risolvere problemi legati alla sicurezza e tutela della salute degli operatori (in ambienti radioattivi) che ad oggi non trovano soluzioni tecnologiche alternative. – Ambienti critici e/o ostili. I test eseguiti presso il CERN, utilizzando facilities uniche nel panorama della ricerca scientifica internazionale, hanno permesso di validare l’affidabilità delle connessioni in seguito ad esposizione prolungata a radiazioni ionizzanti. Ad oggi non esistono sistemi di connessione SMA-based in grado di vantare validazioni in ambienti radioattivi. – Tenuta impermeabile. Sono stati sviluppati metodi di analisi, progettazione, testing e validazione di tecnologie di coupling per la tenuta sia in condizioni di ultra alto vuoto che per le alte pressioni. Tali tecnologie comprendono sia lo sviluppo di processi di allenamento termomeccanico ad-hoc dei connettori SMA che la progettazione e realizzazione di sistemi di sealing basati su gasket metallici. Le metodologie sviluppate permettono di adattare le caratteristiche dei sistemi SMA-based alle condizioni ambientali in esercizio, in termini di intervalli di stabilità termica, temperature di montaggio/smontaggio e pressioni di contatto. Tali conoscenze rappresentano un capitale unico all’interno del panorama tecnico/scientifico internazionale. – Compattezza e leggerezza. L’elevata capacita di generazione di forze da parte delle leghe a memoria di forma permette di realizzare sistemi di connessione estremante compatti e leggeri rispetto ai sistemi di connessione tradizionali (e.g. flange imbullonate). Tali caratteristiche rendono la tecnologia estremamente vantaggiosa in applicazioni high-tech (e.g. aeronautico, aereospaziale, automotive, fisica delle particelle, etc.), dove spesso peso e ingombro rappresentano requisiti progettuali fondamentali. – Connessioni bi-materiale. Sono stati studiati, realizzati e testati sistemi di accoppiamento SMA per l’accoppiamento di sistemi bi-materiale. Le esigenze legate alle giunzioni dissimili (e.g. alluminio/acciaio/rame/titanio etc.) non trovano ad oggi soluzioni tecnologiche compatibili ed efficienti nemmeno nel campo delle giunzioni permanenti (e.g. saldature, brasature).

Requisiti di innovazione tecnologica

R&S

Team Qualificato

Proprietà Intellettuale

classe di produzione
1-100K euro
A

Leggenda Classe di Produzione
A=1-100K euro
B=100K-500K euro
C=500K-1M euro
D=1M-2M euro
E=2M-5M euro
F=5M-10M euro
G=10M-50M euro
H=più di 5OM di euro
ND=non disponibile

Leggenda Classe di Addetti
A=0-4 addetti
B=5-9 addetti
C=10-19 addetti
D=20-49 addetti
E=50-249 addetti
F=almeno 250 addetti
ND=non disponibile

classe di capitale
5K-10K euro
3

Leggenda Classe di Capitale
1=1 euro
2=1-5K euro
3-5K-10K euro
4=10K-50K euro
5=50K-100K euro
6=100K-250K euro
7=250K-500K euro
8=500K-1M euro
9=1M-2,5M euro
10=2,5M-5M euro
11=più di 5M di euro
ND=non disponibile

prevalenza femminile
NO

Legenda prevalenza femminile/giovanile/straniera
NO: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 ≤ 50%
Maggioritaria: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 > 50%
Forte: [% del capitale sociale + % Amministratoril / 2 > 66%
Esclusiva: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 = 100%
?: Non disponibile

I dati sulla prevalenza sono riferiti al trimestre precedente

prevalenza giovanile
NO

Legenda prevalenza femminile/giovanile/straniera
NO: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 ≤ 50%
Maggioritaria: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 > 50%
Forte: [% del capitale sociale + % Amministratoril / 2 > 66%
Esclusiva: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 = 100%
?: Non disponibile

I dati sulla prevalenza sono riferiti al trimestre precedente

prevalenza straniera
NO

Legenda prevalenza femminile/giovanile/straniera
NO: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 ≤ 50%
Maggioritaria: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 > 50%
Forte: [% del capitale sociale + % Amministratoril / 2 > 66%
Esclusiva: [% del capitale sociale + % Amministratori] / 2 = 100%
?: Non disponibile

I dati sulla prevalenza sono riferiti al trimestre precedente