LABORATORI DI SETTORE
(SCUOLA SUPERIORE)
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Laboratorio di prove meccaniche e strutturali sui materiali
cod. MePA:
SIADLAB5169
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131400,00 €
IVA esclusa
Il laboratorio permette di caratterizzare sperimentalmente resistenza, deformazione, rigidità, durezza, fatica, torsione e temprabilità dei materiali attraverso macchine di prova, trainer e strumenti di misura dedicati. Gli studenti possono eseguire prove di trazione, compressione e flessione, analizzare travi e materiali strutturali, verificare la legge di Hooke e studiare la prova di Jominy. Modellazione e stampa 3D, acquisizione dati e osservazione microscopica completano il percorso dalla preparazione del provino all'analisi dei risultati.
In sintesi
Prove meccaniche
Trazione, compressione, flessione, torsione e durezza con macchina universale, trainer ed estensimetri.
Fatica e temprabilità
Studio dei carichi ciclici, della resistenza a fatica e della temprabilità mediante prova Jominy.
Analisi e modellazione
Acquisizione dati, modellazione 3D, stampa di provini e osservazione dei materiali mediante stereomicroscopio.
Caratterizzazione meccanica e strutturale dei materiali
Il laboratorio consente di analizzare il comportamento di materiali metallici, compositi e avanzati sottoposti a differenti condizioni di carico.
La macchina universale e i diversi trainer permettono di osservare fenomeni di deformazione elastica e plastica, resistenza, flessione, torsione, fatica e rottura, integrando le prove con sistemi di misura e acquisizione dati.
Le esperienze possono essere completate con progettazione e modellazione 3D, produzione di provini mediante stampa additiva e osservazione microscopica dei materiali utilizzati.
Il percorso collega carico, sforzo, deformazione, rigidezza, durezza, fatica e temprabilità, permettendo agli studenti di confrontare sperimentalmente il comportamento di differenti materiali e componenti strutturali.
Obiettivi didattici
- Analizzare le proprietà meccaniche dei materiali attraverso prove sperimentali su campioni reali.
- Comprendere i fenomeni di deformazione elastica e plastica.
- Studiare fatica, rottura e comportamento dei materiali sotto differenti condizioni di carico.
- Verificare sperimentalmente la legge di Hooke.
- Utilizzare estensimetri e sistemi di acquisizione per la misura delle deformazioni.
- Analizzare materiali strutturali attraverso prove di flessione e torsione.
- Studiare la temprabilità mediante il metodo Jominy e misure di durezza.
- Utilizzare modellazione e stampa 3D per la preparazione di componenti e provini destinati alle prove.
Attività ed esperienze didattiche
Trazione e compressione
Esecuzione di prove su provini e rilevamento delle curve sforzo-deformazione mediante macchina universale.
Flessione e deformazione
Analisi di travi e materiali strutturali mediante estensimetri e sistemi per lo studio delle deformazioni.
Torsione e rigidità
Confronto tra materiali a diversa rigidezza e verifica sperimentale della legge di Hooke.
Resistenza a fatica
Applicazione di carichi ciclici con variazione dei parametri per analizzare il comportamento a fatica dei materiali.
Temprabilità Jominy
Determinazione della temprabilità mediante metodo Jominy e confronto della durezza nei diversi punti del campione.
Modellazione e stampa 3D
Creazione di modelli e realizzazione di provini o componenti personalizzati destinati alle attività sperimentali.
Competenze sviluppate
Le attività permettono di sviluppare competenze nella caratterizzazione meccanica dei materiali, acquisizione dei dati sperimentali e interpretazione delle deformazioni.
Gli studenti possono inoltre confrontare materiali metallici, compositi e avanzati, utilizzare strumenti per prove di durezza e temprabilità e integrare i risultati con modellazione 3D e osservazione microscopica.
Macchina universale per trazione, compressione e flessione
La macchina universale permette di eseguire prove di trazione, compressione e flessione su provini metallici e non.
Il sistema di acquisizione dati integrato consente di rilevare le informazioni ottenute durante le prove e di analizzare le curve sforzo-deformazione.
Misura delle deformazioni con estensimetro
L'estensimetro permette di misurare le deformazioni prodotte durante le prove meccaniche.
Le misure possono essere messe in relazione con i carichi applicati per analizzare il comportamento del materiale durante le differenti fasi della prova.
Prova di durezza Brinell
La macchina universale è completata da un indentatore Brinell dedicato alle prove di durezza.
La dotazione amplia le attività di caratterizzazione consentendo di affiancare alle prove di resistenza e deformazione l'analisi della durezza del materiale.
Imbutitura, taglio doppio e molla a disco
La configurazione comprende moduli aggiuntivi per esperimenti di imbutitura, taglio doppio e molla a disco.
Questi accessori ampliano le tipologie di prova eseguibili con la macchina universale e permettono di osservare differenti comportamenti meccanici.
Travi, balestre e molle elicoidali
La dotazione include trave, balestra e molla elicoidale per prove dedicate al comportamento di elementi meccanici sottoposti a carico.
La molla elicoidale è utilizzata nelle attività di compressione, mentre gli altri componenti supportano le esperienze di caratterizzazione previste.
Rigidità, deformazioni elastiche e legge di Hooke
Il sistema didattico dedicato permette di analizzare rigidità e deformazioni elastiche dei materiali.
Il kit aggiuntivo consente di estendere le prove e di verificare sperimentalmente la legge di Hooke mettendo in relazione carico e deformazione.
Prove di torsione sui materiali
Un trainer specifico permette di eseguire prove di torsione e di analizzare il comportamento dei materiali sottoposti a questo tipo di sollecitazione.
Le attività possono essere confrontate con i risultati ottenuti nelle prove di trazione, compressione e flessione.
Prove di flessione su travi strutturali
La postazione da banco consente di eseguire test di flessione su travi e di osservare le deformazioni prodotte dal carico.
Il sistema permette di affrontare l'analisi della rigidezza e delle deformazioni interne nei materiali strutturali.
Acciaio, compositi e fibra di carbonio
Il set di travi comprende elementi in acciaio, materiali compositi e fibra di carbonio con estensimetri integrati.
La configurazione permette di confrontare materiali differenti sottoposti alle medesime tipologie di prova e di analizzarne il comportamento strutturale.
Resistenza a fatica e carichi ciclici
L'unità dedicata consente di eseguire prove cicliche di resistenza a fatica variando i parametri di carico.
Gli studenti possono così studiare il comportamento dei materiali sottoposti a sollecitazioni ripetute e confrontarne la risposta durante le prove.
Temprabilità con prova Jominy
Il sistema Jominy permette di studiare la temprabilità dei materiali e di confrontare differenti zone del provino.
Le attività comprendono la preparazione del campione mediante incudine dedicata e la successiva valutazione della durezza in più punti.
Durometro Rockwell
Il durometro Rockwell viene utilizzato per misurare la durezza nei differenti punti del campione sottoposto alla prova di temprabilità.
Le misurazioni permettono di confrontare le zone del provino nell'ambito dell'esperienza Jominy.
Stampa 3D di provini e componenti
La stampante 3D ad alta velocità permette di realizzare provini e componenti personalizzati destinati alle attività del laboratorio.
Il box di essiccazione filamenti e il set di bobine completano la dotazione dedicata alla produzione additiva.
Modellazione 3D per la preparazione dei test
La workstation docente comprende un software professionale per la modellazione 3D.
Gli studenti possono creare e modificare componenti da sottoporre successivamente alle attività di produzione e prova previste nel laboratorio.
Osservazione dei materiali con stereomicroscopio
Lo stereomicroscopio trinoculare con telecamera CMOS da 10 MP permette di effettuare osservazioni sui materiali e acquisire immagini.
Le immagini possono essere utilizzate per documentare le prove e affiancare l'analisi visiva ai risultati meccanici ottenuti.
Acquisizione ed elaborazione dei dati sperimentali
Il sistema di acquisizione integrato e il notebook permettono di gestire i dati ottenuti durante le prove.
Le informazioni raccolte possono essere elaborate e utilizzate per rappresentare e confrontare il comportamento dei diversi materiali esaminati.
Visualizzazione delle prove in tempo reale
La document camera permette di visualizzare i test sul monitor interattivo durante le attività didattiche.
Il sistema multimediale facilita la condivisione delle osservazioni e dei risultati con l'intero gruppo di lavoro.
Componenti del laboratorio
| Q.tà | Descrizione |
|---|---|
| Macchina Universale per Prove sui Materiali | |
| 1 | Macchina universale per prove di trazione, compressione e flessione |
| 1 | Estensimetro per misurazioni di deformazioni |
| 1 | Indentatore Brinell per prove di durezza |
| 1 | Moduli aggiuntivi per esperimenti di imbutitura, taglio doppio e molla a disco |
| 1 | Trave e balestra per prove meccaniche |
| 1 | Molla elicoidale per test di compressione |
| 1 | Sistema di acquisizione dati integrato |
| Trainer per rigidità, flessibilità e torsione | |
| 1 | Sistema didattico per l'analisi della rigidità e delle deformazioni elastiche |
| 1 | Kit per prove aggiuntive sui materiali e per la verifica della legge di Hooke |
| 1 | Trainer specifico per prove di torsione su materiali |
| Trainer per travi in flessione | |
| 1 | Postazione da banco con sistema per test su travi in flessione |
| 1 | Set completo di travi in acciaio, compositi e fibra di carbonio con estensimetri integrati |
| 1 | Moduli per analisi della rigidezza e delle deformazioni interne in materiali strutturali |
| Prove di resistenza a fatica | |
| 1 | Unità avanzata per prove cicliche di resistenza a fatica, con possibilità di variare i parametri di carico |
| Temprabilità – Prova di Jominy | |
| 1 | Sistema completo per la misura della temprabilità secondo il metodo Jominy |
| 1 | Incudine dedicata per la preparazione dei provini |
| 1 | Durometro Rockwell per la valutazione della durezza in vari punti del campione |
| Stampa 3D | |
| 1 | Stampante 3D ad alta velocità per la realizzazione rapida di provini e componenti personalizzati |
| 1 | Box di essiccazione filamenti e set di bobine |
| 1 | Tavolo multiuso per lavorazioni e appoggio stampante |
| Postazione docente | |
| 1 | Scrivania angolare canalizzabile con poltroncina ergonomica |
| 1 | Workstation ad alte prestazioni con doppio monitor 4K |
| 1 | Software professionale per la modellazione 3D |
| 1 | Stereomicroscopio trinoculare con telecamera CMOS 10 MP per osservazioni su materiali |
| Strumenti multimediali e arredi | |
| 1 | Monitor interattivo |
| 1 | Piattaforma di apprendimento digitale per la gestione delle attività didattiche |
| 1 | Document camera per la visualizzazione dei test in tempo reale sul monitor interattivo |
| 6 | Banchi da lavoro 2000 L x 750 P x 732/1057 H mm |
| 12 | Sgabelli elevabili |
| 1 | Notebook per l'elaborazione dei dati acquisiti |
| 1 | Armadio di sicurezza per la conservazione dei materiali e degli accessori |
| 1 | Impianto di alimentazione elettrica completo per la sala |
| 1 | Installazione, collaudo e formazione inclusi |
Domande sul laboratorio
Quali prove meccaniche possono essere eseguite?
La configurazione permette di affrontare trazione, compressione, flessione, torsione, fatica, durezza e temprabilità, oltre a esperienze dedicate a rigidità e deformazioni elastiche.
È possibile confrontare materiali differenti?
Sì. Il laboratorio comprende attività su materiali metallici, compositi e avanzati e un set di travi in acciaio, compositi e fibra di carbonio.
Come viene studiata la temprabilità?
È previsto un sistema dedicato alla prova di Jominy, con incudine per la preparazione dei provini e durometro Rockwell per confrontare la durezza nei diversi punti del campione.
Il laboratorio comprende modellazione e stampa 3D?
Sì. La configurazione include software professionale di modellazione 3D e stampante 3D per realizzare provini e componenti personalizzati destinati alle attività sperimentali.
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