Meccanica Magazine n. 4

industrial automation
transportation
safety
NUMERO QUATTRO
artificial intelligence
wind engineering
design
robotics
sensors
testing
control
materials
security
structures
monitoring
modelling
measurement
advanced manufacturing
3D printing
extended reality
MILANO FEBBRAIO 2023 / PERIODICO ANNUALE / DISTRIBUZIONE GRATUITA

meccanica magazine

Meccanica Magazine
Periodico Annuale
meccanica magazine
Direttore Responsabile
Marco Bocciolone
Responsabile Editoriale
Riccardo Casati
meccanica magazine
2
Meccanica Magazine, un anno
del Dipartimento di Meccanica
del Politecnico di Milano “in
stampa”. La nostra ricerca, i nostri
risultati, la nostra cultura e il
nostro sguardo verso il futuro.
Comitato Editoriale
Marina Carulli
Ali GÖkhan Demir
Alessandra Di Palo
Andrea Manes
Paolo Schito
Gisella Tomasini
Emanuele Zappa
Editore e Proprietario
Politecnico di Milano - Dipartimento di Meccanica
Meccanica Magazine, a year of
the Department of Mechanical
Engineering of Politecnico di
Milano “in print”. Our research,
achievements, culture, and a
glance to the future.
Dipartimento di Meccanica
via La Masa, 1 - Milano
www.mecc.polimi.it
meccpolimi
Pubblicazione annuale n.4
Febbraio 2023
Registrazione presso il Tribunale
di Milano n° 238 del 06/11/2019
Stampa: Editoria Grafica
Colombo - Valmadrera (LC)
04
Meccanica Magazine è realizzato
in collaborazione con:
Francesca Brambilla Comunicazione

meccanica magazine
3
Jonathan Guaitamacchi - Epi-Genesi - 2020 - tecnica mista su PVC - cm 150x200

Governance 2020-2022
Head of Department: Prof. Marco Bocciolone
Deputy Head: Prof.ssa Bianca Maria Colosimo
Head of Administration: Ing. Alessandro Tosi
Governance 2023-2025
Head of Department: Prof. Marco Belloli
Deputy Head: Prof. Stefano Foletti
Head of Administration: Ing. Alessandro Tosi
Scientific Commission
Prof. Marco Bocciolone
Prof.ssa Bianca Maria Colosimo
Scientific Commission
Prof. Marco Belloli
Prof. Stefano Foletti
meccanica magazine
Facts and Figures
Prof. Massimiliano Gobbi
Prof. Marco Giglio
Prof. Maurizio Vedani
Prof. Carlo Mapelli
Prof. Giorgio Colombo
Prof. Gaetano Cascini
Prof. Bortolino Saggin
Prof. Alfredo Cigada
Prof. Michele Monno
Prof. Giovanni Moroni
Prof. Paolo Pennacchi
Prof. Roberto Corradi
Department Board
Prof. Marco Bocciolone
Prof.ssa Bianca Maria Colosimo
Prof. Massimiliano Gobbi
Prof. Marco Giglio
Prof. Maurizio Vedani
Prof. Carlo Mapelli
Prof. Giorgio Colombo
Prof. Gaetano Cascini
Prof. Bortolino Saggin
Prof. Alfredo Cigada
Prof. Michele Monno
Prof. Giovanni Moroni
Prof. Paolo Pennacchi
Prof. Roberto Corradi
Department Board
Prof. Marco Belloli
Prof. Stefano Foletti: PNRR projects
4
Prof. Francesco Braghin: international relations
Prof. Stefano Manzoni: teaching
Prof. Francesco Ferrise: culture, sport, equal
opportunities, social responsability
Prof. Stefano Foletti: young researchers, research
lines and department interactions
Prof. Riccardo Casati: communication and Alumni
Prof.ssa Barbara Previtali: “Department of
Excellence“ and “Competence Center Made“ Projects
Prof. Riccardo Casati: communication
Prof. Marcello Colledani: sustainability
Prof.ssa Serena Graziosi: international relations
Prof. Andrea Manes: research
Prof. Stefano Manzoni: teaching
Prof.ssa Gisella Tomasini: social responsibility
Dott.ssa Anna De Santis
Ing. Alessandro Tosi
Dott.ssa Anna De Santis
Ing. Alessandro Tosi
Research Lines
Prof. Roberto Corradi: Dynamics and Vibration of
Mechanical Systems and Vehicles
Prof. Marco Giglio: Machine and Vehicle Design
Prof. Giovanni Moroni: Manufacturing and Production
Systems
Prof. Maurizio Vedani: Materials
Prof. Bortolino Saggin: Measurements and
Experimental Techniques
Prof. Giorgio Colombo: Methods and Tools for
Products Design
Research Lines
Prof. Roberto Corradi: Dynamics and Vibration of
Mechanical Systems and Vehicles
Prof. Marco Giglio: Machine and Vehicle Design
Prof. Giovanni Moroni: Manufacturing and Production
Systems
Prof. Maurizio Vedani: Materials
Prof. Bortolino Saggin: Measurements and
Experimental Techniques
Prof. Giorgio Colombo: Methods and Tools for
Products Design

Faculty and Staff (as of December 2022)
Full Professors: 38
Associate Professors: 59
Assistant Professors: 32
Research fellows (not PhD): 54
PhD Candidates: 247
Technical and administrative staff: 53
Facts and Figures
Advisory Board
Alessio Facondo: CEO at Fimer S.p.A
Andrea Zanella: Global Marketing Director at Kedrion Biopharma and Vice Chairman at Dianax Srl
Bartolomeo Pescio: Head commercial strategy at OCI N.V.
Lorena Capoccia: CEO and Board Member at Sicme Motori
Lucia Chierchia: Managing Partner at Gellify
Marco Fainello: CTO at Danisi Engineering and Executive Director at Addfor SpA
Paolo Braghieri: Business Owner at G.B.C. s.a.
Paolo Cederle: Italian Executive Chairman and Country Manager at Everis SpA
Paolo Manzoni: Co-Founder NEGOCO Srl - QUIGO
Roberto Beltrame: Managing Director at Microelettrica Scientifica and CEO at KBRSI (Knorr-Bremse
Rail System Italia)
Tommaso Ghidini: Head of the Structures, Mechanisms and Materials Division at TEC-MS Mechanical
Department, ESA - European Space Agency
Rankings
In 2022 our Department ranked 13th in the world, 6th in Europe and 1st in Italy according to QS World
University Ranking by Subject – Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering.
National and international research projects
33 H2020 EU-funded projects currently active
35 Other European/National/Regional projects currently active
8 PNRR/NRRP projects currently active
meccanica magazine
5
0,06
0,01
0,23
0,12
Fundings
2,08
2,01
2,37
2,24
1,48
FUNDING [M€]
4,07
4,05
6,66
7,78
9,27
9,09
10,13
2019 2020 2021 2022
YEAR
Private
Public and similar UE Teaching

Patents / Inventions Publications and Conferences
260
11
12
230
International journal paper
23
15
36
51
289
346
meccanica magazine
391
6
5
6
34
11
187
12
12
35
2018 2019
2020 2021
National conference paper
National journal paper
27
39
3
11
171
8
34
21
International book contribution
45
21
4
International conference paper
38
152
4
59
18
2018 2019 2020 2021 2022
Inventions DMEC
Patents DMEC
Total

meccanica magazine
7

Prof. Marco Bocciolone
meccanica magazine
8
Nullius boni sine socio
iucunda possessio est.
Lucio Anneo Seneca

ITA
Care Amiche, Cari Amici,
il tempo passa rapido, siamo al quarto numero di Meccanica
Magazine la rivista annuale del Dipartimento di Meccanica del
Politecnico di Milano, l’ultimo del mio mandato incominciato sei anni
fa.
È stato un sessennio vissuto pienamente e di corsa tra gli impegni
di senatore di Ateneo e quelli di direttore. Un periodo iniziato con
la presunzione che le esperienze precedenti di prorettore del Polo
Territoriale di Lecco e, quelle più lontane nel tempo, di membro della
giunta e di responsabile dei laboratori del Dipartimento di Meccanica
fossero sufficienti per affrontare “facilmente” gli impegni del ruolo;
finito con la certezza di aver percorso una strada sì tortuosa,
ma carica di soddisfazioni e di “cose belle” non certo solo per se
stesse, ma perché vissute con amici; Nullius boni sine socio iucunda
possessio est (nessuna cosa è bella da possedere se non si hanno
amici con cui condividerla – Lucio Anneo Seneca). Tutti insieme
abbiamo condiviso successi molto gratificanti e stimolanti (uno per
tutti: DMEC Dipartimento di Eccellenza 2018 - 2022) ma anche le
difficoltà e le criticità del costruire giorno per giorno un cammino
comune nella diversità delle competenze e delle conoscenze
scientifiche, degli obiettivi e dei modelli di governance; il tutto reso
più complesso dal periodo di pandemia che ci ha costretto a gestire
un’emergenza a cui non eravamo preparati né umanamente e né
operativamente e per la quale abbiamo tirato fuori “dalla cassetta
degli attrezzi” di ciascuno di noi e della comunità DMEC gli strumenti
per re-inventare la didattica, il modo di far ricerca, la terza missione,
il public engagement con il denominatore comune di non volere
rinunciare al piacere dei contatti personali (magari per necessità
solo digitali) con i colleghi e gli studenti.
Un grande grazie a tutti i colleghi della Direzione, della Giunta,
della Commissione Scientifica, dell’Advisory Board. Un affettuoso
pensiero a tutto il personale tecnico e amministrativo senza la
cui competenza e passione i traguardi ottenuti sarebbero stati
irraggiungibili.
Chiudo salutando tutti i colleghi del Senato Accademico con i quali
- oltre a condividere il sentire “politecnico” - ho avuto la possibilità
di discutere, progettare e partecipare alla costruzione della vita
dell’Ateneo.
ENG
Dear Friends,
Time flies, and here is the fourth number of Meccanica Magazine,
the annual issue of the Department of Mechanical Engineering, and
the last one published being the Head of the Department.
I got to live the past six years intensely and always in a rush due to
the agenda of both a Member of the Academic Senate and of the
Head of the Department. When I started, I was confident that my
previous experience, as the Vice Rector for Lecco Campus, as a
member of the Department Board and, even before that as the
department labs manager, was enough to easily face the challenges
of this role. As this journey ends, I am aware that I travelled a rough
road still filled with satisfaction and beautiful things, not because
they were beautiful indeed, but because I could share them with
my friends. Nullius boni sine socio iucunda possessio est (nothing
is beautiful unless you have friends to share them with) – Lucio
Anneo Seneca. Together we achieved remarkable and inspiring
successes (i.e. the Department of Excellence 2018-22 project,
…). But we also faced difficulties coming from building day by
day a common path even with different expertise and scientific
knowledge, objectives and governance models. On top, we also
experienced the complications of the pandemic, which forced us to
handle an emergency we weren’t humanly and practically prepared
for. Still, each of us found in our own and in the DMEC “toolboxes”
the tools to re-think teaching activities, the way we do research,
our Third Mission and public engagement. The baseline was being
unable to cut personal social relations (even though online only) with
colleagues and students.
Special thanks to my colleagues of the Department Governing
Bodies: the managers, the members of the Department Board, of
the Scientific Commission and of the Advisory Board. I warmly thank
also the technical and administrative staff whose skills and passion
made it possible to reach such goals.
Finally, I would like to thank my colleagues and members of the
University Senate with whom I share a “politecnico” sense, for the
chance to discuss, plan and take part in bringing our University alive.
meccanica magazine
9
Marco Bocciolone
Direttore del Dipartimento di Meccanica 2017-2022
Marco Bocciolone
Head of Department 2017-2022

Marco Belloli
La parola al Direttore
meccanica magazine
10
Il 21 novembre 2022, Marco Belloli è stato eletto direttore del
Dipartimento di Meccanica per il prossimo triennio 2023-2025.
Il Prof. Belloli, laureato in Ingegneria Meccanica al Politecnico di
Milano, è Professore Ordinario di Meccanica Applicata ed è stato
Direttore Scientifico della Galleria del Vento.
On 21st November 2022, Marco Belloli has been elected Head of
the Department of Mechanical Engineering for the 2023-2025
term. Prof. Belloli, who graduated in Mechanical Engineering at
Politecnico di Milano, is Full Professor of Applied Mechanics at
DMEC and Scientific Director of Politecnico di Milano Wind Tunnel.

ITA
La mia recente nomina a Direttore del Dipartimento di Meccanica
è avvenuta contestualmente all’elezione della nuova Rettrice del
Politecnico di Milano. Una sorta di doppio avvio - se volete - che
darà alle azioni del prossimo triennio, anche a livello di DMEC, una
connotazione fortemente innovativa. Allo stesso tempo, ci troviamo
di fronte a una fase di profonda transizione del sistema economico
europeo e di quello universitario nazionale, grazie alle straordinarie
opportunità offerte dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza –
PNRR.
Ricevo dalle mani del mio predecessore una struttura solida che,
nonostante le numerose criticità degli ultimi anni, non ha solo
“tenuto”, ma che è riuscita a migliorare i propri indicatori in termini
di autofinanziamento, crescita del personale strutturato e non
strutturato (penso in particolare a dottorandi/e e assegnisti) e
anche nel numero di personale tecnico-amministrativo.
La sfida più grande sarà il mantenimento di questa chiara eccellenza
che Meccanica ha sempre raggiunto, ma che andrà inserita in un
contesto rinnovato e in continuo, rapido, cambiamento. In termini
di ricerca e reclutamento, sarà proprio il PNRR a rappresentare
un elemento di grande novità, anche attraverso la partecipazione
a centri nazionali, ecosistemi e partenariati, che vedranno i nostri
docenti e ricercatori direttamente coinvolti. A noi il compito di
lavorare con queste importanti risorse, indirizzandole alla creazione
di nuovi filoni di ricerca e al consolidamento di quelli in cui siamo
già attivi e leader all’interno della comunità scientifica italiana
e internazionale. Penso, ad esempio, al Centro Nazionale per la
Mobilità Sostenibile (MOST) o al partenariato esteso Made in Italy.
Lo sguardo al futuro è rappresentato dai temi chiave su cui
punteremo nel prossimo triennio. Uno di questi è la crescita di
giovani ricercatori e ricercatrici, che perseguiremo attraverso un
piano di sviluppo e talent growth del corpo docente, rivolto alla
partecipazione – e all’ottenimento – di Grant individuali di primo
livello, europei e nazionali, come ERC, FIS e FISA.
Inoltre, investiremo risorse ed energie in una nuova strategia di
internazionalizzazione, su un primo piano di mobilità internazionale
in ingresso e in uscita di giovani ricercatori e ricercatrici, a partire
dai PhD, e su un secondo livello dedicato alle figure senior, affinché
trovino lo stimolo e l’opportunità a collaborare con altre università
all’interno delle reti cui già appartiene l’Ateneo, come ambasciatori
del Dipartimento nella costruzione di relazioni strutturate con altri
enti di ricerca.
Il 2023 sarà anche l’anno di avvio della nuova Laurea Magistrale in
Ingegneria Meccanica, frutto dell’importante revisione didattica
che si è da poco conclusa e che ha visto tra i protagonisti di
questa riforma molti docenti del DMEC. Il mio impegno, a nome del
Dipartimento, sarà quello di rinnovare il sostegno a questa iniziativa
e di garantire un contributo fattivo ed efficace alla sua realizzazione.
ENG
My recent appointment as Head of the Department of Mechanical
Engineering took place at the same time as the election of the
new Rector of Politecnico di Milano. A sort of double start - if you
like - which will give the actions of the next three years, also at
Department level, a highly innovative connotation. In the meantime,
we are facing a phase of profound transition in the European
economic system and in the national academic system, thanks to
the extraordinary opportunities offered by the National Recovery
and Resilience Plan - PNRR.
I have received from my predecessor’s hands a solid structure
which, despite the numerous critical issues of the recent years,
has not only “held on”, but also managed to improve its indicators, in
terms of self-financing, growth of tenured and untenured personnel
(in particular, PhDs and research fellows) and in the number of
technical-administrative staff.
The biggest challenge will be keeping up with this seal of excellence
that DMEC has always achieved, now inserting it in a renewed and
continuously, rapidly changing context. In terms of research and
recruitment, the PNRR will represent a new element through the
participation in national centers, ecosystems and partnerships,
which will see our professors and researchers directly involved.
We bear the task of handling properly these important resources,
directing them to the creation of new lines of research and the
consolidation of those in which we are already active and leaders
within the Italian and international scientific community. I am
thinking, for example, of the National Center for Sustainable Mobility
(MOST) or of the Made in Italy PE.
Our approach to the future is also represented by some key themes
on which we will focus in the next three years. One of them is the
career growth of young researchers, which we hope to achieve
through a talent development plan for the academic staff aimed
at participating - and at obtaining - top-level individual grants,
European and national, such as ERC, FIS and FISA.
Moreover, we will invest resources and energy in a new
internationalization strategy, on a first level of incoming and
outgoing international mobility of young researchers, starting
with PhDs, and on a second level dedicated to senior figures, so
that they can find the stimulus and opportunity to collaborate with
other universities as ambassadors of the Department, in building
structured relationships with other research institutions.
2023 will also be the opening year of the new Master’s Degree
in Mechanical Engineering, the result of a relevant educational
revision that was recently concluded, and had a conspicuous
number of DMEC Faculty directly involved. My commitment, on
behalf of the Department, will be to renew my support for this
initiative and to guarantee an active and effective contribution to its
implementation.
meccanica magazine
11
Marco Belloli
Direttore del Dipartimento di Meccanica
Marco Belloli
Head of Department

Alessandro
Tosi
Responsabile Gestionale
meccanica magazine
12
ITA
Il Politecnico di Milano istituisce il ruolo del Responsabile
Gestionale nel 2013 per affiancare al Direttore di Dipartimento
una figura destinata al coordinamento del Personale Tecnico
Amministrativo ed al presidio dei processi funzionali alle attività
del personale di ricerca. Dopo aver avviato la collaborazione con il
Dipartimento nel 2001 ed aver contribuito a svilupparne i laboratori
sperimentali, dal 2013 ricopro questo ruolo. Attualmente lo staff
che coordino si compone di 52 persone equamente distribuite nella
rappresentanza di genere. Nell’ultimo decennio, il Dipartimento ha
vissuto forti cambiamenti: è divenuto più articolato lo spettro delle
fonti di finanziamento, è cresciuto il numero dei campi di ricerca
applicata in laboratorio con nuove sfide e nuovi fattori di rischio da
affrontare, è aumentata l’apertura ad iniziative di terza missione;
la comunicazione e le attività di disseminazione dei risultati
della ricerca sono nuove necessità, l’internazionalizzazione è una
opportunità da cogliere, l’assicurazione della qualità dei risultati
della ricerca è una richiesta del mercato. Fanno da contorno a
questo quadro di cambiamenti una forte spinta alla digitalizzazione
dei processi e l’aumento della pressione normativa che, se da una
parte intende proteggere l’organizzazione dalle minacce esterne,
dall’altra introduce un continuo aggravio procedurale. All’interno
di un contesto così rapidamente mutevole e con la prospettiva di
ulteriori accelerazioni nel processo di cambiamento delle esigenze
della struttura, le sfide che ci accompagneranno nel prossimo
futuro sono quella di assicurare il continuo aggiornamento
professionale e la motivazione del personale già in organico e
quella di creare presupposti di attrattività per giovani talenti
portatori di nuove competenze che vogliano investire passione
ed energie nel servizio pubblico, come è stato per me e per le
colleghe ed i colleghi con i quali condivido questo percorso.
ENG
Politecnico di Milano introduced the role of the Administrative
Manager in 2013, aiming to support the Department Head as the
person in charge of coordinating the administrative staff and
supervising the operational processes linked to the research
activities. My collaboration with the Department started in 2001,
when I contributed to developing new experimental labs; I took
on the role of Administrative Manager in 2013. Currently the staff
I coordinate counts 52 colleagues, perfectly gender balanced.
Over the past ten years, the Department has gone through
extensive changes: the structure of our funding system has
become more elaborate, the number of applied research
fields has increased and has presented new challenges to face
and risk factors to overcome; the number of Third Mission
initiatives has grown, the communication and dissemination
activities of research-related results has become necessary;
internationalization has become an opportunity to grab, and
guaranteeing the quality of the research results has become
a market request. In this constantly-changing scenario, the
boost of digitalization and the pressure coming from regulations
that aim at protecting the organization, but also represent a
procedural burden, have also played a significant role.
In such a rapidly ever-changing environment, and envisaging a
new speed-up in the transformation process linked to the needs
of our Department, the challenges to face in the upcoming future
are: keeping professionally updated and motivated the organic
staff and create new appealing opportunities for young talents
bringing new skills and willing to invest their energy in this public
service, just as it was and still is for the colleagues, with whom I
share this journey, and me.

Anna
De Santis
Responsabile Area Ricerca
ITA
Il servizio ricerca è la struttura abilitante del Dipartimento di
Meccanica per la definizione, formalizzazione e gestione degli
accordi sottostanti tutte le attività di ricerca, prove di laboratorio,
consulenza e didattica non istituzionale per enti terzi, pubbliche e
private, sia nazionali che internazionali.
A queste attività si aggiunge la stipula degli accordi con cui il
Dipartimento formalizza rapporti di collaborazione scientifica
con altri enti per lo svolgimento di attività congiunta e accordi
preliminari quali Memorandum of Understanding, Letter of Intent e
NDA. Il servizio, che opera in stretta e continua collaborazione con
gli altri servizi di Dipartimento e l’amministrazione centrale, mitiga
i rischi finanziari e legali del Dipartimento e dei docenti connessi
alle attività con enti terzi e garantisce un’efficace gestione dei
flussi di cassa.
Il team, composto di 5 persone, ha attivato e gestito, nel solo 2022,
più di 300 contratti e prove di laboratorio, per un controvalore
superiore a 10 ML di euro e più di 30 progetti di ricerca, nazionali ed
internazionali, in primis quelli finanziati dall’Unione Europea, per
un valore complessivo di ulteriori 10 ML di euro.
Negli ultimi sei anni, a partire dall’insediamento del prof. Marco
Bocciolone a Direttore di Dipartimento, le attività hanno visto
raddoppiare il valore dell’autofinanziamento e la previsione per il
prossimo triennio è di una ulteriore crescita, con un importante
contributo atteso dai progetti PNRR. In questa prospettiva di
crescita delle attività e del numero di stakeholders, pubblici e
privati, nazionali ed internazionali, sono certa che il fattore umano
sia ciò che continuerà a fare la differenza. Con la competenza,
professionalità, un adeguato numero di persone e con lo spirito
di collaborazione tra tutto il personale del Dipartimento potremo
sicuramente continuare a garantire le performance di questi anni.
ENG
The research Area is the enabling function of the Department
of Mechanical Engineering to define, finalise, and manage the
agreements underlying all research, lab testing, consulting and
non-academic teaching activities for third parties, private and
public, domestic and international.
In addition, it is in charge of drawing up preliminary contracts,
such as Memorandum of Understanding, Letters of Intent and
NDAs, and contracts for the scientific collaborations between
the Department and other institutions to carry out joint activities.
The area, which works directly and constantly in collaboration
with other Departmental Areas and University Administration
Offices, reduces financial and legal risks for the Department
and its Professors linked to the activities with third parties and
guarantees the efficient management of the cash flow.
The team has 5 members and has managed, in 2022 alone, more
than 300 contracts and lab tests worth over 10 million euros
and more than 30 national and international research projects,
especially those funded by the EU, for additional 10 million euros.
Over the last six years, under the leadership of Prof. Marco
Bocciolone as Head of the Department, the value of activities
doubled. The expectation is of further growth over the three
upcoming years, considering the significant contribution of
PNRR projects. In view of the increasing activities and the number
of domestic and international stakeholders, public and private, I
am sure the human factor will continue to be the differentiating
element. With the expertise, professionality, an adequate growth
of the team and the spirit of collaboration among the whole
Department people, we will be able to guarantee the same great
performances as the past years.
meccanica magazine
13

Luca
Signorelli
Responsabile Assicurazione
qualità del Dipartimento
meccanica magazine
14
ITA
La presenza del Dipartimento di Meccanica all’interno del Sistema
Qualità Politecnico inizia nel 1998 con l’accreditamento ottenuto
dal SIT - Servizio di Taratura in Italia (oggi Accredia Dipartimento
Tarature) del settore accelerazione.
Successivamente, a partire dall’anno 2004, il Dipartimento ottiene
la certificazione ISO 9001 per il processo di gestione di alcune
attività di prova e taratura, oltre che, fino al 2020, della didattica
non istituzionale.
Nel 2012 il nostro Dipartimento è poi il primo laboratorio del
Politecnico a conseguire l’accreditamento ISO 17025 per le attività
di prova, che attesta la competenza tecnica riconosciuta a livello
internazionale nell’esecuzione delle attività inserite nell’elenco
prove accreditato. L’elenco, inizialmente composto da 2 prove, si
è arricchito progressivamente nel corso degli anni fino a superare
le 20 prove accreditate.
Questo percorso ha coinvolto oltre 40 persone, attraverso
processi di comunicazione interna e formazione, stesura di
documenti tecnici e procedure gestionali. Particolare attenzione
è posta inoltre alla riferibilità metrologica della strumentazione,
mediante attività di taratura interna ed esterna, al fine di garantire
la riferibilità delle misure non solo nell’ambito delle attività
accreditate o certificate, ma anche in quello della ricerca.
Grazie all’applicazione del Sistema Qualità Politecnico e ai
relativi riconoscimenti di Parte terza ottenuti (accreditamenti e
certificazioni) il Dipartimento è in grado di approcciare in maniera
adeguata e conforme la gestione di contratti che prevedono
al proprio interno prove accreditate o attività certificate e di
supportare le attività che presentano requisiti in ambito qualità.
ENG
The Department of Mechanical Engineering got involved in the
Quality System of Politecnico in 1998 thanks to the certification
received by the Italian Service of Calibration (SIT), today called
Accredia Dipartimento Tarature, for the acceleration field.
Later, in 2004, the Department was awarded the ISO 9001
certification for the management processes of some testing
and calibration activities and, moreover, a certification for nonacademic
teaching activities up to 2020.
Our Department was the first Politecnico laboratory to get the
ISO 17025 certification for testing activities guaranteeing the
technical competence at an international level when carrying
out activities included in the list of accredited tests. This list,
originally made of 2 tests, progressively grew over the years to
counting today more than accredited tests.
This progression involved more than 40 people through internal
communication, training, technical document writing and
management procedure definition. Moreover, close attention
is paid to the metrological traceability of the instruments via
internal and external calibration activities, in order to guarantee
the traceability of the measurements for both accredited or
certified activities and for research purposes.
Thanks to the application of the Quality System of Politecnico and
to the certification received from third institutions (certifications
and qualifications), our Department is able to adequately address
and correctly manage the contracts that include certified
tests or activities and support any activity with specific quality
requirements.

Stefano
Bionda
Responsabile di
Laboratorio
ITA
Allo stato attuale i nostri Laboratori coprono una vasta parte
di campi della meccanica, da quelli più tradizionali a quelli più
d’avanguardia. Lo sforzo compiuto dall’insediamento in Bovisa
ci permette ad oggi di disporre di 5 edifici per una superficie
totale di 5.500 m 2 adibita a laboratorio con servizi centralizzati
per l’utilizzo di strumentazione, apparecchiature scientifiche e
macchinari oltre a servizi per richieste di lavorazioni, acquisti
e logistica. Attualmente disponiamo di oltre 2.500 strumenti e
apparecchiature per un patrimonio di svariati milioni di euro.
La gestione, il mantenimento e, soprattutto, la programmazione
delle azioni di miglioramento di questo sistema è certamente
l’attività più sfidante per tutto il personale del Dipartimento, sia
esso tecnico-amministrativo, docente o assimilato. La difficoltà
di questa sfida è inoltre amplificata dalla rapidità dei cambi di
tendenza nel mondo della ricerca e dalla conseguente rapidità di
obsolescenza degli investimenti effettuati.
L’incidenza sempre maggiore di finanziamenti UE e Nazionali come
il PNRR, l’aumento del numero di ricercatori con la conseguente
necessità di gestione e creazione di nuovi spazi e la modifica del
paradigma del concetto di ricerca con l’utilizzo sempre maggiore
di simulazioni numeriche, rende decisamente complessa la
capacità di previsione nel lungo periodo.
Da ingegnere, e da tecnico di laboratorio, credo che l’anima
sperimentale del Dipartimento non verrà mai a meno e che i
Laboratori continueranno ad essere il primo luogo dove sviluppare
la Ricerca. Il coinvolgimento di tutto il personale tecnicoamministrativo
e la presenza attiva del personale docente e
assimilato nei nostri Laboratori, soprattutto dei giovani ricercatori
e dei dottorandi, sono la chiave per affrontare costruttivamente le
sfide dei prossimi anni.
ENG
Nowadays, our labs cover topics from many traditional and
cutting-edge mechanical fields. The effort made after our
establishment in Bovisa allowed us to have five buildings, for
a surface of 5.500 square meters of labs and central services
to get instruments, scientific devices and equipment and to
address manufacturing, purchases and logistics requests.
The lab equipment includes more than 2.500 instruments and
equipment worth many million euros.
Managing, maintaining and scheduling actions to enhance
the whole system is, for sure, the most challenging activity
for the departmental staff, not only for lab technicians and
administration staff but also for Professors and Researchers.
What makes this challenge even more difficult is how quickly
trends change in the research world and, consequently, how
rapidly some investments become obsolete.
The increasing effect of EU and national founding, like PNRR,
the ever-growing number of researchers, requiring the need
to manage our working spaces and create new ones, and the
revision of the paradigm of the research concept with a stronger
implementation of numerical simulations extend the complexity
to make long-term forecasts.
As an engineer, and a lab technician, I believe the experimental
soul of the Department will live on forever and that our labs will
keep on being the central environment to carry out research
activities. The involvement of the administration and technical
staff in lab activities and the active presence of Professors and
researchers in our labs, especially young researchers and PhD
students, are the main ingredients to facing the challenges over
the year to come.
meccanica magazine
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Il Dipartimento e il
Piano Nazionale di
Ripresa e Resilienza
meccanica magazine
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ITA
Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) – parte del
programma Next Generation EU (NGEU) - è la risposta dell’Italia
all’emergenza globale Covid-19 e agli ostacoli che hanno bloccato
la crescita del sistema economico, sociale ed ambientale del
nostro Paese negli ultimi decenni e ha una dotazione di 750
miliardi di euro di cui 390 in termini di sovvenzioni.
Esso si articola in 16 Componenti, raggruppate in di 6 Missioni;
una di esse, la Missione 4, è dedicata all’Istruzione e alla Ricerca
e dipende dal MUR (Ministero Università e Ricerca).
La Missione 4 Componente 2 – dalla Ricerca all’Impresa - è
specificatamente dedicata all’università e agli istituti di
ricerca con risorse per 11.44 miliardi di euro e prevede quattro
misure - Partenariati estesi, Campioni nazionali, Ecosistemi
dell’Innovazione, Infrastrutture di ricerca e innovazione -
focalizzate su due obiettivi comuni: la Transizione Digitale e la
Transizione Verde.
L’ampia conoscenza teorica, metodologica e tecnologica
coniugata ad una forte vocazione al trasferimento tecnologico
e alla valorizzazione della ricerca hanno permesso all’Ateneo
di essere leader (HUB) del Centro Nazionale per la Mobilità
Sostenibile (MOST) e a DMEC in particolare di partecipare o come
spoke o come affiliato ad un numero significativo di misure che
nei prossimi tre anni permetteranno importanti investimenti
sia in giovani ricercatori sia in infrastrutture di ricerca in
partenariato con le imprese.
ENG
The Department and the National Recovery and Resilience Plan
The National Recovery and Resilience Plan (NRRP) - part of the
Next Generation EU (NGEU) program - is the Italian response to the
Covid-19 global emergency and to the obstacles that stopped the
growth of the economic, social, and environmental national systems
in the past ten years. It mobilises 750 billion euros, of which 390 in
grants.
NRRP counts 16 Components grouped into 6 Missions. One of them,
Mission 4, is entirely dedicated to Education and Research and is
managed by MUR (Italian Ministry of University and Research).
Mission 4, Component 2 - from Research to Business - is notably
dedicated to Universities and Research Institutes, with a budget of
11.44 billion euros, envisages four measures - Extended Partnerships,
National Centers, Innovation Ecosystems, R&S Infrastructures
- focused on two common goals: Digital Transition and Green
Transition.
The broad theoretical, methodical and technological knowledge,
together with the enhancement of technology transfer and
appreciation of research, allowed our university to become the
leader (HUB) of the National Center for Sustainable Mobility (MOST).
In particular, DMEC joins as SPOKE and AFFILIATE to a conspicuous
number of measures aiming at investing in young researchers and
research infrastructures in partnership with enterprises over the
next three years.

National Centre for
Sustainable Mobility
(MOST)
(Politecnico di Milano: HUB)
SPOKE 1 - Air Mobility
SPOKE 4 - Rail Transportation
SPOKE 5 - Light Vehicle and Active Mobility
SPOKE 6 - Connected and Autonomous Vehicle (CAV)
PoliMI Affliliate
PoliMI Spoke Leader (DMEC)
PoliMI Affliliate
PoliMI Affliliate
meccanica magazine
SPOKE 9 - Urban Mobility
PoliMI Affliliate
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SPOKE 13 - Electric Traction System and Batteries (ETSB)
PoliMI Spoke Leader
National Centre for
High Performance Computing, Big Data and
Quantum Computing
SPOKE 6 – Multiscale modelling & engineering applications
PoliMI Affliliate
National centre for
Agricultural Technologies (AGRITECH)
SPOKE 3 - Enabling technologies and sustainable strategies for the
smart management of agricultural systems and their environmental
impact
SPOKE 8 - New models of circular economy in agriculture through
waste valorization and recycling
PoliMI Affliliate
PoliMI Affliliate
Innovation ecosystem
Multilayered Urban Sustainability Action (MUSA)
SPOKE 3 - Deep Tech: Entrepreneurship & Technology Transfer
PoliMI Spoke Leader
Innovation ecosystem
Ecosystem for Sustainable Transition in Emilia-Romagna
(ECOSISTER)
SPOKE 1 - Materials for sustainability and ecological transition
SPOKE 3 - Green manufacturing for a sustainable economy
PoliMI Affliliate
PoliMI Affliliate
Extended partnership
Network 4 Energy Sustainable Transition (NEST)
SPOKE 2 - Energy Harvesting & off-Shore Renewable
PoliMI Affliliate
Extended partnership
Multi-risk science for resilient communities
under a changing climate (RETURN)
SPOKE 2 – Ground instabilities
PoliMI Affliliate
SPOKE 2- Eco-Design
PoliMI Affliliate
Extended partnership
3A-Italy Circular and Sustainable Made in Italy
(MICS 3A-ITALY)
SPOKE 4 - Smart and sustainable materials
SPOKE 5 - Close-loop, sustainable, inclusive factories, and processes
PoliMI Affliliate
PoliMI Spolke Leader
SPOKE 6 - Additive manufacturing
PoliMI Affliliate

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meccanica magazine
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Il laboratorio che guarda allo spazio
meccanica magazine
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ITA
Pronti a partire per Marte! Sì, proprio il pianeta rosso. Infatti, nei primi
mesi del 2022, si è conclusa l’integrazione dello strumento “MicroMED”,
un analizzatore di polvere per la missione ExoMARS sviluppato
presso il MetroSpace Lab. Questo laboratorio del Dipartimento
di Meccanica, situato presso il Polo Territoriale di Lecco, si occupa
di progettazione e sviluppo di strumenti per applicazione spaziale e,
in qualche caso, anche della loro realizzazione e qualifica. MicroMED
è destinato al lancio verso Marte, con la missione ESA-Roscosmos
ExoMars 2022. MicroMED è parte del “DustSuite”, un pacchetto di
strumenti scientifici per lo studio della polvere in atmosfera marziana,
di responsabilità dell’agenzia spaziale russa, Roscosmos. Il progetto
MicroMED è stato sviluppato in collaborazione con INAF-osservatorio
astronomico di Napoli-Capodimonte e INTA, un istituto
dell’agenzia spaziale spagnola, grazie ad un finanziamento di Regione
Campania POR-FESR2014-2020 e dell’ASI. Nonostante sia partito
con notevole ritardo, in poco meno di tre anni il programma di ricerca
ha consentito lo sviluppo e qualifica del progetto dello strumento
nonché la realizzazione di due modelli da volo dello stesso.
MicroMED è solo uno dei progetti in corso presso il laboratorio. Anche
lo strumento VISTA (Volatile In Situ Thermogravimeter Analyser)
è in fase di realizzazione avendo superato a giugno la “PDR”, la prima
revisione della missione da parte dell’ESA. VISTA, una microbilancia
al quarzo selezionata come payload per il satellite Milani all’interno
della missione HERA dell’ESA, è stato sviluppato in collaborazione
con l’INAF-IAPS di Roma e il CNR. L’obiettivo sarà misurare la contaminazione
molecolare presente a bordo del satellite e studiare le
emissioni dell’asteroide Didymos durante le fasi di flyby dello stesso
previste dalla missione. La fase attuale del progetto prevede la realizzazione
di un modello di qualifica da testare e consegnare entro la
prossima primavera e la realizzazione di modelli da volo da integrare
sul satellite Milani. Tuttavia, ci vorrà ancora parecchio lavoro per
arrivare alla fase di lancio, programmata nel 2024. C’è ancora molto
da fare, prove di qualifica da superare, consolidamento del progetto
finale, la realizzazione dei componenti, la loro caratterizzazione, le
attività di integrazione, verifiche funzionali e le prove di accettazione
sulle unità da volo.
La realizzazione degli strumenti rappresenta comunque un’eccezione
rispetto alle attività del laboratorio che si rivolgono generalmente
allo sviluppo di strumenti innovativi. Il laboratorio è stato ad esempio
responsabile dello studio di fattibilità dello strumento MAJIS per la
missione JUICE (ESA) che è ora in fase di realizzazione da parte di
Leonardo Company.
Gli studi di fattibilità sono particolarmente stimolanti dal punto di
vista ingegneristico poiché richiedono lo sviluppo di soluzioni progettuali
sempre diverse per adattarsi alle condizioni specifiche di
ciascuna missione. La modellazione dei sistemi meccanici e termici
degli strumenti scientifici e dei payload, punto di partenza per lo
sviluppo e lo studio di fattibilità, richiede sempre validazioni sperimentali,
date le condizioni estreme e inusuali che vengono analizzate.
Per questo motivo il fiore all’occhiello del MetroSpace Lab sono
i sistemi di prova in termovuoto e la strumentazione di misura che
consentono la verifica delle prestazioni degli strumenti in condizioni
ambientali e di sollecitazione tipiche delle diverse fasi delle missioni
oggetto di studio.
Per un progetto che volge alla conclusione altri sono ora in fase di
avvio con particolare attenzione alle prossime mete di primario interesse
per le agenzie spaziali, ovvero la Luna e Marte. Il laboratorio
si sta occupando della fattibilità della camera Daedalus-CAM, futuro
progetto ESA per l’esplorazione delle grotte lunari e sta sviluppando
due spettrometri ad immagini di concezione innovativa. RIIFS uno
spettrometro di Fourier immune alle vibrazioni e FISPEX, uno spettrometro
a campo integrale in grado di produrre immagini iperspettrali
con una singola acquisizione. I due sono candidati ideali rispettivamente
per esplorazioni da Rover della superficie e osservazioni
da satellite.

ENG
MetroSpace Lab: the laboratory headed to space
Next stop: Mars! Yes, the red planet. At the beginning of 2022, the
final integration was made on the scientific instrument “MicroMED”,
a dust analyzer developed at the MetroSpace Lab. This lab of the
Department of Mechanical Engineering is located on our campus
in Lecco. Here scientists carry out the design and development
of instruments for space applications and, sometimes, also their
manufacturing, integration, and qualification. MicroMED will fly to
Mars onboard the ESA-Roscosmos ExoMars 2022 mission. Micro-
MED is part of “DustSuite”, a series of scientific instruments aiming
at studying martian dust, which will be used by the Russian Space
Agency Roscosmos. The MicroMED project has been developed in
collaboration with the astronomical observatory of the INAF, located
in Capodimonte, and the INTA, Institute of the Spanish Space
Agency, and thanks to the funds POR-FESR2014-2020 received by
Regione Campania and by ASI. Even though it started way later than
expected, in less than three years the project resulted in two developed,
assembled, and qualified flying models of the instruments.
MicroMED is only one of the many projects currently under development
in our Laboratory. For example, also VISTA (Volatile In Situ
Thermogravimeter Analyser) is currently being assembled, since
last June it passed the PDR, the first revision carried out by the ESA.
VISTA, a quartz crystal microbalance (QCM) selected as a payload of
the Milani satellite of the HERA mission of the ESA, developed in cooperation
with the INAF-IAPS in Rome and the National Research
Centre. The objective will be to measure the level of molecular contamination
onboard the satellite and study its emission during the
flyby phases as planned around the Didymos asteroid. The current
step of the project involves the creation of an engineering model to
be tested and delivered by the end of next spring and flight models
for the Milani satellite. However, more work is to be done to build
the final model ready for the launch, scheduled in 2024. There are
many steps before the launch, for example, the qualification of the
engineering model, manufacturing of the flight models, integration,
functional testing, and acceptance tests.
Manufacturing space instruments is not a usual activity in the laboratory.
Its main activity focuses on developing innovative space
instruments, proving their feasibility at the initial phases of the
mission development. In this perspective, the Lab was responsible
for the feasibility design of the MAJIS instrument, within the JUICE
(ESA) mission framework, whose manufacturing is now performed
by Leonardo Company.
From an engineering point of view, feasibility studies are quite challenging
since they require the development of different design solutions
suitable according to the features of each mission. Modelling
thermal and mechanical systems of scientific instruments and
payloads, which are starting points for both the development itself
and feasibility study, always demands experimental validation, given
the extreme and unusual conditions object of the analysis. Therefore,
the MetroSpace Lab stands out for its Thermal Vacuum Chamber
(TVC) and measurement instruments, which allow evaluating the
performance of the instruments in environmental and stress conditions
typical of each phase of the currently analysed mission.
But if one project comes to an end, more are about to start, especially
those focusing on the next destinations of interest for Space
Agencies. The MetroSpace Lab is studying the development of Daedalus-CAM,
a panoramic camera to observe Moon caves for a future
ESA project, and two innovative imaging spectrometers: the RIIFS, a
Fourier-Transform Spectrometer immune to vibrations; and the FI-
SPEX, an integral field spectrograph able to produce hyperspectral
images after a single acquisition. These two instruments are ideal
candidates respectively for surface exploration through a Rover and
space exploration.
meccanica magazine
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Strumenti di
modellazione acustica
innovativi
per il controllo del rumore degli
pneumatici su strada
meccanica magazine
22
ITA
Il rumore ambientale, e in particolare il rumore da traffico stradale,
è un problema sempre più rilevante per la salute e il benessere
di milioni di persone in Europa. Alla luce degli stringenti requisiti
normativi, gli investimenti dell’industria automobilistica in ricerca e
sviluppo sono in continua crescita.
Pirelli e Politecnico di Milano sono da anni in prima linea nella ricerca in
ambito tyre/road noise, al fine di mettere a punto nuove metodologie
sperimentali e approcci modellistici che possano efficacemente
supportare lo sviluppo di pneumatici sempre più silenziosi.
ABEN (Airborne Exterior Noise) è un progetto pluriennale di
ricerca iniziato a maggio 2019, attivato nell’ambito dell’accordo
“Joint Labs” che, a 10 anni dalla prima firma, Pirelli e Politecnico
hanno recentemente rinnovato. ABEN ha ad oggetto lo sviluppo di
strumenti di modellazione innovativi per la simulazione acustica e
la previsione del rumore di rotolamento di uno pneumatico. Il tutto
con obiettivi diversificati, che vanno dalla definizione di nuovi criteri
di progettazione alla possibilità di prevedere il rumore nelle reali
condizioni operative, senza ricorrere a prototipi fisici.
Ad oggi, il progetto ABEN ha già portato alla realizzazione di un
software specifico per supportare l’ottimizzazione acustica del
disegno battistrada ed è in corso lo sviluppo di un modello previsionale
del rumore di rotolamento basato su algoritmi di machine learning.
Le prossime sfide che il team di progetto sarà chiamato ad
affrontare riguardano la correlazione tra i campi acustici prodotti
nelle condizioni di test indoor e outdoor e l’ulteriore sviluppo di
modelli fisici 3D per la simulazione vibroacustica dello pneumatico.
Il progetto ABEN, in collaborazione con Pirelli, è diretto dal Prof.
Roberto Corradi.
ENG
ABEN: innovative acoustic modelling tools for tyre/road noise
control
Environmental noise, and in particular road traffic noise, is a
growing concern for the health and well-being of millions of people
in Europe. The increasing pressure from regulations and standards
has led to a substantial R&D effort in the automotive industry.
Pirelli and Politecnico di Milano have been at the forefront of
tyre/road noise research for years, to build up new experimental
methodologies and modelling approaches that can effectively
support the development of more and more silent tyres.
ABEN (Airborne Exterior Noise) is a long-term research project
started in May 2019, activated under the ‘Joint Labs’ programme,
that Pirelli and Politecnico di Milano have recently renewed, ten
years after the first agreement. ABEN focuses on the development
of innovative modelling tools for acoustic simulation and tyre noise
prediction. All with diversified objectives, ranging from the definition
of new design criteria to the possibility of predicting noise in real
operating conditions, without resorting to physical prototypes.
To date, the ABEN project has already led to the release of a
dedicated software to support the acoustic optimization of the
tread pattern, and a machine learning based predictive model of tyre
rolling noise is currently under development.
The next challenges that the project team will face are the
correlation between the sound fields produced in indoor and
outdoor test conditions and the further development of 3D physical
models for tyre vibroacoustic simulation.
The ABEN project, in collaboration with Pirelli, is directed by Prof.
Roberto Corradi.

meccanica magazine
23

Sette partner internazionali
uniscono le forze per aiutare le
persone con problemi di perdita
dell’olfatto:
meccanica magazine
il progetto
24
ITA
Il 1° settembre 2021 ha avuto inizio il progetto ROSE (Restoring Odorant
Detection and Recognition in Smell Deficits), finanziato dal programma
Horizon 2020 European Innovation Council Pathfinder Pilot
(ex FET Open) per un ammontare totale di 3 milioni di euro.
Il programma EIC Pathfinder Pilot finanzia e supporta la ricerca scientifica
e tecnologica in fase iniziale portata avanti da consorzi che
esplorano nuove idee per tecnologie future radicalmente nuove che
sfidano i paradigmi attuali e si avventurano nell’ignoto con l’obiettivo
di generare innovazione con importanti risvolti sociali ed economici.
Nel progetto ROSE sette partner internazionali, coordinati dal Centro
nazionale francese per la ricerca scientifica (CNRS) e più precisamente
dal Lyon Neuroscience Research Center (CRNL, CNRS / Inserm /
Claude Bernard Lyon 1 University), uniscono le proprie forze e competenze
con l’obiettivo di far progredire la tecnologia a supporto delle
persone che hanno problemi nella percezione degli odori.
La perdita parziale e totale dell’olfatto (chiamate rispettivamente
iposmia e anosmia) colpisce circa il 20% della popolazione mondiale
con effetti negativi sulla qualità della vita. La pandemia di Covid ha
dimostrato che nel mondo quasi una persona su due positiva al Covid
soffre di una perdita olfattiva che, in alcuni casi, persiste anche per
un lungo periodo.
A differenza di altri sistemi sensoriali, attualmente non esiste una
tecnologia avanzata in grado di ripristinare parzialmente o totalmente
l’olfatto. L’obiettivo principale del progetto ROSE è sviluppare un
proof of concept che combini sensori di odore miniaturizzati e array
di stimolazione che saranno valutati in pazienti con disturbi dell’olfatto.
Data la complessità della tematica, il progetto ROSE ha una forte
connotazione interdisciplinare, includendo molteplici discipline, tra
cui nanotecnologie, microtecnologie, biotecnologie, progettazione
meccanica, neurochirurgia, olfatto clinico, neuroscienze e psicologia
cognitiva.
Il ruolo del Politecnico di Milano - Dipartimento di Meccanica consiste
principalmente nello studio e sviluppo di una metodologia per l’acquisizione
e la modellazione della cavità nasale da utilizzare nella progettazione
di “nasi artificiali miniaturizzati” su misura e nella progettazione,
simulazione, costruzione e validazione dei prototipi di questi nasi
artificiali miniaturizzati.
Gli altri partner internazionali coinvolti nel progetto sono: École
Polytechnique Fédérale de Lausanne (Svizzera), University of Thessaloniki
(Grecia), University of Dresden (Germania), l’azienda Aryballe
(Francia) e French Alternative Energies and Atomic Energy Commission
(CEA, Francia).
Oltre al suo obiettivo centrale, il progetto ROSE aprirà anche nuove
possibilità scientifiche e tecnologiche per la miniaturizzazione dei
sensori che possano essere utilizzati per applicazioni affini. Tra queste
è possibile annoverare elettrodomestici più intelligenti, la ricerca
e sviluppo e il controllo qualità di alimenti, aromi e fragranze, e nuovi
approcci neurostimolanti per la ricerca neuroscientifica.

ENG
Seven international partners join forces to help people with loss of
smell: the ROSE project
On the 1st of September 2021, the ROSE (Restoring Odorant Detection
and Recognition in Smell Deficits) project kicked off. The project has
been awarded 3M€ by the Horizon 2020 European Innovation Council
Pathfinder Pilot programme (formerly FET Open).
The EIC Pathfinder Pilot programme funds and supports early-stage,
science and technology research by consortia exploring novel ideas
for radically new future technologies that challenge current paradigms
and venture into the unknown, with the aim to generate genuine
societal or economic innovations.
Seven international partners, coordinated by the French National
Centre for Scientific Research (CNRS) and, more precisely, by the
Lyon Neuroscience Research Center (CRNL, CNRS / Inserm / Claude
Bernard Lyon 1 University), join forces to advance technology in assisting
people with anosmia.
Partial and total loss of smell (respectively hyposmia and anosmia)
impacts 20% of the global population with adverse effects on quality
of life. The Covid-19 pandemic has shown that nearly one in two
Covid-positive people worldwide suffers from olfactory loss, which
persists in some cases.
Unlike other sensory systems, there is currently no advanced technology
that can partially or totally restore the sense of smell. The ultimate
goal of the ROSE project is to develop a proof of concept combining
miniaturized odour sensors and stimulation arrays that will be evaluated
in patients with smell disorders. This research is interdisciplinary
and combines nanotechnology, microtechnology, biotechnology, mechanical
design, neurosurgery, clinical olfaction, neuroscience and
cognitive psychology.
The role of Politecnico di Milano - Department of Mechanical Engineering
is to develop the methodology for the acquisition and modelling
of the nasal cavity of subjects to use in the design of the bespoke miniaturized
artificial noses, and to design, simulate, manufacture and
test prototypes of bespoke miniaturized artificial noses.
The other international partners of the project are École Polytechnique
Fédérale de Lausanne (Suisse), University of Thessaloniki (Greece),
University of Dresden (Germany), Aryballe (France,) and French
Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA, France).
In addition to its core objective, the ROSE project will open up new
scientific and technological possibilities for the miniaturization of
affinity sensors for other applications. These include smarter household
appliances, R&D and quality control for food, flavours and fragrances,
and new neural stimulating approaches for neuroscience
research.
meccanica magazine
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FactoryBricks:
una nuova piattaforma
di apprendimento per sistemi
produttivi intelligenti
meccanica magazine
26
ITA
L’attuale contesto produttivo sta subendo un cambiamento da
strutture monolitiche a catene di valore modulari e orientate ai
servizi.
La recente quarta rivoluzione industriale, infatti, ha sviluppato e
reso disponibile un insieme di tecnologie da sfruttare nel contesto
industriale: dispositivi intelligenti come sensori e prodotti
connessi consentono di costruire le controparti digitali dei sistemi
produttivi, ed usarle per prendere decisioni intelligenti nei processi
industriali. Tuttavia, la rivoluzione ha anche introdotto una maggiore
complessità nei sistemi di produzione. Gli utilizzatori di queste
tecnologie devono acquisire il giusto set di competenze per sapersi
integrare rapidamente in ambienti di produzione innovativi. In
questo contesto diventa essenziale garantire l’adeguata formazione
della forza lavoro per permettere alle imprese manifatturiere
europee di mantenere la loro leadership sul mercato.
FactoryBricks è un progetto del 2021 finanziato da EIT Manufacturing.
Il consorzio è composto dal Politecnico di Milano, Grenoble INP
(Francia) e Technische Universität Braunschweig (Germania).
Il progetto sfrutta l’idea innovativa concettualizzata dal Dr. Giovanni
Lugaresi, dal dottorando Alberto Loffredo e dal Prof. Andrea Matta
utilizzando elementi economici e riconfigurabili per la produzione di
simulatori fisici di sistemi di produzione.
FactoryBricks offre corsi di formazione riguardo l’adozione delle
tecnologie Internet-of-Things per lo sviluppo di strumenti digitali a
supporto della produzione.
Ai professionisti che necessitano di formazione sulla digitalizzazione
delle apparecchiature di produzione viene offerto un ambiente di
apprendimento innovativo.
I contenuti sono modulari e sono progettati per insegnare concetti
di produzione snella mediante la creazione, l’interconnessione,
la digitalizzazione e il funzionamento di sistemi di produzione
miniaturizzati e delle relative tecnologie IoT.
I corsi sono disponibili sulla piattaforma europea “Skills.Move”.
Inoltre, i partecipanti ai corsi possono costruire il proprio sistema
di produzione in scala con componenti modulari (ad esempio;
LEGO Mindstorms® e Fischertechnik®) e dispositivi industriali
compatibili con IoT (ad esempio: Arduino Nano e RaspberryPi). I
partecipanti possono arricchire le proprie conoscenze costruendo
e sperimentando attivamente sul sistema in scala, guidati dai
contenuti dei corsi online.
Durante il 2021, la fase preliminare di erogazione dei corsi ha
evidenziato come l’approccio di problem solving consenta ai
partecipanti di andare oltre il processo di “imparare e applicare”.
Infatti, i corsi di FactoryBricks supportano anche l’esplorazione,
l’assemblaggio e la configurazione del sistema di produzione, così
come la riflessione e il pensiero critico. Grazie ai risultati ottenuti in
questo progetto, il Politecnico di Milano contribuisce allo sviluppo
di metodologie di insegnamento innovative, che definiranno le
modalità di apprendimento permanente, rivolto non solo a studenti,
ma anche a professionisti e al pubblico.

ENG
FactoryBricks: a New Learning Platform for Smart Manufacturing
Systems
The current production landscape is undergoing a change from
monolithic structures to modular and service-oriented value
creation networks.
Indeed, Industry 4.0 brought a set of technologies to be exploited
in the industrial context. Smart devices such as sensors and
connected products make it possible to design digital counterparts
of production systems and use them to take smarter decisions
in industrial processes. However, such changes also introduced
a higher complexity in production systems. The users of new
technologies need to obtain the right skill set to rapidly integrate
within a smart manufacturing environment. Hence, proper training
of the workforce becomes essential for European manufacturing
firms to maintain their leadership.
FactoryBricks is a 2021 project funded by EIT Manufacturing.
The project consortium is composed by Politecnico di Milano,
Grenoble INP (France), and Technische Universität Braunschweig
(Germany). The project takes advantage of the innovative idea
conceptualized by Dr. Giovanni Lugaresi, PhD candidate Alberto
Loffredo and Prof. Andrea Matta by making use of affordable and
reconfigurable elements for producing physical simulators of
production systems.
FactoryBricks delivers effective training courses enabling the
uptake of industrial Internet-of-Things (IoT) technologies and
smart manufacturing. An active learning environment is offered to
professionals who need training on the digitization of manufacturing
equipment. Modular learning contents are designed to teach
waste-free manufacturing concepts by creation, interconnection,
digitization, and operation of miniaturized manufacturing systems
and the related IoT technologies.
The courses are released on the EU-funded platform “Skills.Move. In
addition, the trainees can build their own lab-scale manufacturing
system with modular components (e.g., LEGO Mindstorms®,
Fischertechnik®) and additional industrial IoT-compatible devices
(e.g., Arduino Nano and RaspberryPi). Trainees can upskill their
knowledge by actively building and experimenting with the lab-scale
system guided by the learning contents offered through “Skills.
Move”.
The preliminary roll-out phase in 2021 highlighted how the problemsolving
approach enables trainees to go beyond the basic process
of “learn and apply”. The scenarios collectively imagined for
FactoryBricks support the learner in the exploration, assembly, and
set-up of the production system, as well as reflection and critical
thinking. With the results obtained in this project, Politecnico di
Milano contributes to innovative teaching methodologies, which
will shape the way life-long learning will be done in the future, and
delivered not only to students, but also toward professional trainees
and the general public.
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meccanica magazine
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Il progetto GAP:
per una diagnosi precoce e prevenzione
delle patologie ossee
meccanica magazine
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ITA
Il progetto GAP ha origine dalla collaborazione attiva tra centri
di ricerca nazionali ed internazionali e dall’unione di competenze
differenti ma sinergiche. GAP, dall’inglese image-Guided
computational and experimental Analysis of fractured Patients,
si pone un obiettivo ambizioso: ottenere una diagnosi precoce
delle patologie ossee ed assistere il personale clinico nel processo
terapeutico. GAP nasce all’inizio del 2020 per rispondere all’esigenza
ospedaliera del Gruppo San Donato (Istituto Ortopedico Galeazzi,
Milano) di limitare le criticità indotte dalle fratture da fragilità ossea,
in preoccupante aumento a causa dell’incremento dell’età media
della popolazione. Infatti, le previsioni indicano un aumento di tali
fratture in Italia del 22,4% entro il 2030. Oltre alla drammatica
incidenza delle stesse sulla popolazione, in particolare sulle donne,
emerge un serio problema di natura economica e psicosociale. Da
un lato, infatti, l’incremento dei casi di ospedalizzazione impatta
esponenzialmente sul sistema sanitario, dall’altro la perdita di
mobilità e di indipendenza costituisce un’importante causa di
declino psicologico da parte del paziente. Attualmente, in ambito
clinico le fratture da fragilità ossea sono riconosciute e trattate con
evidente ritardo, con prognosi spesso severa. Le attuali tecniche di
imaging diagnostico, quali le radiografie oppure la densitometria
assiale a raggi X, lavorano con una risoluzione nell’ordine di
grandezza dei millimetri, inadeguata ad individuare l’insorgere di
micro-fratture, che rappresentano l’effettiva origine del fenomeno
di infragilimento osseo. Inoltre, le valutazioni risultano spesso
affette dalla soggettività dei clinici.
Il progetto nasce nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico
di Milano, grazie all’esperienza della professoressa Vergani,
coordinatrice della ricerca con decennale esperienza specifica nella
meccanica della frattura ed al contributo della giovane ricercatrice
Federica Buccino, la cui attività di ricerca coniuga l’aspetto
meccanico con il settore biomedicale oggetto del problema.
Al fine di descrivere al meglio il piano d’azione di GAP, è cruciale porsi
alcuni quesiti:
Qual è l’idea di GAP per alleviare il fardello delle fratture ossee?
Al fine di ottenere una diagnosi precoce delle patologie ossee e
ridurre l’impatto socio-economico delle fratture, è necessario
agire prima che la frattura richieda un intervento massivo da parte
dei clinici. Per questa ragione, il focus dell’attività è la micro-scala
ossea, sede di micro-porosità (lacune), il cui ruolo nei meccanismi
di danneggiamento non è ancora stato chiarito. Visualizzare
l’architettura del network lacunare, approfondire e simulare l’inizio
del micro-danneggiamento ed infine predirne l’evoluzione alla multiscala,
risultano fattori di grande interesse sia biomeccanico che
clinico.
Qual è la rete GAP?
Per perseguire il suo obiettivo, la sinergia di competenze è un
aspetto di primaria rilevanza: GAP collabora con un network
nazionale ed internazionale di eccellenza.
Il progetto nasce da una collaborazione con il Gruppo San Donato
senza scambio economico (in autofinanziamento); successivamente
si sono aggiunti gli altri partner.
Caratterizzazione meccanica e biologica ossea alla multi-scala >
ELETTRA Sincrotrone (prof.ssa Tromba), EMPA (prof. Schwiedrzik),
Università di Strasburgo (prof.ssa Carradò), Università di Eindhoven
(prof.ssa Hofmann).
Modellazione numerica del danneggiamento osseo >Trinity College
Dublin (prof. Taylor), Dioscuri Centre in Topological Data Analysis
(prof. Dlotko), ETH Zurigo (prof. Müller), TU Delft (prof. Zadpoor, prof.
Mirzaali)
Dalla ricerca alla clinica: intelligenza artificiale per l’individuazione di
micro-danneggiament > NTNU (prof. Berto)
Partner clinici ed impatto sociale > Istituto Ortopedico Galeazzi
(prof. Banfi) e Cittadinanzattiva (dott.ssa Nicoletti)
La ricerca GAP è entrata anche nell’Alta Scuola Politecnica: un gruppo
di cinque studenti ha attivamente partecipato alla realizzazione di un
algoritmo di deep learning che automatizza il riconoscimento delle

lacune ossee, rendendo immediato il processing delle immagini al
sincrotrone.
Quali sono gli obiettivi raggiunti da GAP?
Il progetto GAP ha raggiunto diversi incoraggianti risultati.
Attualmente, grazie alla progettazione meccanica ed elettronica e
conseguente realizzazione di un dispositivo a micro-compressione,
è stato possibile mappare le caratteristiche meccaniche locali
di teste femorali sane e patologiche. Questo ha consentito di
determinare le zone ad elevata rigidezza, sede della trasmissione dei
carichi dal bacino al femore. Inoltre, la metodologia implementata
ha consentito di valutare la variabilità inter-paziente, identificando
casi borderline di soggetti affetti da artrosi locale o osteopenia. La
caratterizzazione meccanica, coniugata all’imaging al sincrotrone a
risoluzione 1.6 µm a intervalli di spostamento applicato crescenti,
ha permesso di stimare le interazioni tra micro-cricche e lacune,
identificando fenomeni tenacizzanti come il “ligament bridging”.
Il costo computazionale elevato derivante dalla mole di dati ad
altissima risoluzione ha portato all’implementazione di reti neurali
convoluzionali per la localizzazione ed identificazione automatica
di micro-cricche e lacune. Si osserva come, nella totalità dei
casi analizzati, le cricche non originino dalle lacune ossee e che
quest’ultime presentino una densità maggiore ed una forma ellittica
in presenza di osteoporosi.
Quale è il futuro di GAP?
Le tecniche avanzate di imaging al sincrotrone, insieme alla
caratterizzazione meccanica locale, consentono di comprendere
come si sviluppa il micro-danneggiamento all’interno delle ossa
umane. Le immagini ottenute permettono l’implementazione di
modelli computazionali validati, in grado di predire le regioni in cui
vi è il rischio di frattura, ancor prima che essa si verifichi. Inoltre,
l’identificazione di un indice di infragilimento alla micro-scala,
correlato con le tecniche di imaging attualmente utilizzate in clinica,
consentirebbe di ottenere uno strumento aggiuntivo e più specifico
per individuare soggetti a rischio di sviluppo di patologie ossee. Infatti,
l’individuazione precoce di una maggiore propensione alla fragilità
ossea a livello della micro-scala consentirebbe la somministrazione
preventiva di farmaci per contrastare la perdita di densità minerale
ossea. Inoltre, questo porterebbe a ritardare l’ospedalizzazione e
l’allettamento di molti pazienti ed un prolungamento della loro vita
attiva. GAP, dunque, volge il suo sguardo verso un approccio pratico
e dal forte impatto sociale, interfacciandosi direttamente non solo
con i clinici, ma anche con i pazienti, utenti finali delle sue ricerche.
meccanica magazine
29
ENG
The GAP project for an early diagnosis and prevention of bone
diseases
GAP originates from the active collaboration between national
and international research centers, from the crossover of various
and interpenetrating skills. The GAP (image-Guided computational
and experimental Analysis of fractured Patients) project, has an
ambitious goal: to obtain an early diagnosis of bone diseases and
to assist clinicians in the therapeutic process. GAP started in
2020 to responds to the need of clinicians of Gruppo San Donato
Foundation (Galeazzi Orthopaedic Institute, Milan) to limit the
criticalities induced by bone fragility fractures, which are worryingly
incrementing due to the increase in the average age of the population
and the onset of bone diseases. Indeed, forecasts indicate an
increase of these fractures in Italy of 22.4% by 2030. In addition to
their dramatic incidence on the population, especially on women,
a serious problem of economic and psychosocial nature emerges.
On the one hand, the increased hospitalization has an exponential
impact on the health system, on the other hand, the loss of mobility
and independence is an important cause of psychological decline
on patient’s side. Currently, in the clinic, bone fragility fractures
are recognized and treated with evident delay, when the prognosis
may be severe or even catastrophic. The actual diagnostic imaging
techniques, such as radiographs or Dual X-ray Absorptiometry, work
with a resolution in the order of millimeters, inadequate to detect
the onset of micro-fractures, which represent the origin of the
damage phenomenon. Additionally, these techniques often suffer
from clinician’s subjectivity. And so, GAP sees the light, shaped
in the Department of Mechanics of the Politecnico di Milano, by
the hands of Professor Vergani, coordinator of the project with
decades of specific experience in fracture mechanics, and by the
young researcher Federica Buccino, who combines the mechanical
aspects with the biomedical field of the study.
In order to better describe the GAP action plan, it is crucial to provide
answers to some questions:
What is GAP’s innovative idea for alleviating the burden of fragility
fractures?
In order to achieve early diagnosis of bone disease and reduce the
socio-economic impact of fractures, action must be taken before the
fracture requires massive clinical intervention. For this reason, GAP

meccanica magazine
30
research focuses on bone micro-scale, characterized by elliptical
micro-porosities (lacunae), whose role in damage mechanisms has
not been elucidated yet. Visualizing the architecture of the lacunar
network, investigating and simulating the onset of micro-damage
and finally predicting its evolution at the multi-scale, are factors of
great interest both from a biomechanical and a clinical perspective.
Which is GAP network?
In order to pursue its objectives, the synergy of competences is an
aspect of primary importance: GAP collaborates with a national and
international excellence network.
The project started from a collaboration with the Gruppo San
Donato without economic exchange (in self-financing); later the
other partners joined.
Bone mechanical and biological characterization at multiscale >
ELETTRA Synchrotron (prof. Tromba), EMPA (prof. Schwiedrzik),
University of Strasbourg (prof. Carradò), University of Eindhoven
(prof. Hofmann).
Numerical modeling of bone damage > Trinity College Dublin (prof.
Taylor), Dioscuri Centre in Topological Data Analysis (prof. Dlotko),
ETH Zurich (prof. Müller), TU Delft (prof. Zadpoor, prof. Mirzaali)
From the research to the clinics: artificial intelligence for microdamage
detection > NTNU (prof. Berto)
Clinical partners and social impact > Istituto Ortopedico Galeazzi
(prof. Banfi) and Cittadinanzattiva (dr. Nicoletti).
A sub-section of GAP research is performed in collaboration with Alta
Scuola Politecnica, obtaining promising results (https://poliflash.
polito.it/ricerca_e_innovazione/progetto_gap_un_passo_avanti_
nella_prevenzione_delle_fratture_ossee ). A group of five students
developed a deep learning algorithm able to automatically detect
bone lacunae, leading to immediate processing of synchrotron
images.
What are GAP reached goals?
GAP project has achieved several encouraging results, which boost
its development. Currently, thanks to the mechanical and electronic
design and consequent realization of a micro-compression device,
it has been possible to map the local mechanical characteristics of
healthy and pathological femoral heads. This allows to determine
the areas with the highest Young’s modulus, where loads are
transmitted from the pelvis to the femur. Moreover, the implemented
methodology permit to evaluate the inter-patient variability,
identifying borderline cases of subjects affected by local arthrosis
or osteopenia. The mechanical characterization, combined with
synchrotron imaging at 1.6 µm resolution at increasing applied
displacement intervals, allow to estimate the interactions between
micro-cracks and lacunae, identifying toughening phenomena
such as ligament bridging. The high computational costs resulting
from extremely high-resolution data leads to the implementation
of convolutional neural networks for the automatic localization and
detection of micro-cracks and lacunae. We observe that, in all the
analyzed cases, micro- cracks do not originate from lacunae, that
present a higher density and an elliptical shape in presence of
osteoporosis.
What is the future of GAP?
Advanced synchrotron imaging techniques, together with local
mechanical characterization, allow to understand how micro-damage
develops within human bones. The obtained high-resolution images
permit the implementation of validated computational models, able
to predict the regions where there is a high risk of fracture, even
before it occurs. In addition, the identification of a micro-scale
fragility index, correlated with clinical imaging techniques, would
provide an additional and more specific tool to identify individuals
at risk of developing bone disease. Indeed, the early detection of an
increased propensity to bone fragility at the micro-scale level, would
allow the preventive administration of drugs to counteract the loss
of bone mineral density. In addition, this would lead to a delayed
hospitalization of many patients and a prolongation of their active
life. GAP, therefore, turns its gaze towards a practical approach with
a strong social impact, interfacing directly not only with clinicians,
but also with patients, the end users of its research.
solving approach enables trainees to go beyond the basic process
of “learn and apply”. The scenarios collectively imagined for
FactoryBricks support the learner in the exploration, assembly, and
set-up of the production system, as well as reflection and critical
thinking. With the results obtained in this project, Politecnico di
Milano contributes to innovative teaching methodologies, which
will shape the way life-long learning will be done in the future, and
delivered not only to students, but also toward professional trainees
and the general public.

meccanica magazine
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Il progetto SAMAS 2:
meccanica magazine
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ITA
un passo in avanti per garantire
l’integrità strutturale e la sicurezza
degli elicotteri militari
Il 16 dicembre 2021 è avvenuta online la riunione di inizio del progetto
SAMAS 2. Coordinato da DMEC, SAMAS 2 (Structural Health and
Ballistic Impact Monitoring and Prognosis on a Military Helicopter)
– 2021-2024 – è un progetto Cat.B in ambito EDA (Agenzia Europea
per la Difesa). Il progetto si propone di sviluppare uno strumento
di Structural Health Monitoring and Prognosis (SHMP) che includa
approcci basati su modelli e su dati per il monitoraggio della
corrosione e dell’impatto su elicotteri.
SAMAS 2 è il seguito di una serie di progetti di successo: HECTOR,
ASTYANAX e SAMAS. Obiettivo primario del progetto attuale è di
aumentare il Livello di Maturità Tecnologica (TRL – Technology
Readiness Level) della tecnologia proposta attraverso la sua
applicazione a bordo di un elicottero militare, attraverso prove
sperimentali in laboratorio e in volo, prendendo in considerazione i
danni provocati dalla corrosione e dall’impatto balistico.
Con il progetto SAMAS 2 ci si propone di sviluppare uno strumento
SHMP sia per il degrado da corrosione che per i danni provocati da
impatti balistici; tale strumento potrebbe anche essere utilizzato per
il monitoraggio dei carichi della struttura del velivolo e per una più
generica valutazione del degrado a fatica.
I danneggiamenti per corrosione e impatti balistici sono stati
identificati come fattori critici per l’integrità strutturale dell’elicottero,
poiché possono compromettere sostanzialmente l’integrità
strutturale e costituire un problema di sicurezza per l’equipaggio.
Vengono qui illustrati i due principali temi che verranno affrontati nel
progetto, con le rispettive strategie:
1 Sviluppo di un sistema di monitoraggio della corrosione con due
obiettivi:
- Verificare le possibilità di includere la corrosione nel metodo di
progettazione damage-tolerant, ovvero rispondendo al quesito se la
corrosione corrisponda ad un intaglio quantificabile nell’approccio di
limite di resistenza a fatica;
- Definire le modalità di monitoraggio della corrosione e del suo tasso
di avanzamento.
2 Sviluppo di un sistema di monitoraggio di impatto balistico e del
relativo danno, focalizzati in particolare su:
- Rilevamento dell’impatto;
- Rilevamento e classificazione del danno;
- Monitoraggio del carico e stima della progressione del danno.
Il sistema SHMP sarà basato sulla disponibilità di un Gemello Digitale
(Digital Twin) che permetterà di replicare i comportamenti fisici e
ingegneristici coinvolti nei fenomeni appena citati. La creazione di
un gemello digitale sfrutterà l’ampia esperienza del team POLIMI
nella progettazione strutturale e di sistemi sottoposti a situazioni di
carico estreme (es. fatica impatti, corrosione, ecc.). La competenza
sviluppata sia su Intelligenza Artificiale che sulla modellazione
probabilistica permetterà al gemello digitale di essere veloce,
per applicazioni online, e capace di auto-aggiornarsi durante il
funzionamento, requisito fondamentale per i sistemi di monitoraggio
e prognosi. Il sistema SHMP, supportato dalla tecnologia del gemello
digitale, permetterà quindi di estrarre dai segnali dei sensori
informazioni utili a ricostruire le caratteristiche rilevanti del danno e

fornire indicazioni in merito alla condizione di salute del sistema e la
sua prognosi.
Il gemello digitale si baserà o su Modelli ad Elementi Finiti o su
modelli empirici/analitici, in cui la presenza del danneggiamento è
considerata all’interno del modello per simulare il comportamento
della struttura in condizioni operative più realistiche. Le capacità
del Gemello Digitale e il sistema SHMP saranno verificate sia in un
ambiente di laboratorio, sia in test di volo.
Il livello di maturità tecnologica atteso del sistema sviluppato
nell’ambito delle attività del progetto SAMAS 2 si attesta intorno a 6/7
per il monitoraggio di corrosione, impatto, carico e monitoraggio del
danno. Il Prof. Marco Giglio è il responsabile scientifico del progetto.
Il Prof. Claudio Sbarufatti e il Prof. Andrea Manes lavoreranno al
progetto in qualità di leader tecnici. Il consorzio è composto da
Enti Accademici, di Ricerca e Industriali italiani e polacchi. Tra gli
altri partecipanti citiamo: LHD (Leonardo Helicopters, Italia), CNR
(Consiglio Nazionale delle Ricerche, Italia); AFIT (Air Force Institute
of Technology, Polonia), WZL1 (Military Aviation Works No. 1, Polonia),
ILOT (Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation, Polonia),
MUT (Military University of Technology, Polonia).
ENG
SAMAS 2 project, a step forward to guarantee the structural
integrity and safety of military helicopters
On December the 16th 2021 the Kickoff meeting of the project
SAMAS2 has been successfully held in remote. SAMAS 2 project –
“Structural Health and Ballistic Impact Monitoring and Prognosis
on a Military Helicopter” (2021-2024) is an EDA (European Defence
Agency) Cat.B Project, coordinated by DMEC. It is focused on the
development of a Structural Health Monitoring and Prognosis
(SHMP) tool that includes model-based and data-based approaches
for corrosion monitoring and impact monitoring on helicopters.
SAMAS 2 is the follow up of a series of successful projects, HECTOR,
ASTYANAX and SAMAS. The main goal of the current project is to
rise the TRL of the proposed technology by its application on a real
military helicopter, with laboratory and flight tests, considering the
damage coming from corrosion and ballistic impact.
The aim of SAMAS 2 project is to develop a SHMP tool both for
corrosion degradation and ballistic impact damages, that can be
even possibly exploited for airframe load monitoring and generic
damage degradation assessment.
Damage due corrosion and ballistic impact have been identified as
critical factors for the structural integrity of a helicopter, since they
can compromise the whole structural assessment and be a safety
concern for the crew.
These two main streams are going to be faced along the project with
the following strategies:
1 Development of a corrosion monitoring system, with two goals:
- Verify the possibility to extend the damage-tolerant design to
corrosion, answering the question whether the corrosion pit is
equivalent to a standard notch in the definition of the fatigue
endurance limit
- Defining how to monitor corrosion and its progression rate
2 Development of a ballistic impact and damage monitoring
system, specifically targeting:
- Impact detection,
- Damage detection and quantification
- Load monitoring and damage progression estimate
The SHMP system will be built also by creation of a Digital-Twin D-T
that allow to mimic the main physical and engineering behaviours
involved in the before mentioned phenomena. The creation
of a D-T will leverage on the large expertise of POLIMI Team in
structural and system design under extreme loading conditions
(e.g. fatigue, impacts, corrosion, etc). The competence developed
in both artificial intelligence and stochastic modelling will allow
the D-T to be fast, for online application, and capable for selfupdating
during operation, which is a requirement for an efficient
monitoring and prognosis system. Thus, the SHMP, supported
by the D-T, will allow to extract relevant damage features from
sensors’ signal and to provide both the actual healthy condition
of the structure and the prognosis of damage progression.
The Digital-Twin will be based either on FE models or on analytical/
empirical models, where the presence of the damage is considered
in the model to simulate the behaviour of the structure in more
realistic operative conditions. The capability of the D-T and the
SHMP will be tested both on a ground laboratory environment and
a flight test.
The expected TRL of the systems developed in the framework of the
SAMAS 2 activities is 6 to 7 for corrosion monitoring, impact, load
and generic damage monitoring.
Prof. Marco Giglio is the Project Manager, supported by Prof. Claudio
Sbarufatti and prof. Andrea Manes, acting as technical leaders
inside the project. The consortium is composed by Italian and Polish
Academic, Research and Industrial entities. Other participants are:
Italy, LHD (Leonardo Helicopters), CNR (Consiglio Nazionale delle
Ricerche); Poland, AFIT (Air Force Institute of Technology), WZL1
(Military Aviation Works No. 1), ILOT (Łukasiewicz Research Network
- Institute of Aviation), MUT (Military University of Technology).
meccanica magazine
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Il progetto DIGES:
DIGital twin di sistemi
di ESplorazione lunare
meccanica magazine
34
ITA
DIGES è un progetto di ricerca che coinvolge l’Agenzia Spaziale Italiana
(ASI) ed il Politecnico di Milano (POLIMI), finalizzato alla realizzazione
preliminare di un modello digitale (digital-twin) di sistemi spaziali per
l’esplorazione lunare.
L’esplorazione spaziale ha da sempre attirato l’interesse della
comunità scientifica e della società civile, sia per il fascino intrinseco,
che ha sempre stimolato la fantasia dell’uomo, sia per le opportunità
scientifiche ed economiche che questa potrebbe generare.
Tra le diverse fasi dell’esplorazione spaziale, l’analisi della superficie
dei corpi celesti ricopre un ruolo fondamentale, sia per una maggiore
comprensione della formazione del sistema solare e dell’universo
in generale, che per l’atavico desiderio dell’uomo di trovare tracce
di forme di vita nuove. In questo contesto, la Luna per prima è stata
oggetto di esplorazione, che, più recentemente, si è estesa anche ad
altri corpi celesti, in particolare attraverso l’invio di rover (si pensi ad
esempio all’esplorazione della superficie di Marte).
I rover permettono di esplorare la superficie attraverso la raccolta di
materiale di interesse scientifico, ad es. immagini e dati ambientali,
analisi di campioni di rocce, etc. Risulta evidente che il ruolo
ricoperto dai rover sia diventato cruciale e che la loro affidabilità sia
fondamentale per il successo della missione stessa.
La complessità e i costi ingenti di tali sistemi richiedono ad oggi
un’elevata affidabilità di funzionamento ed efficienza di gestione,
anche autonoma. Infatti, eventuali guasti improvvisi, anomalie o il
degrado delle prestazioni (spesso inevitabili), potrebbero causare una
perdita considerevole o conseguenze catastrofiche, soprattutto a
causa dell’impossibilità di un intervento umano diretto.
Al fine di evitare che un guasto o un’anomalia pregiudichino la buona
riuscita della missione, la comunità scientifica, di concerto con le
industrie del settore, hanno recentemente sviluppato tecnologie
avanzate applicabili al monitoraggio remoto ed in tempo reale dello
stato di salute del rover.
Tra queste, riveste estrema importanza la creazione di un modello
dettagliato Digital Twin (DT) del sistema.
Esso è in grado di replicare fedelmente, il funzionamento del rover,
e di simularne i segnali acquisiti attraverso la sensoristica di bordo,
mediante la modellazione delle interazioni multi-fisiche tra i diversi
sottosistemi che ne compongono l’architettura, permettendo una
più consapevole gestione del sistema durante tutto il suo ciclo vita
operativo.
Proprio in questo contesto si svilupperà il contributo del gruppo
di ricerca del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano.
Esso ha infatti sviluppato, attraverso molteplici attività passate, una
metodologia innovativa di Health and Usage Monitoring applicata a
piattaforme complesse, prevalentemente di tipo aeronautico.
Questa metodologia fa uso di modelli DT, che nel progetto DIGES
potranno essere usati allo scopo di ottimizzare sia la progettazione dei
sistemi che la loro gestione operativa. In particolare, la metodologia
potrà essere usata in diverse fasi della vita del rover, tra cui:
- la fase di progettazione,
- la fase di testing,
- la fase operativa e decisionale della missione,
- la fase di ottimizzazione della vita residua.
Il progetto si propone quindi lo sviluppo preliminare di una architettura
DT per un sistema spaziale del tipo Rover per esplorazione lunare.
Tale DT si baserà sulla realizzazione di modelli multi-fisici,
rappresentativi del sistema spaziale, da utilizzarsi per la generazione
di pattern caratteristici utili all’interpretazione dei segnali acquisiti in
tempo reale, sia in condizioni sane che danneggiate/anomale.
Questi verranno processati da algoritmi di intelligenza artificiale e, più
in generale, di signal processing statistici, in modo da restituire una
fotografia in tempo reale del sistema.
In tale contesto, tre principali obiettivi progettuali garantiranno la
futura implementazione della tecnologia su piattaforme reali:
- il modello deve essere caratterizzato da un peso computazionale
relativamente basso, permettendo una sua fruibilità real time. Ciò si
otterrà mediante l’implementazione di modelli surrogati;
- il modello deve potersi adattare in tempo reale e autonomamente

alle inevitabili modifiche in fase operativa. Ciò si otterrà mediante
l’implementazione di algoritmi di model-updating e filtraggio;
- il modello deve potersi interfacciare con altri modelli DT, per esempio
relativi ad altri moduli spaziali o caratterizzanti il suolo lunare, etc.
Il conseguimento di tali obiettivi si prevede possa garantire una più
veloce progettazione ed una maggiore affidabilità delle missioni
future di esplorazione del suolo lunare e di altri corpi celesti in
generale.
Il progetto è coordinato dal gruppo di ricerca multidisplinare del
Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, forte della
consolidata esperienza nella gestione di progetti nell’ambito del
monitoraggio e della prognostica di strutture e sistemi meccanici
e aerospaziali. Il team di ricerca è composto dal Prof. Marco Giglio,
dal Prof. Claudio Sbarufatti e dal Prof. Francesco Cadini, attivi nei
campi della modellazione multifisica e dell’intelligenza artificiale, e
coinvolgerà anche dottorandi, studenti e ricercatori.
meccanica magazine
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Source of the picture: nasa.gov

meccanica magazine
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ENG
The DIGES project: DIGital twin project of Lunar Exploration Systems
DIGES is a research project between the Italian Space Agency (ASI)
and the Politecnico di Milano (POLIMI) aimed at developing a preliminary
design of a Digital-Twin (DT) model of space rover systems for
lunar surface exploration.
Space exploration has always been of interest equally for the scientific
and civil society for both its inner charm, which always nourished
the human fantasy, and for the scientific opportunities that
from it might arise. Among the different phases of space exploration,
the analysis of the surface of those celestial objects plays a
central role, both for a greater understanding of the formation of the
solar system and the universe in general, and for the ancient desire
of man to find traces of new life forms. In this context, the Moon was
the first target of a space exploration, which, more recently, has also
extended to other celestial bodies, in particular through the use of
rovers (think for example of the exploration of the surface of Mars).
Rovers allow exploring the surface by collecting samples of scientifically
valuable material, such as ambient images and data, rock samples,
etc. Clearly, the role played by the rovers has become crucial
and that their reliability is fundamental to the success of the mission
itself. Nowadays, the high complexity and costs of these exploration
platforms call for high reliability and efficiency, even operating autonomously.
In fact, the possibility of unexpected failures, anomalies,
or performance degradation (usually unavoidable) could give rise to
consistent losses and catastrophic consequences, especially due
to the impossibility of direct human interventions. In order to avoid
that failures or anomalies compromise the success of the mission,
the scientific community, supported by the industries of the sector,
recently developed a series of advanced technologies that can
be applied to the remote and real-time health monitoring of the rover.
Among others, the development of a detailed DT model of the
system turns out essential, being able to accurately reproduce the
operation of the rover, and to simulate the signals acquired through
the on-board sensors, by modeling the multi-physical interactions
between the different subsystems, thus allowing a more informed
management of the system throughout its life cycle operating. To
this aim, the research group of the Department of Mechanical Engineering
will provide its major contribution. Leveraging on the
activities carried out in the past, our research group has already developed
Health and Usage Monitoring Systems (HUMS) for complex
platforms applications, especially for the aeronautical industry. This
methodology makes use of DT models, which in the DIGES project
can be used in order to optimize both the design of the systems and
their operational management. In particular, the methodology can
be used in different stages of the rover’s life, including:
- the design phase,
- the testing phase,
- the operational and decision-making phase of the mission,
- the residual life optimization phase.
The project therefore proposes the preliminary development of a
DT architecture for a rover-type space system for lunar exploration.
This DT will be based on the creation of multi-physical models, representative
of the spatial system, to be used for the generation of
characteristic patterns useful for the interpretation of the signals
acquired in real time, both in healthy and damaged / anomalous conditions.
These will be processed by artificial intelligence algorithms
and, more generally, by statistical signal processing, in order to return
a real-time “photograph” of the system. In this context, three
main project objectives will ensure the future implementation of the
technology on real platforms:
- the model must have a relatively low computational weight allowing
real-time access, possibly through the implementation of
surrogate models.
- the model must be able to adapt immediately and autonomously
to the inevitable changes occurring during operation phases, which
will be possible via the implementation of model-updating/filtering
algorithms.
- the model must be able to interact with other DT models, as those
related to other space modules or representing the interaction with
the lunar surface, etc.
The achievement of these objectives is expected to ensure faster
planning and greater reliability of future missions to explore the lunar
soil and other celestial bodies in general.
The project is coordinated by the multidisciplinary research group
of the Department of Mechanical Engineering of the Politecnico di
Milano, with strong experience in project management in the field of
monitoring and prognostics of mechanical and aerospace structures
and systems. The research team is made up of Prof. Marco Giglio,
Prof. Claudio Sbarufatti and Prof. Francesco Cadini, active in
the fields of multi-physics modeling and artificial intelligence, and
will also involve PhD students, MSc students and researchers.

ITA
I ricercatori DMEC hanno sviluppato delle soluzioni innovative
per la produzione di componenti in lega di alluminio con superfici
biomimetiche, che si ispira alle squame del branzino.
Il progetto Levrek (branzino in turco) si propone di ricreare le squame
del branzino sul bulbo del timone della barca a vela del Polimi Sailing
Team. Il progetto ambisce a migliorare le caratteristiche strutturali
del componente, riducendone il peso utilizzando tecniche di
fabbricazione additiva e contemporaneamente migliorarne le
caratteristiche fluidodinamiche lavorando alla trama della sua
superficie. I ricercatori hanno modellato le caratteristiche naturali
del pesce in ambiente digitale, condotto analisi parametriche
usando un approccio CFD (Computational Fluid Dynamics o
fluidodinamica computazionale) per valutarne la performance e
scegliere le proporzioni della squama più efficienti.
Le squame metalliche, dopo una fase di ottimizzazione della
topologia, sono state prodotte mediante fusione laser a letto di
polvere, una tecnica di produzione additiva (AM) strato per strato
e applicate su un bulbo del timone. Questa ricerca si inserisce
perfettamente negli obiettivi dei Dipartimenti di Eccellenza nel
progetto LIS4.0, dove il focus è sulle strutture Lightweight e Smart.
La ricerca ha richiesto un team multidisciplinare composto da
esperti di vela, CFD e AM. Alessandro Scarpellini, il leader del Polimi
Sailing Team ha lavorato insieme al Dr. Paolo Schito e al Prof. Ali
Gökhan Demir. Per il design innovativo è stato condotto un primo
studio sull’idrodinamica delle squame del branzino, individuando la
dimensione ottimali della squama in modo da ridurre la resistenza
Tra natura e ingegneria:
la produzione additiva per componenti
innovativi ed efficienti per
applicazioni nautiche
fluidodinamica del bulbo del timone. In primo luogo, i ricercatori
hanno modellato le squame dei pesci in un ambiente CAD: questo
ha permesso di individuare diverse dimensioni di squama da testare
in ambiente CFD utilizzando il framework opensource OpenFOAM
sull’infrastruttura High-Performance Computer (HPC) CFDHub.
Oltre ad aver individuato le dimensioni più performanti, i ricercatori
hanno determinato l’influenza della rugosità della superficie e della
velocità dell’imbarcazione. In seguito, l’attenzione si è concentrata
sulla realizzazione del componente: il processo di fabbricazione
additiva del metallo scelto è la fusione laser a letto di polvere e il
materiale è una lega AlSi7Mg0.6. Il bulbo del timone è stato quindi
ottimizzato topologicamente per ridurre il peso del componente. La
squama del pesce scelta è stata integrata alla superficie del bulbo.
Il componente è stato prodotto utilizzando una stampante Trumpf
TruPrint 3000 presso AddMe.Lab. Il risultato è un bulbo del timone
tra i primi nel suo genere, ovvero un componente metallico con
ottimizzazione topologica che incorpora superfici bioispirate.
I risultati di questa ricerca possono aprire la strada a nuove
applicazioni navali per migliorare le prestazioni delle imbarcazioni
in navigazione e allo stesso tempo alleggerirne i componenti. Dopo
attenta revisione, gli stessi sono stati pubblicati su una rivista
scientifica. Grazie alla sua innovatività, il lavoro svolto è stato
apprezzato anche dal mondo dell’industria che ha deciso di premiare
Alessandro Scarpellini: il giovane team leader ha vinto il Premio Tesi
UCIMU dall’Associazione Costruttori Italiani di Macchine Utensili,
Robot, Sistemi di Automazione e Prodotti Ausiliari.
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meccanica magazine
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ENG
Between nature and engineering: Additive manufacturing enables
efficient components for nautical applications
DMEC researchers developed a novel solution for producing
biomimetic surface textures - inspired by the European bass - on Alalloy
components. Project Levrek (Levrek is the Turkish name of the
European Bass) aims to mimic the scales of the European bass on a
rudder bulb designed for the sailing boat for the Polimi Sailing Team.
The objective of the project is to improve the structural features of
the component, reducing its weight using additive manufacturing
(AM) technique, taking the chance also to improve the fluid-dynamic
features by texturing its surface.
The researchers modelled the natural features of the fish in a digital
environment, carried out a parametric analysis with computational
fluid dynamics (CFD) approach to assess its performance and
choose the most efficient scale proportions.
After undergoing a topology optimization phase and being produced
by laser powder bed fusion, a layer-by-layer additive manufacturing
(AM) technique, the designed metallic scales were applied on a rudder
bulb. These research activities perfectly meets the objectives of the
Departments of Excellence in the LIS4.0 project, where the focus is
on Lightweight and Smart structures.
The research required a multidisciplinary team composed by
Sailing, CFD and AM experts. Alessandro Scarpellini, the leader of
Polimi Sailing Team worked together with Dr. Paolo Schito and Prof.
Ali Gökhan Demir. For the innovative design, a first study on the
hydrodynamics of European Bass scales was conducted, identifying
the most promising scale dimension that reduces the rudder bulb
fluid-dynamic resistance. The researchers modelled the fish scales
in a 3D computer aided design environment first.
Different scale dimensions were tested using CFD within the
opensource framework OpenFOAM on the High-Performance
Computer (HPC) infrastructure CFDHub: the researchers discovered
the most suitable dimensions as well as the influence of surface
roughness and the sail speed. Then the focus was on the realization
of the component: laser powder bed fusion was chosen as metal
additive manufacturing process and the material is AlSi7Mg0.6 alloy.
The rudder bulb was then topologically optimized to reduce the
weight of the component. The chosen fish scale was integrated to
the surface of the bulb. Finally, the component was produced by a
Trumpf TruPrint 3000 at AddMe.Lab. The produced rudder bulb is
one of the first of its kind incorporating bioinspired surfaces and
topological optimization in a metallic component.
For the naval applications, the novel findings can open new
possibilities for improving the sailing performance, but also for
reducing material usage. The initial findings of the research has
been peer-reviewed and published. The innovativeness of the work
has also been appreciated by the industry as Alessandro Scarpellini
was awarded the UCIMU Thesis Prize by the Italian Machine Tool,
Robots, Automation Systems and Ancillary Products Manufacturers’
Association.

meccanica magazine
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“Mobility as a Service”:
il progetto
meccanica magazine
40
ITA
Il Dipartimento di Meccanica è uno dei partner del progetto IP4MaaS,
finanziato nel quadro del programma Horizon 2020 dalla Joint Undertaking
Shift2Rail all’interno dell’Innovation Programme 4 (IP4).
Nel corso degli anni, Shift2Rail IP4 ha finanziato oltre 10 progetti che
nell’insieme hanno portato allo sviluppo di una vasta gamma di servizi
digitali atti a rendere “fluida” l’esperienza del viaggiatore. Le tecnologie
sviluppate nell’ambito dell’IP4 trattano tutti gli aspetti dell’esperienza
del viaggiatore, quali acquisto di offerte di viaggio, prenotazioni,
emissione e validazione di biglietti, monitoraggio in tempo reale
dell’andamento del viaggio. In aggiunta, l’IP4 definisce un framework
tecnologico innovativo che facilita l’interoperabilità tra i servizi offerti
dai fornitori di servizi di trasporti (Travel Service Provider, TSP).
L’ecosistema di servizi sviluppato all’interno di Shift2Rail IP4 permette
lo sviluppo di un nuovo paradigma della mobilità conosciuto con il
nome di Mobilità come Servizio (MaaS – Mobility as a Service) in cui i
servizi di trasporto pubblico e privato si integrano tra di loro in modo
uniforme attraverso le Tecnologie dell’Informazione.
Il progetto IP4MaaS mira a favorire la diffusione dei sistemi MaaS supportando,
facilitando e valutando la dimostrazione dei servizi digitali
sviluppati in Shift2Rail IP4. Le dimostrazioni avverranno in 6 luoghi selezionati
in tutta Europa e vedranno il coinvolgimento di oltre 10 soggetti
tra cui aziende autorità e agenzie di trasporto. Il lavoro portato
avanti all’interno di IP4MaaS contribuisce alla creazione di ecosistemi
digitali per viaggi door-to-door attraverso servizi di trasporto efficienti,
multimodali e su scala europea, basati sul trasporto ferroviario.
IP4MaaS sta sviluppando scenari dimostrativi e una accurata strategia
di valutazione che esamini la performance delle dimostrazioni e
l’impatto che queste tecnologie hanno sugli utenti e sull’ambiente dei
trasporti in contesti urbani e suburbani. Il progetto fornirà suggerimenti
circa la promozione e l’adattabilità di queste tecnologie in altre
aree d’Europa.
IP4MaaS sta organizzando una delle più ampie dimostrazioni di tecnologia
mai fatte nell’ambito dei progetti europei, con l’obiettivo che
i risultati definiscano le basi di partenza per dimostrazioni future che
coinvolgano un ampio numero di partner diversi tra di loro.
Il progetto IP4MaaS ha preso il via nel Dicembre 2020 e terminerà ad
Aprile 2023. Le dimostrazioni avverranno in due fasi. Il primo gruppo
di dimostrazioni è avvenuto durante l’estate 2022, mentre il secondo
è previsto per l’inizio del 2023.
Nel contesto di IP4MaaS, il gruppo di ricerca del Politecnico di Milano
coordina le attività che si concentrano su: analisi dei servizi digitali
esistenti e disponibili nelle varie località dove si terranno le dimostrazioni;
definizione dei bisogni e delle aspettative degli utenti (sia viaggiatori
che TSP); definizione degli scenari per le dimostrazioni. Inoltre,
il gruppo guida le attività sul monitoraggio dell’integrazione dei servizi
forniti dai TSP di IP4MaaS nell’ecosistema di Shift2Rail IP4.
Le attività svolte dal Team dei ricercatori del Politecnico in IP4MaaS
sono coordinate dal Prof. Matteo Giovanni Rossi del Dipartimento di
Meccanica. Il Prof. Rossi ha anche coordinato diversi altri team che
hanno contribuito a progetti svolti nell’ambito di Shift2Rail IP4, i quali
hanno portato allo sviluppo di varie tecnologie che saranno oggetto
di dimostrazione in IP4MaaS. I ricercatori del Politecnico hanno collaborato
alla definizione e realizzazione di un framework che facilita
l’interoperabilità dei servizi forniti dai TSP. Le attività hanno riguardato
anche lo sviluppo di numerosi servizi a supporto dei viaggiatori
durante le diverse fasi della loro esperienza di viaggio.
Più precisamente hanno realizzato meccanismi che da un lato analizzano
le scelte fatte dai viaggiatori al momento della decisione della
soluzione di viaggio da acquistare (per esempio in fese di shopping)
e dall’altro, in automatico, individuano le preferenze e le informazioni
utili per aiutarli nella scelta della migliore soluzione. Inoltre, hanno
contribuito alla creazione di un sistema che permette di integrare il
ride sharing (uno dei nuovi paradigmi della mobilità parte del concept
del MaaS) nel contesto dei viaggi multimodali. In particolare, hanno
sviluppato un meccanismo per monitorare lo svolgimento dei viaggi
e il rilevamento di imprevisti (per esempio i ritardi) che possono avere
un impatto negativo sull’intera esperienza.

meccanica magazine
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meccanica magazine
42
ENG
“Mobility as a Service”: IP4MaaS project
The Department of Mechanical Engineering is one of the partners of
the IP4MaaS project, which is funded by the Shift2Rail Joint Undertaking,
and in particular its Innovation Programme 4 (IP4), as part of
the Horizon 2020 Programme.
Over the years, Shift2Rail IP4 has funded more than 10 projects, which
have developed a wide array of digital services that aim to make
the traveler’s experience a seamless one. The technologies developed
within IP4 cover all aspects of the travel experience, such as the
shopping of travel offers, their booking, the emission and validation
of tickets, and the real-time monitoring of trips. In addition, IP4 has
defined an innovative framework that facilitates the interoperability
of Transport Service Providers’ (TSPs) services.
The ecosystem of services developed within Shift2Rail IP4 enables
the new mobility paradigm known as Mobility as a Service (MaaS),
where different public and private transportation services are seamlessly
integrated by Information Technologies.
The IP4MaaS project aims to advance the uptake of MaaS schemes
by supporting, facilitating and evaluating the demonstration of the
digital services developed within Shift2Rail IP4. The demonstrations
will be carried out in 6 sites distributed across Europe, and will
involve more than 10 transport operators, authorities and agencies.
The work carried out in IP4Maas contributes to the creation of a digital
ecosystem for door-to door travel in a seamless, multimodal and
European-wide transport system based on the railways.
IP4MaaS is developing the demonstrations’ scenarios and a thorough
assessment strategy that tackles both the performance of the
demonstrations as well as the impact of the technologies on users
and on the transport environment in urban and suburban contexts.
The project will provide recommendations regarding the promotion
and transferability of the technologies to other locations in Europe.
IP4MaaS is organizing one of the largest demonstrations of technologies
in European projects’ history and expects its findings to be
used as a baseline for future demonstrations that involve a large and
diverse group of partners.
The IP4MaaS project started in December 2020, and will end in April
2023. The demonstrations will be run in two rounds. A first round of
demonstrations has been carried out during the summer of 2022,
while a second round is planned for early 2023.
Within IP4MaaS, Politecnico di Milano’s research unit leads the workpackage
focusing on: (i) the analysis of the existing digital services
that are available in the 6 demonstration sites; (ii) the definition of
the needs and expectations of users (both travelers and TSPs); (iii)
the definition of the scenarios to be demonstrated. In addition, it
leads the activities regarding the monitoring of the ongoing integration
of the services provided by IP4MaaS TSPs into the Shift2Rail
IP4 ecosystem.
The research activities carried out by Politecnico di Milano’s team,
within IP4MaaS, are coordinated by Prof. Matteo Giovanni Rossi,
DMEC. He has also coordinated Politecnico’s teams that have contributed
to several projects carried out within Shift2Rail IP4, which
have developed some of the technologies that will be demonstrated
within IP4MaaS. Politecnico’s researchers have collaborated to the
definition and realization of the framework facilitating the interoperability
of services provided by TSPs. They have also developed several
services that support travelers during various phases of their
travel experience. More precisely, they have realized mechanisms
to, on one side, analyze the choices made by travelers when deciding
what travel solutions to buy (i.e., in the shopping phase) and,
on the other side, automatically learn their preferences and use this
information to help them select the offers that best fit them. In addition,
they have contributed to the creation of a system that enables
and integrates ride sharing (one of the new mobility paradigms that
are part of the MaaS concept) in the context of multi-modal trips. In
particular, they have developed mechanisms to monitor the execution
of rides, and the detection of disruptions (e.g., delays) that can
negatively impact the whole trip.

meccanica magazine
43

NextGear
metodi, concetti e soluzioni per la
prossima generazione di materiali
rotabili robusti e sostenibili
meccanica magazine
44
ITA
NextGear - Metodi, idee e soluzioni di prossima (NEXT) generazione
per la progettazione di materiali rotabili (GEAR) robusti e sostenibili
– è giunto con successo a conclusione nel 2022, fornendo diverse
soluzioni innovative per l’industria ferroviaria. L’inizio del progetto
risale alla fine del 2019 e vede la collaborazione di 14 partner tra
mondo accademico, produttori di componenti e utenti finali del
settore ferroviario. I partner hanno lavorato a diversi aspetti del
carrello, partendo da un modello di costo globale fino a sistemi
di produzione intelligenti e nuovi materiali per la produzione di
componenti del carrello stesso. DMEC ha lavorato a lungo su diversi
aspetti del progetto, contribuendo al raggiungimento di alcuni dei
risultati principali. In particolare, i ricercatori DMEC hanno portato il
loro contributo studiando nuove soluzioni di manifattura additiva per i
pezzi di ricambio e l’uso di materiali compositi come soluzioni leggere
nel carrello.
La produzione additiva con i materiali metallici può avere un impatto
positivo sulla logistica dei pezzi di ricambio e per la riparazione per
le ferrovie. Con NEXTGEAR i ricercatori di DMEC hanno riprogettato
e prodotto un prototipo di staffa per antenna ATP per i treni della
metropolitana di Madrid utilizzando le tecniche di produzione additiva.
Il componente è stato ottimizzato topologicamente dai ricercatori
DMEC utilizzando i dati di accelerazione raccolti direttamente
sui treni, con conseguente miglioramento del fattore sicurezza e
riduzione del peso totale fino al 60%. Il nuovo design è stato prodotto
mediante fusione laser a letto di polvere (LPBF - Laser Powder Bed
Fusion) incorporando 18 parti in sole due in seguito sottoposte ad un
trattamento termico su misura per la post-elaborazione. Il tempo
totale di produzione è stato inferiore a 2 settimane e ciò ha messo
in luce il potenziale dell’AM con i metalli quale mezzo per ridurre
il consumo delle risorse e migliorare le prestazioni del settore
ferroviario. L’ 11 gennaio 2022 la nuova staffa dell’antenna è stata
testata su un veicolo della metropolitana di Madrid su pista di prova,
ottenendo ottimi risultati in termini di performance.
Uno degli obiettivi principali nella progettazione dei moderni
veicoli ferroviari è la riduzione della massa e dei danni causati
all’infrastruttura. A tal proposito, la riduzione della massa del carrello
ruote è di fondamentale importanza, poiché le masse non sospese
sono direttamente a contatto con il binario e, quindi, direttamente
responsabili di maggiori sollecitazioni sulle rotaie così come su altri
componenti del binario.
Il pacchetto di attività legato alle “Ruote del futuro”, guidato da
DMEC, mirava a definire un concept tecnologico e un set completo di
specifiche funzionali per un carrello ferroviario con asse in composito
metallico ibrido (HMC). La soluzione frutto della ricerca del progetto
è un asse per un set di ruote per rimorchi con cuscinetti interni da
applicare sulle metropolitane.
Il concetto di asse HMC (Hybrid Metallic-Composite) è stato studiato
in relazione a una serie di questioni tecniche interconnesse, tra cui: la
progettazione strutturale e l’ottimizzazione della stratificazione delle
fibre; la progettazione di giunti adesivi compositi-metallici per fornire
interfacce adeguate alle ruote; l’identificazione delle tecniche per le
prove non distruttive e il monitoraggio dello stato di salute strutturale
dell’asse HMC; l’effetto dell’impatto con le pietre di zavorra; i metodi
di fabbricazione. Particolare attenzione è stata posta rispetto all’
ottimizzazione del modello per l’avvolgimento del filamento delle fibre
e alla vibro acustica delle ruote con asse HMC.
Nell’ ambito del progetto sono stati studiati e dimostrati diversi
altri interessanti soluzioni, tra cui un telaio per un veicolo a due assi
realizzato in materiale composito polimerico rinforzato con fibra
di carbonio e un sistema di controllo attivo delle vibrazioni con un
attuatore dedicato. Nonostante il progetto si sia concluso, possibili
nuovi impatti ad esso legati continuano ad emergere, poiché alcune
delle tecnologie dimostrate sono state incluse nel catalogo delle
soluzioni Shift2Rail e presentate alla fiera InnoTrans 2022 per la
tecnologia del trasporto ferroviario, che si è tenuta a Berlino a
settembre 2022.

ENG
NextGear – Providing concepts and demonstrators for the next
generation of robust and sustainable running gear
NextGear - NEXT generation methods, concepts and solutions for
the design of robust and sustainable running GEAR was concluded
in 2022 with success, providing several innovative solutions for the
railways industry. The project started in late 2019 with 14 partners
coming from academia, component manufacturers and end-users
of the railway sector. The partners worked on several aspects of the
running gear from a global cost model, to smart actuating systems
and new materials for producing components for the running gear.
DMEC have worked extensively on the different aspects of the project
contributing to the realization of some of the main results of the
project. In particular, DMEC researchers have contributed by studying
novel additive manufacturing solution for spare parts and the use of
composite materials as lightweight solutions in the running gear.
Metal additive manufacturing can have a positive impact on the
logistics of spare and repair parts for railways. In NEXTGEAR
DMEC researchers redesigned and manufactured a prototype
ATP antenna bracket for the Madrid subway trains using additive
manufacturing (AM). The component was topologically optimized by
DMEC researchers using acceleration data gathered on the actual
trains, improving the safety factor while reducing the total weight
by 60%. The new design was produced by laser powder bed fusion
(LPBF) incorporating 18 parts to only two and post-processed using
a tailored heat treatment. The total production time was less than 2
weeks, which shows the potential of metal AM for reducsg the use
of resources and improving performances in the railway industry. On
11th January 2022 the new antenna bracket was tested on a Metro the
Madrid vehicle running on the test track and performed well.
One main objective in the design of modern railway vehicles is
mass reduction and the reduction of the damage generated to the
infrastructure. In this regard, reducing the mass of the wheelsets
is of paramount importance as the un-sprung masses are directly
in contact with the track and hence are responsible for increased
stresses in the rails and in other track components. The “wheelset of
the future” workpackage, led by DMEC, aimed at defining a technology
concept and a complete set of functional specifications for a wheelset
with a hybrid metallic composite (HMC) axle. The solution researched
in the project is an axle for an inboard bearing trailer wheelset for use
in metro vehicles. The HMC (Hybrid Metallic-Composite) axle concept
was investigated in respect of a number of interrelated technical
issues, including the structural design and the optimization of fibre
layup, the design of composite-to-metallic adhesive joints to provide
suitable interfaces to the wheels, the identification of techniques
for non-destructive testing and structural health monitoring of the
HMC axle, the effect of impact with ballast stones, the manufacturing
methods, with a focus on the optimization of the pattern for filament
winding of fibres, the vibro-acoustics of the wheelset with HMC axle.
Within the project several other exciting concepts were investigated
and demonstrated, including a frame for a two-axle vehicle made of
carbon fiber reinforced polymeric composite material, and an active
vibration control system with a dedicated actuator. After conclusion
of the project, several relevant impacts of the project continue to
emerge as some of the demonstrated technologies are included in
the Shift2Rail Catalogue of Solutions and showcased in InnoTrans
2022 trade fair for rail transport technology, which was held in Berlin,
in September 2022.
meccanica magazine
45

Grande successo per
ICSP14
I commenti del Presidente del
congresso: Prof. Mario Guagliano
meccanica magazine
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ITA
“Dopo aver posticipato dal 2020 al 2022, finalmente si è tenuta la
Conferenza Internazionale sullo Shot Peening, ospitata dal Politecnico
di Milano presso gli edifici del campus di Bovisa. Nonostante i
miei timori, ICSP14 ha attratto sul posto una “peening community”
desiderosa di incontrarsi di persona e discutere degli ultimi sviluppi
in questo ambito. Più di 160 delegati, provenienti da Europa (con una
forte presenza da Germania, Francia e Italia), Nord America (USA e
Canada) e Asia (Giappone, Singapore, Corea e Cina), hanno partecipato
alla conferenza. Inoltre, 19 espositori hanno presentato i loro ultimi
prodotti e sviluppi. Purtroppo, è mancata la partecipazione della
maggioranza dei delegati dalla Cina a causa delle restrizioni legate
al COVID. Tuttavia, siamo riusciti a organizzare collegamenti online
che hanno permesso ai colleghi cinesi di presentare il loro lavoro da
remoto. Un gesto molto apprezzato sia dagli oratori che dal pubblico.
Le lezioni plenarie sono state tenute da esponenti del settore: Martin
Levesque ha illustrato le numerose attività in corso presso l’ École
Polytechnique Montréal, con approcci multiscala alla modellazione
e test sperimentali estremamente rilevanti; Domenico Furfari e Yongxiang
Xu hanno presentato gli ultimi sviluppi sul laser shock peening
rispettivamente presso Airbus e la Shanghai Jiao Tong University;
Emmanuelle Rouhaud ha condiviso il lavoro fatto su SMAT all’Université
Troyes; e Pierangelo Duó ha descritto come lo shot peening sia
stato implementato presso Rolls Royce in Germania.
Sono state più di 90 le presentazioni di taglio scientifico tenutesi in
sessioni parallele. Tra queste, hanno riscosso un grande successo le
sessioni dedicate allo shot peening come post-trattamento su componenti
ottenuti con processi “additive manufacturing”: gli studi su
leghe di Titanio, Inconel e acciaio inossidabile, così come i metodi
sviluppati per valutare il miglioramento della resistenza a fatica e
statica di questi componenti hanno attirato l’interesse e la curiosità
del pubblico, che ha partecipato attivamente alle sessioni con molte
domande.
Le sessioni hanno trattato diversi aspetti in relazione ai trattamenti
“peening” e le loro applicazioni. Personalmente ho trovato impressionante
l’entità degli sviluppi fatti nel campo shot peening applicato ai
componenti “additive manufacturing”, tanto quanto gli avanzamenti
nell’ambito della simulazione e definizione dei digital twin.
Congratulazioni a Ivan Bogachev (Università di Cambridge, UK), Jan
Kaufman (CTU Prague, Repubblica Ceca) e Maxime Paques per aver
ricevuto il premio per il miglior paper scritto da studenti. Ottimo lavoro!
I delegati hanno altresì apprezzato gli eventi sociali: il ricevimento
di benvenuto nei giardini del campus Leonardo, la cena di gala presso
la Triennale Milano e la visita culturale al Museo del Novecento.
Infine, sono lieto di annunciare che la prossima conferenza ICSP15
sarà ospitata dall’University of Purdue (Indiana, USA) e preseduta dal
Prof. Bahr. Appuntamento al 2025!”

ENG
ICSP14, a successful event! Few thoughts from the chairman of
the Congress: Prof Mario Guagliano
“After having been postponed from 2020 to 2022, finally the 14th
International conference on Shot Peening took place, hosted at Politenico
Milano, in the buildings of the Campus Bovisa. Despite my
fear, ICSP14 attracted the peening community that after five years
could meet in person and discuss about the latest developments in
the field.
More than 160 delegates attended the conference, from Europe
(with strong delegations from Germany, France and Italy), North
America (USA and Canada), Asia (Japan, Singapore, Korea and China).
There were also 19 exhibitors presenting their latest products
and developments.
We missed the Chinese delegates, the majority of whom could not
participate due to the COIVD restrictions. However, we arranged an
on-line connection to allow them to present their work remotely.
And this was appreciated by the speakers and by the audience!
The plenary lectures were given by leaders in the field: Martin Levesque
talked about the numerous activities on course at the École
Polytechnique Montréal, with multiscale approaches for modelling
and impressive experimental tests; Domenico Furfari and Yongxiang
Xu discussed what is going on in laser shock peening at Airbus
and at Shanghai Jiao Tong University, respectively. Emmanuelle
Rouhaud illustrated the work done on SMAT at Université Troyes and
Pierangelo Duó, described how shot peening is implemented at Rolls
Royce Germany.
More than 90 scientific presentations were discussed during the parallel
sessions. Among these latter, the great success of the session
dedicated to shot peening for post-processing of additive manufactured
parts can be underlined: the studies on Ti alloys, Inconel,
stainless steels, as well as the methods developed for assessing
the improvement of the fatigue endurance and strength of additive
manufactured parts attracted the interest and the curiosity of the
audience with many questions and answers.
The sessions covered the different aspects related to the peening
treatments and their applications. I personally find impressive the
great advancement done in the field of shot peening as post treatment
for additive manufacturing and the progress in the field of
simulation and definition of digital twins!
Congratulations to Ivan Bogachev (Univ. Cambridge, UK), Jan Kaufman
(CTU Prague, Czech Republic) and to Maxime Paques, who have
been awarded with the Student Best Paper Award. Excellent work!
The delegates also enjoyed the social events: the networking reception
in the garden Campus Leonardo, the Gala Dinner at La Triennale
Milano, and the cultural visit at Museo Novecento.
Finally, I have the pleasure to announce that the next ICSP15 will be
hosted at the University of Purdue (Indiana, USA), chaired by prof.
Bahr. See you there, in 2025!!”
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La 50 a Conferenza
Europea dei Trasporti al
Politecnico di Milano
meccanica magazine
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ITA
Dal 7 al 9 Settembre 2022, si è svolta al Politecnico di Milano, la 50a
edizione della European Transport Conference (ETC22), organizzata
per la prima volta in Italia con il supporto del Dipartimento di Meccanica
(DMEC). La Conferenza si è aperta con i saluti dell’Assessore
alla Mobilità del Comune di Milano, Arianna Censi, e del Direttore del
DMEC, prof. Marco Bocciolone. E’ seguita la invited lecture del Dott.
Rolf Diemer, Capo della Economic Analysis Unit della DG MOVE della
Commissione Europea, sulla politica dei trasporti dell’Unione al tempo
del COVID-19 e della guerra in Ucraina. Il prof. Pierluigi Coppola,
coordinatore del comitato organizzatore locale e Direttore del Board
dell’Association for European Transport (AET), ha quindi illustrato il
programma dei lavori, costituito da oltre 200 relazioni selezionate e
articolato in nove sessioni parallele su tre giorni.
La ETC si caratterizza per la varietà di argomenti trattati e la molteplicità
di seminari e incontri che la rende unica nel panorama delle
conferenze europee del settore. I temi trattati riguardano questioni
sovranazionali di grande attualità, come gli impatti della pandemia
sui comportamenti di viaggio delle persone, la crisi energetica e i
cambiamenti climatici, oltre che le recenti innovazioni nei trasporti
quali ad esempio i veicoli a guida autonoma e la Urban Air Mobility,
nonché temi più tradizionali ma sempre di interesse legati alla pianificazione
urbana sostenibile e all’equità nelle scelte di investimento
nelle infrastrutture.
La 50 a edizione ha visto anche la partecipazione di due ospiti d’eccezione:
il Prof. Tae Oum, presidente della World Conference on Transportation
Research Society (WCTRs), che ha proposto una riflessione
sui bisogni futuri della ricerca nel settore dei trasporti alla luce dei
cambiamenti economici e geo-politici in corso; il prof. Ennio Cascetta,
presidente del Cluster tecnologico Italiano dei trasporti, che ha
illustrato le nuove sfide nell’analisi dei sistemi di domanda-offerta di
mobilità, nell’alveo delle transizioni energetica e digitale.
La Conferenza ha rappresentato una grande opportunità di networking,
soprattutto per i docenti e per gli studenti dei corsi di studio
del Politecnico di Milano, che hanno avuto l’opportunità (senza fee di
iscrizione) di partecipare ai seminari scientifici e interagire con circa
600 delegati provenienti da Università, imprese e istituzioni di oltre
35 Paesi del Mondo, per formare relazioni professionali e discutere
di futuri progetti di ricerca e di consulenza professionale. All’ETC la
ricerca teorica e applicata da sempre infatti incontra le istituzioni e
il modo delle professioni.
Tra gli espositori e sponsor di quest’edizione: lo European Institute
of Innovation and Technology (EIT) che ha organizzato una sessione
sui progetti attualmente finanziati dalla Knowledge and Innovation
Community (KIC) sulla Urban Mobility; la Strategia EU per la Regione
Adriatico-Ionica (EUSAIR) che ha allestito uno stand per presentare i
progetti interreg ADRION sull’asse mobilità e trasporti nell’area.
Non sono mancate le occasioni di socialità come l’aperitivo di benvenuto
organizzato il primo giorno sulla splendida terrazza della Colina
degli Studenti del Campus Bovisa e la cena sociale del giovedì in un
ristorante all’Alzaia del Naviglio Grande.

ENG
The 50th European Transport Conference at Politecnico di Milano
(September 7th-9th, 2022)
From September 7th to 9th 2022, Politecnico di Milano hosted the
50th edition of the European Transport Conference (ECT2022) organised
- for the first time in Italy - with the support of the Department
of Mechanical Engineering (DMEC). Mrs Arianna Censi, City
Councillor for the Mobility of Milan, opened the conference followed
by the welcome of Prof. Marco Bocciolone, Head of DMEC and by an
invited lecture on the EU transportation policy in the era of COVID
and of the ongoing war in Ukraine, given by Mr Rolf Diemer, the Head
of the Economic Analysis Unit of the European Commission DG
MOVE. Prof. Pierluigi Coppola, lead of the local organizing committee
and Director of the Board of the Association for European Transport
(AET), presented the conference programme including more
than 200 selected papers to be presented in nine parallel sessions
over the three conference days.
The variety of topics and the multi-seminar approach make ETC unique
compared to other European transport conferences. The topics
cover up-to-date international subject matters, such as the impact
of the pandemic on people’s travel behaviour, the energy crisis and
climate change, in addition to the latest innovation in transportation
like autonomous vehicles and Urban Air Mobility along with more
conventional - but equally important - topics like sustainable urban
planning and equity in transport investment.
Two special guests joined the 50th ETC: Prof. Tae Oum, President of
the World Conference on Transportation Research Society (WCTRs),
who provoked some thoughts on future needs of research in the
transportation industry highlighted by current economic and geopolitical
changes, and Prof. Ennio Cascetta, president of the Cluster
Tecnologico Italiano dei Trasporti, who presented the new challenges
in mobility demand and supply system analysis, within the undergoing
digital and energy transitions.
The conference turned out to be a great networking opportunity,
especially for students and Professors of Politecnico di Milano, who
had the chance to be attending - for free - scientific seminars and
interacting with about 600 delegates from Universities, companies
and institutions from 35 Countries worldwide, in order to establish
new partnerships and discuss future professional and research
projects.
In fact, ECT has always been a place where theoretical and applied
research meets institutional bodies and companies. This year many
exhibitors joined in, such as the European Institute of Innovation
and Technology (EIT), which organized a session dedicated to the
projects sponsored by the Knowledge and Innovation Community
(KIC) on Urban Mobility, and the EU Strategy for the Adriatic-Ionian
Region (EUSAIR), which set up a stand to present the ongoing Interreg
ADRION projects on mobility.
Many were the social events planned, such as the welcome aperitivo
organized on the beautiful terrace at the “Collina degli Studenti” in
the Bovisa campus and the social dinner on Thursday by the Milan
canal Alzaia del Naviglio Grande.
meccanica magazine
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Tre progetti DMEC
finanziati dai Fondi
Europei per la Difesa
meccanica magazine
50
ITA
I risultati della call legata ai Fondi Europei per la Difesa (EDF,
European Defence Fund) 2021 sono appena stati pubblicati. L’EDF
supporta progetti all’avanguardia all’interno dell’UE in ambito
difesa. COMMANDS, dTHOR e NEUMANN dei cui consorzi DMEC
è parte attiva, sono tra i 61 progetti collaborativi di ricerca e
sviluppo nell’ambito della Difesa risultati idonei al finanziamento
da parte dell’UE, finanziamento che complessivamente ammonta
a quasi 1,2 miliardi.
COMMANDS - Convoy Operations with Manned-unManneD
Systems
Il progetto COMMANDS mira a sviluppare ‘Through Life Capabilities’
(TLC) per sistemi terrestri, sia con equipaggio che senza pilota,
affinché siano agili, intelligenti e cooperativi. Queste capacità
saranno basate su soluzioni tecnologiche UGV d’avanguardia
con l’obiettivo di fornire soluzioni funzionali senza soluzione di
continuità tra architetture aperte modulari ed integrate.
In particolare, COMMANDS risponde alle esigenze militari di avere
veicoli senza pilota che operino non solo su superfici asfaltate,
e quindi più controllate, ma anche in ambienti destrutturati, in
situazioni di degrado o offline in assenza di segnale satellitare,
ovvero in situazioni complicate ove lo sviluppo di tecnologie
di processo computer-based, machine learning e intelligenza
artificiale costituirebbe un vantaggio essenziale.
I risultati non solo consentiranno di aggiornare gli attuali veicoli
terrestri in servizio presso i Paesi dell’UE, ma anche di essere
integrati nei futuri veicoli in fase di sviluppo. Inoltre, la disponibilità
di architetture aperte e modulari, applicate a piattaforme con e
senza pilota, favorirebbe l’interscambio di know-how tra sistemi
pilotati e non.
Il progetto prevede la realizzazione di un dimostratore tecnologico
che include una dimostrazione in laboratorio ed una in uno scenario
reale, focalizzate sul caso applicativo di un convoglio con protezione
dedicato al Last Kilometre Re-supply.
Il consorzio è costituito da 21 membri provenienti da più Paesi
europei. Il Politecnico di Milano prende parte al progetto con un
gruppo di ricerca del Dipartimento di Meccanica. La durata prevista
del progetto è di 36 mesi.
Il gruppo di ricerca è guidato dal Prof. Marco Giglio e coinvolge
il Prof. Claudio Sbarufatti ed il Prof. Francesco Cadini insieme
a dottorandi, studenti magistrali e ricercatori. Le competenze
messe a disposizione dal gruppo di ricerca sono nell’ambito della
conoscenza avanzata e nello sviluppo di sistemi Digital Twin e
algoritmi di Intelligenza Artificiale al fine di progettare e sviluppare
sistemi HUMS (Health and Usage Monitoring Systems) e strumenti
per migliorare la “situation awareness” per la prossima generazione
di sistemi terrestri con equipaggio e senza pilota.
dTHOR - Digital Ship Structural Health Monitoring
Il progetto dTHOR svilupperà un sistema predittivo di nuova
generazione per il monitoraggio dell’integrità strutturale della nave.
Il progetto svilupperà un sistema basato sull’utilizzo innovativo di
grandi quantità di dati ottenuti da una rete di sensori, un framework
digitale conforme a standard riconosciuti per lo scambio di dati e
approcci di modellazione di tipo ibrido che combinano modelli fisici
e modelli empirici, basati sui dati. dTHOR risponderà ai requisiti
operativi degli utenti finali, in vista di una migliore valutazione dei
danni e dell’integrità strutturale in real-time, una riduzione degli
effetti idroacustici e un funzionamento più accurato di tutti i sistemi.
In quest’ambito, i modelli possono essere utilizzati non solo
per valutare l’integrità strutturale e per prevedere la resistenza
residua, ma anche per interpretare i dati dai sensori. A tal fine, una

rete di sensori installata sulla struttura consentirà di aggiornare
costantemente il gemello digitale (Digital-Twin) della struttura
della nave per simulare il comportamento reale della struttura,
accoppiando così sensori reali con una moltitudine di sensori virtuali
e consentendo un monitoraggio distribuito delle condizioni di salute
strutturale.
Il consorzio è costituito da 35 membri provenienti da più Paesi
europei. Il Politecnico di Milano prende parte al progetto con un
gruppo di ricerca del Dipartimento di Meccanica. La durata prevista
del progetto è di 36 mesi. Il gruppo di ricerca è guidato dal Prof. Marco
Giglio e coinvolge il Prof. Claudio Sbarufatti, il Prof. Francesco Cadini
e il Prof. Andrea Manes insieme a dottorandi, studenti magistrali
e ricercatori. Le competenze messe a disposizione dal gruppo di
ricerca sono nell’ambito della conoscenza avanzata e dello sviluppo
di sistemi Digital Twin e algoritmi di Intelligenza Artificiale al fine di
progettare e sviluppare sistemi HUMS (Health and Usage Monitoring
Systems) e modelli strutturali e di materiali ad alta fedeltà.
NEUMANN - Novel Energy and propUlsion systeMs for Air dominance
NEUMANN “Novel Energy and propUlsion systeMs for Air dominance”
svilupperà sistemi di propulsione e di generazione di energia per la
prossima generazione di aerei militari. NEUMANN studierà i sistemi
di generazione di energia in campo aeronautico, con particolare
attenzione alla propulsione ad alta efficienza, ai sistemi elettrici e
termici e alla gestione dei medesimi. Il progetto mira ad affrontare
le tecnologie dei sistemi di generazione di energia e di propulsione
necessarie per un propulsore ad alta efficienza capace di generare
allo stesso tempo un aumento di produzione di energia elettrica e
allo stesso tempo un aumento del rapporto spinta/peso, necessari
per far fronte ai requisiti di missione e alle esigenze operative della
prossima generazione di aerei militari.
La durata prevista del progetto è di 38 mesi. Il consorzio è costituito
da 15 membri provenienti da più Paesi europei. Il Politecnico
di Milano prende parte al progetto con un gruppo di ricerca del
Dipartimento di Meccanica. Il gruppo di ricerca è guidato dal Prof.
Stefano Beretta e coinvolge il Prof. Stefano Foletti e il Prof. Luca
Patriarca. Le competenze messe a disposizione dal gruppo di
ricerca sono nell’ambito della fatica & frattura, applicate a flaw e
damage tolerance di innovativi componenti motore realizzati con
tecniche avanzate di manufacturing.
meccanica magazine
51
ENG
Three DMEC projects funded by the European Defence Fund
Results of the 2021 EDF have been just released. EDF will support
high-end defence capability projects inside EU. 61 collaborative
defence research and development projects with a total EU support
of almost €1.2 billion were selected for funding. Among them, the
projects COMMANDS, dTHOR and NEUMANN were selected, with
POLIMI DMEC as active part of the consortium.
COMMANDS - Convoy Operations with Manned-unManneDSystems
COMMANDS aims to develop Through Life Capabilities (TLC) for agile,
intelligent and cooperative Manned and Unmanned Land Systems.
These Capabilities will be based on a variety of state-of-the-art
UGV Technologies solutions that will provide seamless functional
services across integrated modular open architectures.
Specifically, COMMANDS addresses the requirement of military
unmanned ground vehicles to operate not only in controlled paved
surfaces, but also in unstructured environments, facing degraded
or denied satellite signal and communications scenarios where
the development of Computer Based Processing Technologies,
Machine Learning and Artificial Intelligence provide game changing
Intelligent Capabilities. The results will not only enable to upgrade
current ground vehicles of the EU inventory for specific missions,
but also to be integrated in future vehicles under development.
Also, the capability services architecture is common to manned and
unmanned platforms, enabling seamless, standard transition from
manned to unmanned systems. The project considers a Technology
Demonstrator Programme including both a laboratory demonstrator
and a real scenario Mobile Demonstrator centered around the usecase
of a Last Kilometre Re-supply Convoy with Force Protection.
The consortium is formed by 21 members from several EU country.
Politecnico di Milano takes part in the project with a research team
from the Department of Mechanical Engineering. The duration of the
project is 36 months. The research team, leaded by Prof. M. Giglio,
Prof. C. Sbarufatti and Prof. F. Cadini, also involving PhD students,
MSc students and researchers, will leverage on its experience in the
development of Digital-Twins and Artificial Intelligence algorithms
for the design and development of intelligent Health and Usage
Monitoring Systems and well as tools for the improvement of
situation awareness within the context of next generation Manned
and Unmanned Land Systems.

meccanica magazine
52
dTHOR - Digital Ship Structural Health Monitoring
dTHOR will develop the next generation of a predictive Ship
Structural Health Monitoring system.
The project will develop a system based on innovative utilization of
large amounts of load and response measurements from robust and
advanced sensors, a digital framework complying with recognised
open standards for data exchange, and hybrid analysis and
modelling which combines physics-based and data-driven models.
dTHOR will consolidate end-users operational requirements based
on improved damage and structural integrity assessment, reduced
hydro-acoustic signatures, and more accurate operation of the
systems.
Within this framework, models can be used not only to assess the
structural integrity and to predict the residual strength, but also to
interpret data from sensors. To this aim, a sensor network deployed
on the structure allows the digital-twin of the ship structure to be
constantly updated to mimic the real structure behaviour, thus
coupling real-sensors with a multitude of virtual sensors and
enabling the distributed health condition monitoring.
The consortium is formed by 35 members from several EU country.
Politecnico di Milano takes part in the project with a research team
from the Department of Mechanical Engineering. The duration of
the project is 36 months.
The research team, leaded by Prof. M. Giglio, Prof. C. Sbarufatti,
Prof. F. Cadini and Prof. Andrea Manes also involving PhD students,
MSc students and researchers, will leverage on its experience in the
development of Digital-Twins and Artificial Intelligence algorithms
for the design and development of intelligent Health and Usage
Monitoring Systems and high fidelity structure and material models.
NEUMANN - Novel Energy and propUlsion systeMs for Air dominance
NEUMANN will develop Alternative propulsion and energy systems
for next generation air combat systems
NEUMANN will study energy aircraft domains, with a focus on
energy-efficient propulsion, electrical and thermal systems and
management. The project aims to address propulsion and energy
systems technologies required for a highly efficient powerplant, able
to deliver at the same time increased electrical power generation
and increased thrust-to-weight ratio, which are necessary to cope
with the mission requirements and operational needs of the next
generation of fighter aircraft.
The duration of the project is 38 months. The consortium is formed
by 15 members from several EU country. Politecnico di Milano takes
part in the project with a research team from the Department of
Mechanical Engineering. The research team, leaded by Prof. Stefano
Beretta, involve Prof. Stefano Foletti and Prof. Luca Patriarca , will
leverage on its experience in the field of fatigue & fracture and
structural integrity, aiming to the flaw and damage tolerance of the
new aeroengine components being manufactured with innovative
solutions.

meccanica magazine
53

CONSTRUCTADD
Resource-efficient steel CONSTRUCTion
using ADDitive manufacturing
meccanica magazine
54
ITA
Il progetto interdisciplinare EU-RFCS CONSTRUCTADD ha preso il
via l’8 settembre 2022 a Milano, con l’obiettivo di collocare la Metal
Additive Manufacturing nel mainstream dell’architettura e delle
costruzioni entro il 2026. Il Politecnico di Milano coordinerà il progetto
con i partner RWTH Aachen University, Università di Pisa, Prima
Additive, BLM GROUP, FOMAS Group MIMETE, ArcelorMittal, Vallourec,
IMDEA Materials Institute, Cimolai Group, DNV. Il progetto è finanziato
dal Fondo di ricerca dell’Agenzia esecutiva per la ricerca europea
(REA) per il carbone e l’acciaio #RFCS (2022-2026). Polimi aderisce
al progetto con due dipartimenti, il Dipartimento di Architettura,
Ambiente Costruito e Ingegneria delle Costruzioni e il Dipartimento di
Meccanica. I ricercatori DMEC contribuiranno coordinando le attività
di sviluppo dei processi e dei materiali utilizzando un nuovo grado di
acciaio da costruzione per produzione additiva. In particolare, il team
di DMEC coordinato dalla Prof. Barbara Previtali e dal Prof. Ali Gökhan
Demir svilupperà i processi per la produzione di dimostratori in scala
reale utilizzando metallo AM con polvere e filo e processi di saldatura
laser.
CONSTRUCTADD mira a portare la produzione additiva di metalli nel
mainstream della comunità delle costruzioni in acciaio sviluppando
regole e procedure e regolandole per applicazioni di costruzione in
acciaio sostenibili. Verranno studiati tre processi di produzione additiva
rivolti all’ingegneria architettonica e all’industria edile: Laser Powder
Bed Fusion (LPBF), Laser directed energy deposition (LDED), Wire arc
additive manufacturing (WAAM). L’obiettivo globale di CONSTRUCTADD
è di contribuire all’industria siderurgica europea per iniziare a utilizzare
appieno la produzione additiva (AM) nella progettazione, produzione
e manutenzione di geometrie di acciaio complesse e di grandi
dimensioni per offrire prodotti efficienti sotto il profilo delle risorse e
affidabili con sprechi e consumi energetici ridotti. Per raggiungere le
ambizioni del progetto, sono stati formulati obiettivi specifici:
- Definire specifiche regole di processo e materiali AM per parti
di grandi dimensioni su qualità, costi, lavorazione, ciclo di vita e
riciclabilità, specifiche di sicurezza dei materiali ed estetica;
- Un nuovo grado di acciaio da costruzione civile per la produzione
additiva nella forma di polvere, lo studio di lavorabilità del materiale con
Laser Powder Bed Fusion (LPBF), Laser Directed Energy Deposition
(LDED) e Laser Metal Wire Deposition (LMWD) e Wire Arc AM (WAAM)
basato sul Cold Metal Transfer (CMT). Sarà studiata anche la saldatura
laser dei materiali stampati insieme alla loro riciclabilità e alle proprietà
meccaniche;
- Progettare e produrre parti dimostrative utilizzando LPBF, LDED,
WAAM e applicare tecnologie di saldatura con parametri di processo
definiti nel progetto;
- Quantificare sperimentalmente le proprietà meccaniche delle parti in
acciaio stampate in 3D e la loro integrità strutturale con gli elementi in
acciaio convenzionali;
- Preparare il percorso di conformità per le parti da costruzione
prodotte da AM, introdurre modelli di qualificazione, standardizzazione
e certificazione compatibili con EN1090 e proporre modifiche alle
norme e ai regolamenti edilizi europei esistenti utilizzando i nuovi
risultati sperimentali;
- Eseguire analisi ambientali ed economiche del ciclo di vita per
stabilire vantaggi commerciali e ambientali e punti di pareggio per AM
nell’industria siderurgica;
- Trasferire i risultati della ricerca in raccomandazioni progettuali,
linee guida ed esempi pratici compatibili con l’Eurocodice, per essere
utilizzati da ingegneri, architetti e produttori europei;
- Diffondere e sfruttare i risultati del progetto nella comunità edile
dell’UE per accelerare l’accettazione del moderno approccio alla
fabbricazione dell’acciaio studiato nel progetto.
Sfruttando il potere della produzione additiva, CONSTRUCTADD
accelererà la transizione del settore delle costruzioni in acciaio verso
una produzione sostenibile di sistemi strutturali. Il progetto mira a
dimostrare che il settore può ridurre di ca. 30% e creare meno rifiuti
durante la fabbricazione rispetto ai metodi di produzione esistenti. La
produzione additiva libererà anche il settore dai vincoli della produzione
tradizionale e consentirà la personalizzazione di massa con maggiore
velocità e qualità di produzione, collocando i materiali dove necessario
e utilizzando strumenti digitali avanzati per la progettazione e la
produzione.
CONSTRUCTADD prevede di ridurre i consumi energetici attraverso:
- La riduzione del peso delle parti complesse critiche soddisfacendo
al contempo i requisiti di progettazione funzionale (es. resistenza,
rigidità) con l’approccio Structural Design for AM (SDfAM) sviluppato;
- La personalizzazione delle geometrie dei giunti (forma e spessore
delle pareti) localmente alle sollecitazioni interne, allontanando
le saldature e le discontinuità geometriche dalle regioni
geometricamente complesse per poterle imbullonare ortogonalmente
o saldarle ai tradizionali profili in acciaio, diminuendo il materiale e
l’energia utilizzare quindi i costi e rendere le saldature più accessibili
per l’ispezione periodica e la manutenzione.

meccanica magazine
55

meccanica magazine
56
ENG
CONSTRUCTADD - Resource-efficient steel CONSTRUCTion using
ADDitive manufacturing
The interdisciplinary project EU-RFCS CONSTRUCTADD kicked-off
on 8 September 2022 in Milan, aiming to place the Metal Additive Manufacturing
(AM) in the mainstream of architecture and construction
by the year 2026.
Politecnico di Milano will coordinate the project with partners RWTH
Aachen University, Università di Pisa, Prima Additive, BLM GROUP,
FOMAS Group MIMETE, ArcelorMittal, Vallourec, IMDEA Materials
Institute, Cimolai Group, DNV. The project is funded by European
Research Executive Agency (REA) Research Fund for Coal and Steel
#RFCS (2022-2026). Polimi joins the project with two departments
namely Department of Architecture, Built Environment and Construction
Engineering and the Department of Mechanical Engineering.
The researchers of DMEC will contribute by coordinating the
activities in process and material development using a novel construction
steel grade for metal AM. In particular, the DMEC team coordinated
by Prof. Barbara Previtali and Prof. Ali Gökhan Demir will
develop the processes towards the production of full scale demonstrators
using metal AM with powder and wire feedstocks and laser
welding processes.
CONSTRUCTADD aims to bring metal additive manufacturing in the
mainstream of steel construction community by developing rules
and procedures and regulate it for sustainable steel construction
applications. Three Metal AM processes will be studied targeting
architectural engineering and construction industry: Laser Powder
Bed Fusion (LPBF), Laser direct energy deposition (LDED), Wire arch
additive manufacturing (WAAM).
The global objective of CONSTRUCTADD is to contribute to Europe’s
steel industry to start making full use of Additive Manufacturing (AM)
in the design, production and maintenance of complex and large
steel geometries to offer resource-efficient and reliable products
with reduced waste and energy consumption. To achieve the ambitions
of the project, specific objectives have been formulated:
- Define specific AM material and process rules for large parts on
quality, cost, processing, life cycle & recyclability, material safety
specifications and aesthetics;
- Selection of two powder and two wire feedstocks for production
as construction steel and quantify their processability with Laser
Powder Bed Fusion (LPBF), hybrid Laser Directed Energy Deposition
(LDED), and Laser Metal Wire Deposition (LMWD) in combination
with laser welding, and an innovative approach to Wire Arc AM
(WAAM) based on Cold Metal Transfer (CMT), quantify their recyclability
and mechanical properties;
- Design and produce demonstrator parts using the LPBF, LDED,
WAAM, and apply welding technologies with process parameters
defined in the project;
- Experimentally quantify the mechanical properties of 3D-printed
steel parts, and their structural integrity with the conventional steel
elements;
- Prepare the compliance route for construction parts produced by
AM, introduce qualification, standardization, and certification templates
compatible with EN1090, and propose modifications to the
existing European building standards and regulations using the new
experimental outcomes;
- Perform environmental and economic life-cycle analysis to establish
commercial and environmental benefits, and break-even points
for AM in steel industry;
- Transfer research results to Eurocode-compatible design recommendations,
guidelines and worked examples, to be used by the European
engineers, architects, and manufacturers;
- Disseminate and exploit the project findings in the EU construction
community to accelerate the acceptance of modern steel fabrication
approach studied in the project.
By exploiting the power of additive manufacturing, CONSTRUCTADD
will accelerate the transition of the steel construction sector toward
a sustainable production of structural systems. The project aims to
show that the sector can reduce the energy consumption of fabricating
a joint by approx. 30% and create less waste during fabrication,
than existing manufacturing methods. AM will also unleash the
sector from the constraints of traditional manufacturing and enable
mass customization with increased production speed and quality, by
placing materials where needed and using advanced digital tools for
design and production.
CONSTRUCTADD plans to reduce the energy consumption by means
of:
- Reducing the weight of critical complex parts while satisfying the
functional design requirements (e.g. strength, stiffness) with the
developed Structural Design for AM (SDfAM) approach;
- Customizing the joint geometries (shape and wall thickness) locally
to the internal stresses, moving the welds and the geometrical
discontinuities away from the geometrically complex regions to
be able to orthogonally bolt or weld them to the conventional steel
profiles, decreasing the material and energy use hence the costs,
and render the welds more accessible for periodic inspection and
maintenance.

meccanica magazine
57

Intervista a
Sara Bagherifard:
vincitrice del prestigioso
Grant ERC Consolidator
meccanica magazine
58
ITA
Sara Bagherifard ha vinto il prestigioso Grant ERC Consolidator.
Obiettivo di ArcHIDep, il progetto vincitore, è lo sviluppo di un sistema
rivoluzionario per la deposizione allo stato solido, al fine di ottenere
materiali eterogenei con architetture gerarchiche. ArcHIDep è uno
dei due progetti, selezionati tra più di 2600 premiati dall’European
Research Council con a capo due ricercatori del Politecnico di Milano.
Il progetto ArcHIDep va oltre lo stato dell’arte del cold spray e permette
di combinare materiali con delle cratteristiche molto diverse tra di loro
per ottenere strutture eterogenee con una architettura gerarchica.
L’obiettivo del progetto è comprendere l’interazione tra fasi dissimili,
la varietà dei meccanismi di rafforzamento che agiscono tra di loro
e il loro contributo collettivo alle prestazioni del materiale integrato,
offrendo così un nuovo spazio di progettazione.
Questo permetterà di usufrire della sinergia tra eterogeneità di
composizione e architettura per ottenere funzionalità ancora non
esplorate. Il progetto offrirà quindi soluzioni sostenibili ed efficienti
in vari settori, che devono spesso soddisfare più requisiti in conflitto
tra loro.
Raccontaci un po’ la tua storia come/perché hai deciso di scegliere
DMEC per i tuoi studi.
Dopo aver conseguito la laurea magistrale presso l’Iran University of
Science and Technology, il mio relatore mi chiese se fossi interessata
a un programma di dottorato. Ero molto titubante all’epoca,
considerando che già lavoravo part-time durante gli studi presso una
azienda come progettista e non vedevo l’ora di applicare i concetti
teorici appresi all’università a casi reali di applicazioni industriali.
Ricordo ancora molto bene che dopo aver discusso la mia tesi di laurea
il mio relatore, prof. Majid Ayatollahi, mi disse che era convinto che
sarei diventata una buona ricercatrice e che era fondamentale che
intraprendessi la strada del dottorato. Certamente ero lusingata dalle
sue parole ma ancora non l’avevo seriamente preso in considerazione.
Qualche mese dopo mi contattò con un’offerta da parte del prof.
Mario Guagliano, suo collega italiano, che all’epoca aveva aperto una
posizione per un dottorato. Ammetto di essermi incuriosita sempre
di più guardando il sito del Politecnico e il profilo di Mario. Così, dopo
averci chiacchierato e aver capito meglio il programma di ricerca,
decisi di candidarmi per quella posizione.
Oltre al dottorato, ero entusiasta all’idea di vivere in Italia per qualche
anno; sono sempre stata una fan del cibo e della cultura!
Come è nata l’idea di inviare una proposta all’ “ERC Consolidator
Grant”?
L’idea è balenata alla fine del 2020 quando, a causa dell’incertezza
del mio percorso accademico al POLIMI, ho deciso di trasferirmi in
Norvegia per alcuni mesi alla NTNU di Trondheim come professore
a contratto. In quell’occasione ho avuto la possibilità di lavorare con
il gruppo di ricerca del prof. Filippo Berto, impegnato sull’integrità
strutturale d’avanguardia nell’Additive Manufacturing.
Tra presentazioni e discussioni su possibili collaborazioni e
finanziamenti, ho valutato l’opportunità di fare domanda per un Grant
ERC. È molto difficile capire se c’è un momento giusto per candidarsi
per questo Grant, ma, considerando il mio percorso professionale, ho
deciso che quello era il momento giusto per provarci. Con il supporto e
l’incoraggiamento continuo da parte di Mario e Filippo sono diventata
sempre più determinata. Ci sono voluti un bel po’ di mesi per elaborare
l’idea del progetto e ancora di più per scriverlo, con annessi scambi di
idee, revisioni e cura di ogni dettaglio.
Devo dire che la procedura è molto onerosa e ha occupato tutto il
tempo libero che mi restava tra la vita accademica e l’attività didattica.
Tuttavia, per me è stato fondamentale il sostegno ricevuto dai miei
colleghi e dottorandi, con i quali ho lavorato a stretto contatto. Colgo
inoltre l’occasione per ringraziare l’ufficio ricerca del Politecnico per il
supporto ricevuto.

meccanica magazine
59
Cosa significa per te aver vinto il grant?
L’importanza di un finanziamento ERC si traduce nella libertà che
questo offre nel poter sviluppare una proposta teorica. Si tratta di
una rarità poiché, al contrario dei Grant ERC, i tradizionali schemi
di finanziamento nazionali e internazionali impongono che si
intraprendano azioni concrete verso metodologie già affermate,
spesso confermate da numerosi dati. Il Consiglio Europeo della
Ricerca offre invece ampia assistenza nello sviluppo di idee che
normalmente sarebbe difficile esplorare, presentando ovviamente un
solido piano scientifico. Oltre a questa libertà, per me questo Grant
ERC-Co è un riconoscimento per i traguardi scientifici in questo
momento particolare della mia carriera. Rappresenta un’opportunità
per consolidare il mio percorso, per espandere la mia area di studio e
avere accesso a risorse e mezzi essenziali per la ricerca che altrimenti
sarebbero inaccessibili.
Quali sono gli obiettivi più sfidanti del progetto ERC?
Il progetto vincitore del Grant ERC-Co è molto ambizioso,
considerando la natura ad alto-rischio/alto-profitto intrinseco del
programma ERC. Le sfide saranno numerose e associate a diverse
fasi del progetto. Ho anche considerato possibili piani di emergenza
per difficoltà che potrebbero insorgere. Tra le complessità che mi
aspetto di dover affrontare credo sarà particolarmente difficile
isolare il contributo di diversi meccanismi di rafforzamento in atto in
un materiale eterogeneo del quale non si conosce ancora lo stato di
legame tra diverse fasi. Mi aspetto inoltre di imbattermi in difficoltà
legate all’ottimizzazione della progettazione mettendo in conto il
problema legato alla dimensionalità. A maggior ragione, l’ampissimo
numero di variabili che possono entrare in gioco in ArcHIDep potrebbe
trasformarsi in una lama a doppio taglio. Nonostante ciò, sono
entusiasta all’idea di affrontare queste sfide.
E dopo il ERC Consolidator Grant, quali sono i prossimi obiettivi?
Mi piacerebbe aumentare costantemente l’impatto della mia ricerca
e spero che questo progetto diventi in questo senso un trampolino
di lancio. Sono felicissima di iniziare a lavorare in questa nuova
area di ricerca, formare giovani scienziati, fare in modo che questo
argomento diventi un ambito di ricerca duraturo per il mio team.
Che consiglio daresti ad un/una giovane ricercatore/ricercatrice?
Penso che sia determinante avere passione per ciò che si fa
nel momento in cui si considera di intraprendere una carriera
accademica, viverla con piacere ed evitare di rimanerci male.
L’ambiente accademico può essere molto difficile ma anche molto
stimolante. È necessario rimanere concentrati e scegliere un tema
sul quale costruire la ricerca. Avere conoscenze solide nell’ambito
d’interesse è fondamentale, ma è altrettanto importante non lasciarsi
scappare l’opportunità di partecipare ad attività multidisciplinari.
Sono queste le occasioni che possono stimolare la creatività e aiutare
a guardare oltre.

meccanica magazine
60
ENG
Interview with Sara Bagherifard, winner of the prestigious ERC
Consolidator Grant
Sara Bagherifard won the prestigious ERC Consolidator Grant.
The aim of ArcHIDep, the awarded project, is to develop
a revolutionary system of solid-state deposition to obtain
heterogeneous materials with a hierarchical architecture. Out of
more than 2600 proposed projects, ArcHIDep is one of the two
projects awarded by the @European Research Council submitted by
@Politencico di Milano researchers.
ArcHIDep project goes beyond the state of the art of cold
spray allowing to combine materials of substantially different
characteristics to obtain heterogeneous structures with a
hierarchical architecture.
The aim of the project is to unravel the interaction between dissimilar
phases, identify the variety of acting strengthening mechanisms
and customize their collective contribution to the performance of
the integrated structure.
This will allow to exploit the synergy between compositional
and architectural heterogeneity towards uncharted functional
opportunities and will offer sustainable and efficient solutions,
when necessary to meet multiple conflicting requirements.
How did you come up with the idea of applying for an “ERC
Consolidator Grant”?
The idea of applying for ERC Consolidator Grant was born in the end
of 2020, when due to uncertainties about my academic career at
POLIMI, I decided to go to NTNU in Trondheim for a few months as
an Adjunct Professor. There I had the opportunity to work with Prof.
Filippo Berto’s group who is working on the cutting edge of structural
integrity in AM. Through the presentations and discussions on
possible collaborations and funding acquisitions, I also evaluated
the option of applying for an ERC grant. It is difficult to decide when
the right time is to apply for an ERC Grant but considering where I
stood in my career, I decided that this must be the right moment
for me to try; with the continuous encouragement and support I
received from Mario and Filippo, I got more and more determined.
It took me few good months to elaborate the proposal idea and even
longer to write it down, brainstorm, revise and polish all the details.
I have to say it was an extremely demanding procedure filling any
possible free time I had between the routine academic and teaching
activities. Besides, the support I received from my colleagues and
PhD students I have been directly working with, was essential. I also
would like to thank the support provided by POLIMI research office.
Tell us the story of how and why did you choose to study at DMEC,
At the end of my MSc study at Iran University of Science and
Technology, my MSc supervisor, asked me if I would be interested
in pursuing a PhD. I was quite hesitant at the time, since I was
already working part-time during my master studies in a company
as a Design Engineer and was looking forward to implementing
the theoretical concepts that I had learnt in university in real case
industrial applications. I remember very well when just after my
MSc defense, my supervisor, Prof. Majid Ayatollahi, told me he was
confident I would be a successful researcher and that he strongly
urged me to continue my studies to PhD! I was, of course, humbled
with his kind remarks but still didn’t take the idea seriously.
Few months later, he contacted me with an offer from his Italian
collaborator, Prof. Mario Guagliano of DMEC, who was, at the time,
searching for a PhD candidate. Checking out POLIMI’s website and
Mario’s research profile, I got curious and after talking with Mario
and knowing him and his research line better, I decided to apply for
this PhD position! Although I must admit my main drive was not just
the PhD study, but I was equally thrilled by the idea of living in Italy for
few years, as I always admired the food, the culture!
Winning this grant, what does it mean to you?
The importance of an ERC funding is the freedom it offers in
developing a hypothesis driven proposal. This is something rare, as
unlike ERC-grants, almost all other available national and international
funding schemes impose taking solid steps in directions for which
you already have well-established methodologies and often times,
extensive supporting data. ERC, on the other hand, offers notable
assistance for exploring ideas that would be normally more difficult
to investigate, of course, as long as you have a scientifically valid
plan. Apart from the freedom it offers, this ERC-Co Grant for me is
a recognition of scientific achievements at a critical stage of my
career. It gives me opportunity to consolidate my path, expand my
research area and get access to resources and essential research
ingredients that otherwise would have been inaccessible.
Which are the most challenging elements of this ERC project?
My ERC-Co project is very ambitious, as the high risk-high gain
nature of ERC program entails; so, there will surely be multiple
challenges associated with different phases of the project.
I have already considered possible contingency plans for the potential

key difficulties. Among the main challenges that I expect to tackle,
I believe isolating the contribution of various acting strengthening
mechanisms when dealing with heterogeneous materials without
yet having a full understanding of their bonding state would be
particularly tough. I also expect complexities associated with design
optimization considering the problem of dimensionality. Indeed, the
exceptionally wide range of variables that I can play with in ArcHIDep
has the potential to be a double-edged sword! All that said, I am
looking forward to deal with these challenges.
So, after winning this ERC Consolidator Grant, what’s next?
I would like to continuously increase the impact of my research and
I hope this project will give me the momentum I need for that. I am
very excited about starting a new area of research, training young
scientists, establishing this topic as a long-lasting research line for
my team.
What piece of advice would you give to a young researcher?
What I think is surely worth considering for a successful academic
career is to have passion for what you do, enjoy doing it and don’t
get disappointed although academia can be a quite tough and
challenging environment sometimes; stay focused and have a
theme around which to base your research. It is very important to
build up solid knowledge in your field of interest, but at the same
time do not miss the opportunity of participating in multidisciplinary
projects; these can advance your creativity and help you look beyond
the bench.
meccanica magazine
61

In GVPM lo studio
topografico per lo sviluppo
di una nuova area
espositiva a Hong Kong
meccanica magazine
62
ITA
La progettazione di strutture nell’ambito dell’ingegneria civile non
può prescindere dal considerare il carico indotto dall’azione del
vento. Tale aspetto diventa ancora più rilevante quando ci si riferisce
a quelle località soggette a eventi di particolare rilevanza, quali
tornado o tifoni. In questi casi, il dimensionamento strutturale deve
partire da una conoscenza dettagliata delle caratteristiche del vento
attese nella zona di interesse.
È proprio questa una delle problematiche a cui il gruppo di Wind
Engineering DMEC è stato chiamato a rispondere in riferimento al
progetto della nuova area espositiva “New Asia World Expo” di Hong
Kong. L’area espositiva verrà edificata adiacentemente all’aeroporto
di Hong Kong e sarà costituita da due edifici principali per un’area
complessiva di circa 44000m 2 . Con riferimento all’azione del vento,
la regione di Hong Kong è interessata da tifoni e presenta una
spiccata dipendenza dalla direzione di provenienza, a causa della
sua peculiare orografia, caratterizzata da ampie regioni montuose.
Se infatti le caratteristiche del vento sono relativamente uniformi in
campo aperto, queste possono cambiare significativamente quando
ci si riferisce a territori montuosi.
Per la definizione delle caratteristiche del vento specifiche per il sito
di costruzione, si è optato per uno studio topografico, coordinato dal
Prof. Alberto Zasso, che è stato effettuato presso la Galleria del Vento
del Politecnico di Milano. Le grandi dimensioni della camera di prova
a strato limite della Galleria hanno consentito di riprodurre un’area
di oltre 500 km 2 nell’intorno dell’area aeroportuale, con una scala
geometrica di 1:2000, mantenendo gli effetti di bloccaggio bassi. In
particolare, sono stati riprodotti tutti i rilievi dell’area, oltre che gli
edifici più rilevanti dell’aeroporto e quelli della città di Hong Kong.
Durante i test in galleria del vento, sono stati quindi misurati i profili
di velocità media e di intensità di turbolenza al variare dell’angolo di
esposizione.
I risultati hanno mostrato che venti da Sud e da Nord–Est sono quelli
caratterizzati da maggiori livelli di turbolenza che arriva a superare il
20%. D’altro canto, le esposizioni più “aperte” sono invece risultate
interessate da intensità di turbolenza più contenute e gradienti di
velocità più piccoli al variare della quota. I risultati ottenuti dalle prove
sul modello topografico costituiranno l’input per le fasi successive
della ricerca, in cui l’attenzione sarà focalizzata sulla stima dei carichi
di pressione indotti dal vento sugli edifici del New Asia World Expo.
ENG
At GVPM a topographic study for the development of a new
exhibition area in Hong Kong
The design of civil structures must include the effects induced by the
action of the wind. This aspect becomes even more relevant when
referring to certain locations sensitive to severe events, such as
tornadoes or typhoons. In these cases, the structural design must
rely on a detailed knowledge of the wind characteristics expected in
the construction site.
To this purpose, the Wind Engineering DMEC group was in charge
of the investigation of the wind characteristics for the “New Asia
World Expo” project, a new exhibition area for the Hong Kong city.
This will be built next to the Hong Kong airport and will consist of
two main buildings for a total area of approximately 44000m 2 .When
referring to wind characteristics, the Hong Kong region is affected
by typhoons. In addition, due to its peculiar orography, characterized
by large mountainous regions, it exhibits a strong dependency on
the incoming wind direction. In fact, if the wind characteristics are
relatively uniform in open field, these can change significantly when
referring to mountainous territories.
For the definition of the specific wind characteristics of the
construction site, a topographic study was therefore opted for,
coordinated by Prof. Alberto Zasso, which was carried out at
the Politecnico di Milano Wind Tunnel. The large dimensions of
the boundary layer test section allowed to reproduce an area of
approximately 500 km 2 around the airport area, with a geometric
scale of 1: 2000, while keeping the blockage effects low. Specifically,
all the hills of the area were reproduced, as well as the most
important buildings of the airport and those of the city of Hong Kong.
During the tests in the wind tunnel, mean wind speed profiles and
turbulence intensity were measured varying the angle of attack.
The results showed that winds from the South and from the North
- East are those characterized by the highest levels of turbulence
that can exceed 20%. On the other hand, the more “open” exposures
were affected by lower turbulence intensities and smaller velocity
gradients with height. The results obtained from the topographic
tests will then be used as input for the following phases of the
research, where the attention will be focused on the estimation of
the pressure loads induced by the wind on the buildings of the New
Asia World Expo.

meccanica magazine
63

Nuovo drone autonomo per
il monitoraggio di linee
ferroviarie
meccanica magazine
64
ITA
Sempre più rilevante sta diventando la necessità di ispezionare con
continuità le infrastrutture di trasporto e, in tale contesto, non può
essere da meno quello ferroviario. L’attività di raccolta dati risulta
spesso costosa, sia in termini di ore uomo, che di costi di esercizio,
in quanto solitamente effettuata con treni del tutto simili a quelli
utilizzati per il trasporto passeggeri.
Da qui l’idea di RFI (Rete Ferroviaria Italiana, gruppo FS) di sviluppare
un mezzo leggero in grado di effettuare operazioni di ricognizione
in modo automatico ed autonomo. La progettazione del mezzo a
livello di layout, di sistema di sospensione e di powertrain, è stata
ENG
New smart drone for railway line monitoring
The need to continuously inspect transport infrastructures is
becoming crucial for the correct operation of services and, in
this context, the railway infrastructure cannot be outdone. Data
collection activity is often expensive, both in terms of man hours and
operating costs, as it is usually carried out with trains similar to those
used for passenger transport.
Hence the idea of RFI (Italian Railway Network, FS group) to develop
a light vehicle capable of carrying out reconnaissance operations
automatically and autonomously. The design of the vehicle in
completamente affidata al Dipartimento di Meccanica del Politecnico
terms of layout, suspension system and powertrain was completely
di Milano. Le attività relative all’acquisizione ed elaborazione di
entrusted to the
Department of Mechanical Engineering of
immagini nonché agli algoritmi di pianificazione delle missioni sono
Politecnico di Milano. Activities related to acquisition and processing
stati invece affidati ad altri diparti/atenei.
images and mission planning algorithms were instead entrusted to
Il layout del mezzo è stato definito sia nell’ottica di contenere gli
other departments / universities.
ingombri complessivi, ovvero nel rispetto della sagoma limite imposta
The layout of the vehicle was defined both in order to contain the
dalla normativa, che di contenere le resistenze aerodinamiche
overall dimensions, i.e. in compliance with the limit shape imposed
all’avanzamento del mezzo, ovvero ridurre la quantità complessiva di
by the standards, and to contain the aerodynamic resistance, hence
energia nelle batterie di bordo.
to reduce the overall amount of energy stored in the on-board
Il sistema di sospensione secondario è stato studiato sia per
batteries.
garantire una corretta dinamica di marcia che per garantirne un
The secondary suspension system has been designed both to ensure
corretto isolamento alle vibrazioni considerando soprattutto gli
correct driving dynamics and to ensure correct isolation from
stringenti requisiti delle telecamere installate in cassa.
vibrations, especially considering the stringent requirements of the
Il sistema di trazione è stato progettato per garantire un elevato livello
cameras installed in the box.
di disponibilità ottenuto grazie sia alla ridondanza dei componenti
The traction system has been designed to ensure a high level of
principali sia a un sistema di generazione diesel-elettrico posto a
availability obtained thanks to both the redundancy of the main
bordo del mezzo stesso.
components and a diesel-electric generation system placed on board
Per la frenatura, oltre a quella di servizio che combina la frenatura
the vehicle itself. For braking, in addition to the service one which
elettrica e pneumatica, è previsto un sistema di frenatura
combines electric and pneumatic braking, there is an emergency
d’emergenza attuato dal sistema di segnalamento presente sul
braking system implemented by the signaling system present on the
mezzo stesso.
vehicle itself.
Il mezzo ad oggi ha concluso i test di funzionalità preliminari presso
To date, the vehicle has completed the preliminary functionality tests
i laboratori del Dipartimento e si accinge ad avviare i test in piena
at the department’s laboratories and is about to start the tests in full
potenza presso il banco a rulli messo a disposizione da RFI presso il
power at the roller bench made available by RFI at the Osmannoro
Centro per la Dinamica sperimentale dell’Osmannoro.
Center for Experimental Dynamics.

meccanica magazine
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Il nuovo progetto
RocWAAM approda a DMEC
meccanica magazine
66
ITA
Il nuovo progetto RocWAAM-Robotic Wire Arc Additive Manufacturing
approda al Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, sotto
la direzione scientifica della prof.ssa Barbara Previtali Obiettivo
del progetto è raggiungere completa padronanza della tecnologia
WAAM, condividendo il know-how e implementando le nozioni già
nelle nostre mani. Il WAAM rappresenta l’applicazione nell’ambito
della stampa 3D di metalli della nuova tecnologia CMT di saldatura ad
arco. L’introduzione di robot a sei assi nella stampa additiva favorisce
l’automatizzazione e la ripetibilità del processo oltre a garantire
grande libertà geometrica.
Il progetto RocWAAM ci darà l’occasione nei prossimi anni di
sviluppare il processo WAAM per applicazioni nei settori degli stampi,
delle costruzioni civili e dell’energia, perché si possa confrontare
con le altre famiglie di processi additivi e con i processi tradizionali
che sostituisce o integra. La ricerca sul tema sarà costruita dando
particolare rilievo all’argomento sostenibilità che rappresenta una
delle principali spinte verso l’industrializzazione del processo.
Il team riunisce i principali leader nello sviluppo dell’hardware,
ABB e Fronius che grazie alla loro decennale collaborazione hanno
permesso l’allestimento di una cella integrata per la tecnologia WAAM.
La presenza del Gruppo BLM consentirà il confronto con la tecnologia
alternativa della deposizione laser con filo e polvere. Insieme a loro
troviamo nel team anche 3 end-users che ci danno l’opportunità
di esplorare diversi settori di applicazione con diverse richieste in
termini di materiali e geometrie, in particolare Fontana Group per il
settore degli stampi per l’automotive, Edilanzutti per il settore edile e
Baker Hughes per il settore energetico.
Con la partecipazione di queste tre aziende verranno definiti 3 casestudies
che permetteranno di testare il processo su diversi scenari.
La tecnologia WAAM sfrutta lo stesso principio di funzionamento
della saldatura ad arco, in cui l’elettricità viene utilizzata come fonte
di calore per raggiungere la fusione del metallo che viene fornito sotto
forma di filo. Si possono riconoscere diverse possibili configurazioni
a seconda di come viene innescato l’arco elettrico. Nel caso della
configurazione MIG/MAG, utilizzata nel nostro laboratorio, l’arco
elettrico viene innescato tra il filo, che viene addotto in maniera
coassiale dalla torcia di saldatura, e il componente. La partnership
con Fronius e Arroweld offre l’occasione di utilizzare la modalità CMT
(Cold Metal Transfer) da loro implementata e brevettata. Utilizzando
il CMT si ha modo di generare un’oscillazione della corrente elettrica
grazie alla ritrazione del filo. In questa configurazione infatti, il filo
(polo positivo) viene spinto fuori fino a quando il contatto con il pezzo
(polo negativo) non genera un corto circuito, a questo punto il filo
viene ritratto, variando man mano che si allontana dal pezzo, il valore
della tensione e di conseguenza della corrente elettrica.
Questa strategia permette di avere un controllo più puntuale
sull’apporto di calore e di gestire in maniera più controllata il distacco
della goccia. Trasferendo questi vantaggi all’additive manufacturing,
dove il controllo dell’accumulo termico diventa particolarmente
rilevante non solo per l’estetica ma anche per la funzionalità del
componente, il CMT rappresenta una valida strategia da valutare per
incrementare le leve di controllo sul processo.
Con l’ingresso di questa tecnologia, DMEC arricchisce le tecnologie
additive oggetto di studio e la strumentazione dei suoi laboratori di
ricerca.

ENG
3D Bioprinting: the new frontier of additive manufacturing for
biomedical and pharmaceutical research
The RocWAAM-Robotic Wire Arc Additive Manufacturing project
kicked-off at the Department of Mechanical Engineering of the
Politecnico di Milano, under the scientific lead of Prof. Barbara
Previtali. The aim of the project is to develop the WAAM system, the
deposition process, and sharing the know-between the partners.
The implemented WAAM system will make use of the new Cold
Metal Transfer - CMT arc welding technology. Integrated to a sixaxis
robotic manipulator, the metal additive manufacturing of large
components with great geometric freedom will be possible through
an advanced degree of automation
The RocWAAM project will develop the WAAM process for
applications in the fields of die-making, civil construction, and
energy, while comparing this new technology with other families
of additive manufacturing processes as well as the conventional
manufacturing processes that it replaces. The research on the
subject will be built by giving particular emphasis to the topic of
sustainability which represents one of the main forces towards the
industrialization of the process. The team brings together the main
leaders in hardware development, ABB and Fronius that have an
established ten-year collaboration in the field. The two companies
integrated the WAAM cell in our laboratories. The BLM Group will
provide the comparison with the alternative laser metal deposition
(LMD) and laser metal wire deposition (LMWD) technologies. The
3 end-users in the team will provide the application cases to
explore different materials and geometries. Fontana Group for
the automotive die-making, Edilanzutti for the civil construction,
and Baker Hughes for the energy sector will provide distinct case
studies to allow testing the process on different scenarios.
WAAM technology uses the same operating principle as arc welding,
in which an electric arc is used as a source of heat to achieve the
melting of the metal that is supplied in the form of wire. Different
possible configurations can be recognized depending on how the
electric arc is triggered. In the case of the MIG / MAG configuration,
used in our laboratory, the electric arc is ignited between the wire,
which is coaxially fed by the welding torch, and the component. The
partnership with Fronius and Arroweld offers the opportunity to use
their proprietary CMT method. Using CMT it is possible to generate
an oscillation of the electric current thanks to the retraction of the
wire. In fact, in this configuration, the wire (positive pole) is pushed
out until the contact with the piece (negative pole) generates a short
circuit, at this point the wire is retracted. As the wire moves away
from the piece, the value of the voltage and consequently of the
electric current are varied. This strategy allows you to have a more
precise control over the heat input and to manage drop detachment
in a more controlled manner. By transferring these advantages to
additive manufacturing, where the control of thermal accumulation
becomes particularly relevant not only for the aesthetics but also for
the functionality of the component.
With the introduction of WAAM technology in our laboratories, the
additive manufacturing research capabilities of DMEC are further
enriched.
meccanica magazine
67

Innovare la didattica con approcci
blended e product hackathon:
il progetto PRO HACKIN’
meccanica magazine
68
ITA
A Novembre 2021 ha preso il via il progetto PRO HACKIN’ (PROduct
HACKathons for INnovative product development), un progetto
finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma Erasmus+.
Il progetto si prefigge di sviluppare una metodologia che faciliti
l’introduzione dell’hackathon di prodotto nell’erogazione di iniziative
didattiche mirate alla formazione di ingegneri industriali, soprattutto
meccanici, sia in ambito accademico che in contesti aziendali. Il
progetto coinvolge soggetti da 4 paesi: Italia, Slovenia, Croazia ed
Austria. È coordinato dall’università di Ljubljana (Slovenia) e vede
coinvolto anche il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
come partner, assieme all’università di Zagabria e alla Technische
Universität Wien di Vienna.
La prima versione della metodologia è stata sviluppata nel corso del
primo semestre dell’AA 21/22, facendo tesoro delle evidenze messe
in luce dalla letteratura e sulla base delle esperienze maturate dai
partner di consorzio nel corso delle precedenti iniziative svolte in
collaborazione, nell’ambito di progetti educativi orientati allo sviluppo
di strumenti di E-Learning.
Nel secondo semestre dell’AA 21/22, invece, i partner del consorzio
hanno messo in pratica quanto prescritto dalla metodologia,
definendo un programma articolato sulla durata dell’intero semestre,
con tre hackathon, ciascuno relativo ad una fase del ciclo di sviluppo
prodotto. Allo stesso tempo hanno definito il tema per lo svolgimento
di un’attività progettuale con la collaborazione di Siemens Mobility
Austria. Il partner industriale ha delineato i contorni di una design
challenge su cui i partecipanti avrebbero dovuto cimentarsi per
sviluppare soluzioni praticabili ed utili in vari contesti applicativi.
Il tema, nello specifico, ha riguardato lo sviluppo di soluzioni per
migliorare l’esperienza dell’utente all’interno di un vagone per il
trasporto metropolitano di passeggeri.
Ogni Ateneo partecipante ha selezionato 10 studenti promettenti
per impegnarli sulla design challenge. I 40 studenti selezionati sono
stati organizzati in 5 team composti da 8 membri, 2 per ciascuna
delle nazioni partecipanti. Lavorare in team internazionali, in un
meccanismo pedagogico basato sul Project-Based Learning, ha
permesso a tutti i partecipanti di affrontare più sfide nella sfida:
gli studenti, infatti, si sono dovuti confrontare con i loro omologhi
stranieri in una lingua diversa dalla loro lingua madre per portare avanti
le attività del progetto sia in corrispondenza degli hackathon, che in
occasione delle riunioni preparatorie. Hanno dovuto inoltre imparare
a conoscersi, provando così a valorizzare le diverse competenze dei
singoli nella dinamica collaborativa di gruppo.
I primi due hackathon si sono svolti in remoto, con gli studenti
che hanno collaborato con i propri omologhi stranieri attraverso
piattaforme di comunicazione ed altri strumenti per la collaborazione
a distanza per la generazione e lo sviluppo di idee e soluzioni. In
queste attività, ciascun team è stato supportato da un coach
accademico che ha stimolato i gruppi all’inizio delle attività; aiutato
nella definizione di attività e scadenze; rivisto gli elaborati da produrre
alla fine di ciascuna fase, prima delle revisioni di progetto svolte con
Siemens Mobility Austria.
Il primo hackathon si è articolato su due giorni, con un impegno
giornaliero delle ultime 4 ore del pomeriggio. In questa fase, gli
studenti hanno cominciato a pianificare lo sviluppo della soluzione
attraverso la comprensione dei contorni del problema da affrontare.
Hanno studiato diversi scenari su base geografica ed hanno poi
deciso su quali città concentrare i propri sforzi, definendo i profili
dei passeggeri tipo. È interessante notare che la maggior parte dei
gruppi di lavoro si sono voluti concentrare su carrozze operanti in
paesi distanti dal proprio contesto geografico, focalizzando l’analisi
dei profili degli utenti su paesi come India e sud est asiatico.
Il secondo hackathon, strutturato temporalmente come il primo,
invece, ha permesso agli studenti di cominciare a generare idee per
rispondere ai bisogni dei propri utenti tipo, gestendo il proprio flusso
di lavoro con strumenti metodologici per il concept mapping e per
gestire la complessità di un sistema articolato come un convoglio
per il trasporto ferroviario metropolitano. Agli studenti è stato
richiesto di sviluppare, per ciascun gruppo, tre concept di soluzione

da implementare in una carrozza dai volumi predefiniti per migliorare
l’esperienza dell’utente.
Così come dopo il primo hackathon, anche in questo caso gli studenti
hanno avuto la possibilità di confrontarsi con i coach accademici
e con gli esperti aziendali in occasione di revisioni di progetto,
pensate per allenare le soft skills di comunicazione e presentazione
di contenuti. Sulla base dei feedback ricevuti, i 5 team di studenti si
sono poi concentrati sull’implementazione delle proprie soluzioni
attraverso un’attività di modellazione virtuale, che si è svolta durante
il terzo hackathon.
Questo ultimo hackathon, diversamente dagli altri, ha permesso agli
studenti di interagire fisicamente, perché si è svolto in presenza,
presso la Technische Universität Wien (TU Wien) a Vienna. Durante
la trasferta all’estero, i 10 studenti del Politecnico, accompagnati
dal prof. Niccolò Becattini, si sono incontrati con i propri compagni
d’esperienza ed hanno anche avuto modo di visitare lo stabilimento di
Siemens Mobility Austria, accompagnati dall’esperti dell’azienda che
hanno presentato le diverse sezioni della linea di produzione.
Nel giorno seguente, presso i locali del Dipartimento di ingegneria e di
sviluppo prodotto, gli studenti hanno potuto partecipare ad una lunga
sessione di progettazione collaborativa della durata di 12 ore.
L’hackathon si è svolto in un’aula informatizzata, dalla quale i membri
dei team di progetto hanno potuto utilizzare un sistema CAD
collaborativo multiutente e distribuito sul cloud. I risultati di questa
attività di modellazione sono stati integrati all’interno di un modello
di carrozza che è stato successivamente presentato agli esperti di
Siemens Mobility nel corso della terza revisione di progetto e poi nella
presentazione finale, che ha visto trionfare il gruppo che ha elaborato
una proposta che integra purificazione dell’aria con l’intrattenimento.
Il risultato più evidente di questa attività, tuttavia, è stata la possibilità
per gli studenti coinvolti di collaborare con uno degli attori industriali
più importanti del settore, in un contesto internazionale e che ha
permesso lo sviluppo ed il consolidamento di soft skills che altrimenti
non avrebbero avuto modo di far proprie durante un percorso
universitario tradizionale.
Attraverso l’implementazione della metodologia, si sono potuti
mettere in luce gli elementi maggiormente efficaci ed evidenziare
potenziali correttivi per le criticità. La metodologia è stata quindi
aggiornata e la sua efficacia è stata valutata attraverso la seconda
implementazione che ha visto gli studenti riunirsi in presenza presso
l’Università di Zagabria nell’ anno accademico successivo.
meccanica magazine
69

meccanica magazine
70
ENG
PRO HACKIN’ project: Innovating teaching through blended
learning and product hackathon
In November 2021 the PRO HACKIN’ project (PROduct HACKathons
for INnovative product development), funded by the European
Union under the Erasmus + program, started its actvities.
PRO HACKIN’ aims at developing a methodology to enable the
introduction of product hackathon in educational initiatives aimed
at training industrial engineers, especially mechanical engineers,
both in academia and in business contexts. The project involves
universities from 4 countries: Italy, Slovenia, Croatia and Austria.
It is coordinated by the University of Ljubljana (Slovenia) and it also
involves the Department of Mechanical Engineering of Politecnico
di Milano as a partner, together with the University of Zagreb and the
Technical University of Vienna.
The partners developed the first version of the methodology during
the first semester of the AY 21/22. It combines elements highlighted
by the literature on engineering design education and the experience
on the field that the consortium partners earned during the previous
educational initiatives they carried out in collaboration, such as the
development of E-Learning tools (e.g. the ELPID project https://
www.elpid.org).
During the second semester of the AY 21/22, on the other hand, the
partners of the consortium put into practice what the PRO HACKIN’
methodology prescribes. They defined an articulated program over
the duration of the entire semester, with three hackathons, each
relating to a phase of the product development cycle. At the same
time, they also defined the theme for carrying out a project activity
with the collaboration of Siemens Mobility Austria. The industrial
partner outlined the boundaries of a design challenge on which the
students participating in the initiative would have to face, in order
to develop practicable and useful solutions in various application
contexts. Specifically, the topic concerned the development of
solutions to improve the user experience inside a wagon for city
passenger transportation (a metro coach).
Each participating university selected 10 promising students and
engaged them on the design challenge. The 40 selected students
were organized into 5 teams made up of 8 members each, 2
members for each of the participating nations. Through the Project-
Based Learning pedagogical approach and the creation of design
teams, the participants had to face more challenges within the
challenge. The students, in fact, had to speak in English with their
foreign counterparts to can carry out the activities of the project
(i.e. participating in the hackathons and preparing the same with
dedicated meetings). Moreover, they also had to get to know each
other, thus trying to leverage each tem member’s best skills during
co-design activities.
The first two hackathons took place remotely, with students
collaborating with their foreign counterparts through
communication platforms and other tools for remote collaboration
in order to generate and develop ideas and solutions. In these
activities, each team was supported by an academic coach who
stimulated the groups at the beginning of the activities; assisted
them in defining tasks and deadlines; reviewed the reports at the
end of each phase, before the project reviews carried out with
Siemens Mobility Austria’s experts.
The first hackathon spanned two days, with a daily commitment
of the last 4 hours in the afternoon. In this phase, the students
began to plan the development of the solution by understanding the
boundaries of the problem at hand. They studied different scenarios
concerning different geographical areas and then decided which
cities to focus their efforts on, defining the profiles of typical
passengers. It is interesting to note that most of the working groups
wanted to focus on metro trains operating in countries distant from
their geographical context, focusing their analysis on countries
such as India and Southeast Asia.
The second hackathon was structured like the first one, in two
days. However, here students started generating ideas to meet
the needs of their typical users, managing their workflow with
methodological tools for concept mapping and to manage the
complexity of an articulated system like a metro train. The students
were asked to develop, for each group, three solution concepts to
be implemented in a carriage with predefined volumes to improve
the user experience.
As after the first hackathon, also in this case the students met
academic coaches and Siemens’ business experts for a project
review meeting. These meetings are meant to achieve a double
goal. On the one hand, they train the students for soft skills of
communication and technical contents presentation. On the other
hand, they helped students to receive feedback so that the five
teams can focus on the implementation of the company’s preferred
solutions through a virtual modeling activity, which took place
during the third hackathon.
Unlike the others, the third and last hackathon allowed the students
to interact live, because it took place in person at the Technische
Universität Wien (TU Wien). During the trip abroad, the 10 students
of Politecnico di Milano, accompanied by prof. Niccolò Becattini,

met with their fellows from the other universities. During the period
abroad, they also had the opportunity to visit the manufacturing
plant of Siemens Mobility Austria under the guidance of company’s
experts, who presented the different sections of the production
line.
On the following day, at TU Wien’s engineering and product
development department, the students participated in a 12-hour
collaborative design session. This hackathon took place in a
classroom equipped with PCs, where the project teams were able to
use a multi-user collaborative CAD system distributed on the cloud.
The results of this 3D modeling activity were integrated into a metro
coach model, which was subsequently presented to the Siemens
Mobility experts during the third design review. The students finetuned
their ideas before the final presentation, whereas Siemens
Mobility Austria awarded the design challenge winning team, which
proposed an innovative combination of air purification system with
entertainment panels.
The most valuable outcome, however, was the possibility for the
students involved to collaborate with one of the most important
industrial players in the sector, in an international context that
allowed them to develop and consolidate their soft skills, which they
ENG
can hardly train during a traditional university course. Through the
implementation of the methodology, it was possible to highlight
its most effective elements and highlight potential corrective
actions for the critical issues. The methodology has been, then, be
updated and its effectiveness has be assessed through the second
implementation, which has seen students meet in attendance at the
University of Zagreb in the following academic year.
meccanica magazine
71

I risultati della ricerca
a DMEC promossa da
Associazione Parizzi
meccanica magazine
72
ITA
L’associazione Eugenio e Germana Parizzi supporta ricercatori e
dottorandi del Politecnico di Milano attraverso borse di studio e
fondi per la ricerca nel settore dei trasporti, in particolare nel campo
dell’elettronica e automazione del settore ferroviario. L’impegno e
le risorse allocate dall’associazione, in collaborazione con aziende
nazionali e internazionali, hanno come obiettivo studio, test e
applicazione di soluzioni tecnologiche avanzate nell’ambito della
mobilità in tutti i suoi aspetti.
Lo scorso 7 giugno 2022, Fondazione Politecnico ha organizzato un
evento per condividere le attività dell’Associazione. Un’ occasione
per illustrare le attività svolte e discuterne i risultati. All’evento ha
partecipato anche il nostro rettore Ferruccio Resta, che con il suo
intervento ha aperto la serata.
Alla tavola rotonda “Nuove tecnologie per l’innovazione ferroviaria
sulla scena internazionale”, presieduta dal Professor Giorgio Diana,
ex docente del Dipartimento di Meccanica (DMEC), hanno partecipato
attivamente i rappresentanti di diverse aziende operative nel settore:
Federico Astengo per Wabtec Faiveley Transport, Roberto Diana
per ABB, Leonardo Solera in qualità di esperto in sistemi ferroviari e
Antonella Trombetta per Hitachi Rail. Le attività di ricerca finanziate
dall’Associazione Parizzi toccano 3 ricercatori del Dipartimento di
Elettronica, Informazione e Bioingegneria (DEIB) e 3 ricercatori DMEC:
Claudio Somaschini, Binbin Liu e Francesco Mazzeo.
Claudio Somaschini, Ricercatore, a seguito di una breve introduzione
del Prof. Marco Bocciolone, ha presentato la sua ricerca “Aumento
della velocità commerciale dei treni da alta velocità. Le conseguenze
sui veicoli ferroviari e sulle infrastrutture”. La ricerca è incentrata
sull’analisi dei problemi aerodinamici che si intensificano con
l’aumentare della velocità. I dati sperimentali acquisiti durante
innumerevoli campagne progettate ad-hoc e le successive simulazioni
numeriche hanno permesso meglio approfondire e superare questi
problemi, quali sollevamento del ballast ferroviario e sovra-pressione
all’interno delle gallerie.
Binbin Liu, Ricercatore, introdotto dal Prof. Stefano Melzi, ha illustrato
la sua ricerca “Analisi teorica e sperimentale dell’usura delle ruote nelle
ruote dei treni”. Il focus della ricerca è su modellazione e previsione
dell’evoluzione del profilo delle ruote ferroviarie dovuto all’usura. È
stato quindi sviluppato un modello numerico di usura basato su un
dettagliato modello meccanico di contatto non-hertziano ed è stata
studiata l’influenza del profilo delle ruote usurate sulla stabilità del
veicolo su misurazioni sperimentali rilevate su profili di ruote di veicoli
ad alta velocità.
Francesco Mazzeo, dottorando, a seguito di una breve introduzione del
Prof. Stefano Melzi, ha presentato la sua tesi dal titolo “Sistema WSP
(Wheel Slip Prevention) per treni merci”. Le attività di ricerca hanno lo
scopo di studiare un dispositivo per la prevenzione dello slittamento
delle ruote di un treno durante una frenata ad alta intensità.
Inizialmente, è stato sviluppato un modello dettagliato del sistema
frenante, in modo da poter studiare la dinamica della timoneria con
la valvola WSP. Successivamente, questo modello è stato validato
sperimentalmente. Attività future includono lo sviluppo di un modello
multi-body dell’intero veicolo, una logica di controllo della valvola WSP
e un banco HIL (Hardware In the Loop) per la validazione dei risultati.

ENG
Research outcomes promoted by the Parizzi Association at DMEC
The Eugenio and Germana Parizzi Association supports researchers
and PhD students of Politecnico di Milano with scholarships and
grants for research in the transportation industry, namely electronics
and automation for the railway sector. The commitment and
resources lavished by the Association, involving prestigious national
and international companies, aim to study, test, and apply advanced
technological solutions regarding mobility in all its aspects.
On the 7th of June 2022, Fondazione Politecnico organised an event
to present the Parizzi Association’s activities, which turned out the
chance to share the activities performed and discuss the outlook. At
the event also took part in the rector Ferruccio Resta, who gave an
introduction speech.
Prof. Giorgio Diana, former Full Professor at the Department of
Mechanical Engineering (DMEC), chaired a round table on “New
technologies for railway innovation in the international scene”, during
which actively participated in several companies working in this
industry: Federico Astengo from Wabtec Faiveley Transport, Roberto
Diana from ABB, Leonardo Solera as rail systems expert, Antonella
Trombetta from Hitachi Rail.
The research activities funded by the Parizzi Association involve
3 researchers of the Department of Electronics, Information and
Bioengineering (DEIB) and 3 DMEC researchers: Claudio Somaschini,
Binbin Liu and Francesco Mazzeo.
Claudio Somaschini, Assistant Professor, after a brief introduction
given by Prof. Marco Bocciolone, presented his research entitled
“Increase of the high-speed train commercial speed: consequences
on rolling stock and infrastructure”. It focuses on the analysis
of aerodynamic issues that intensify with increasing speed.
Experimental data acquired during copious ad hoc designed
campaigns and the following numerical simulations let to better
understand and overcome some of these problems, such as ballast
lifting phenomenon and overpressures within tunnels.
Binbin Liu, Assistant Professor, introduced by Prof. Stefano Bruni,
presented his research entitled “Theoretical and experimental
analysis of wheel wear in railway wheels”. It focuses on the modelling
and prediction of railway wheel profile evolution due to wear. A
numerical wear model was developed based on a detailed non-
Hertzian contact mechanics model and the influence of asymmetric
worn wheel profiles on the vehicle stability has been studied based
on the experimental measurements of the wheel profiles of a highspeed
vehicle.
Francesco Mazzeo, PhD Student, after a brief introduction given by
Prof. Stefano Melzi, presented his research entitled “WSP (Wheel
Slip Prevention) system for freight trains”. It focuses on the study of
a wheel slip prevention system that will be used for freight trains to
reduce damages caused by high-intensity braking. A first detailed
multi-body model of the braking system has been developed in order
to study the interaction of the WSP valve with the braking system.
Then, the model has been experimentally validated. Future activities
include the development of a multi-body model of the entire vehicle,
control logic for the WSP valve and a HIL (Hardware In the Loop) bench
for the validation of the results.
meccanica magazine
73

Al via il progetto
5G-TIMBER
per un’industria del legno
più digitale
meccanica magazine
74
ITA
Finanziato dal programma “Horizon Europe Innovation Action” dell’Unione
Europea, il progetto 5G-TIMBER è ufficialmente partito. L’obiettivo
di questo progetto è supportare la rapida diffusione delle tecnologie
5G all’interno delle industrie.
Il progetto 5G-TIMBER si focalizza, affrontandolo in modo specifico,
sul tema della sostenibilità ambientale e sociale della produzione industriale
nell’UE, concentrandosi sulla filiera del legno e sul settore
delle costruzioni in quanto responsabili del 36% delle emissioni di gas
serra su tutto il territorio comunitario. Lavorando a stretto contatto
con le industrie del settore legno si auspica ad aumentare del 50%
il riciclaggio dei materiali a base legno, aumentare la produttività del
15%, poter svolgere il 99% del lavoro in fabbrica (contro l’85% di oggi),
ridurre il lavoro in loco del 10%, ridurre del 10% le non conformità dei
prodotti e aumentare la sicurezza dei lavoratori nella produzione di
case in legno e nell’assemblaggio nel sito di installazione.
Un team di ricerca e innovazione ambizioso e multidisciplinare condurrà
prove avanzate sul campo implementando reti 5G su larga scala
in scenari ad alta intensità energetica, quali la produzione di macchinari
per segherie, la costruzione/ristrutturazione di case modulari in
legno e la valorizzazione dei rifiuti di legno attraverso processi biochimici.
Le prove sul campo saranno svolte in Norvegia, Estonia e Finlandia.
Il progetto svilupperà soluzioni innovative proponendo modelli
digitali avanzati del legno, standard aperti per i dati di prodotto e di
produzione, analisi dei dati tramite approcci “edge computing”, localizzazione
interna precisa, “Digital Twin” e applicazioni di realtà aumentata
e IoT industriale.
Sul lungo termine, il progetto 5G-TIMBER contribuirà anche a soddisfare
la sempre crescente domanda di prodotti e materie prime rispettosi
del clima, consentendo un maggiore utilizzo del legno e dei
prodotti a base di legno, estendendone il ciclo di vita a oltre 100 anni
per ridurre rifiuti e gas serra. Tuttavia, le soluzioni di 5G-TIMBER aspirano
ad andare ben oltre l’industria del legno e sono in grado di promuovere
una produzione sostenibile ed efficiente basata sui dati in
molte altre catene del valore dei materiali dell’UE. I piccoli e medi produttori
dell’UE devono far fronte a una forte concorrenza internazionale
e il raggiungimento della leadership globale in catene del valore
industriali pulite e neutre dal punto di vista climatico è fondamentale
per il successo futuro e per aumentare l’attrattiva e la sicurezza del
lavoro per una forza lavoro ampia e di talento. Questo progetto fornirà
applicazioni open source e basate su standard aperti, analisi aziendali
e percorsi di sfruttamento che credo garantiranno un impatto significativo
non solo per l’industria del legno.
5G-TIMBER ha un budget totale di 10 milioni di EUR e durerà tre anni a
partire dal 1 giugno 2022. Il consorzio è composto da 16 organizzazioni
europee: Tallinn University of Technology, Estonia (coordinatore),
Crowdhelix Limited (Irlanda), Athonet srl (Italia), Inlecom Commercial
Pathway (Irlanda), Jotne EPM Technology AS (Norvegia), Harmet Oü
(Estonia), Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy (Finlandia), Politecnico
di Milano (Italia), Innovawood ASBL (Belgio), Hekotek AS, (Estonia),
Tieto Finland Oy (Finlandia), Tieto Sweden AB (Svezia), Octavic PTS
SRL (Romania), Thales DIS France SAS (Francia), Thales DIS AIS Deutschland
GMBH (Germania) and Accelleran (Belgio). Marcello Urgo è a
capo del gruppo di ricerca DMEC nel quale sono coinvolti il Prof. Giorgio
Colombo, il ricercatore Marco Rossoni e il dottorando Francesco
Berardinucci.

ENG
Digitalizing the wood industry: 5G-TIMBER kicks off
Funded by the European Union’s Horizon Europe Innovation Action,
the 5G-TIMBER project has officially kicked off. The objective of the
project is to support the rapid uptake of 5G technologies in industry.
The focus of the 5G-TIMBER project specifically addresses the
environmental and social sustainability of industrial production in
the EU, by focusing on wood chain and construction sector, where
the latter is responsible for 36% of GHG emissions in the EU. Working
closely with the wood industries, we want to increase wood-based
materials recycling by 50%, increase productivity by 15%, reach
99% of the work done in the factory (vs. 85% today), reduce on-site
work by 10%, reduce product nonconformities by 10%, and increase
workers’ safety in wooden houses production and onsite assembling.
An ambitious, multidisciplinary research and innovation team will
carry out advanced, large-scale field trials on 5G deployments
in energy-intensive scenarios such as sawmill machinery
manufacturing, construction/renovation (woodhouse factory),
wood waste valorisation through biochemical processes. The field
trials are planned in Norway, Estonia and Finland. The project will
demonstrate key innovations by proposing advanced digital wood
models, open standards for production data, data analytics at the
edge, precise indoor localization, “Digital Twin” and augmented
reality applications and industrial IoT.
In the longer term, the 5G-TIMBER project will also contribute to
meeting the growing demand for climate-friendly products and raw
materials, enabling greater use of wood and wood-based products,
and extending the lifecycle of wood to 100+ years to reduce waste
and greenhouse gases. 5G-TIMBER’s solutions aspire to go far
beyond the timber industry and are able to promote sustainable,
efficient data-driven manufacturing in many other EU materials
value chains. EU small and medium manufacturers face strong
international competition and achieving global leadership in clean
and climate-neutral industrial value chains is vital to future success,
and to increase job attractiveness and security for a large, talented
workforce. This project will provide open-source and open-standard
based applications, business analysis and exploitation pathways that
I believe will ensure significant impact - for the wood industry, and
many others.
5G-TIMBER has a total budget of 10 million EUR and will run for
three years from 1 June 2022. The consortium implementing
the project is composed by 16 European organisations: Tallinn
University of Technology, Estonia (Project coordinator), Crowdhelix
Limited (Ireland), Athonet srl (Italy), Inlecom Commercial Pathway
(Ireland), Jotne EPM Technology AS (Norway), Harmet Oü (Estonia),
Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy (Finland), Politecnico di
Milano (Italy), Innovawood ASBL (Belgium), Hekotek AS, (Estonia),
Tieto Finland Oy (Finland), Tieto Sweden AB (Sweden), Octavic
PTS SRL (Romania), Thales DIS France SAS (France), Thales DIS
AIS Deutschland GMBH (Germany) and Accelleran (Belgium). Dr.
Marcello Urgo is the responsible for the DMEC research group, which
also involves Prof. Giorgio Colombo, Dr. Marco Rossoni and Eng.
Francesco Berardinucci.
meccanica magazine
75

Materiali compositi
alla conquista
dello spazio
meccanica magazine
76
ITA
Il 30 ottobre 2022 si è tenuto il kick-off meeting di ENCOMPASS
(Design of Enhanced Metal Matrix Composites for Additive
Manufacturing of Space Structures) progetto biennale finanziato
dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e coordinato dal Dipartimento di
Meccanica del Politecnico di Milano.
Il consorzio comprende aziende leader nel campo aerospaziale e
dell’additive manufacturing (AM), tra cui Leonardo, Thales Alenia
Space, Lukasiewicz Institute of Aviation, Beamit e Politecnico
di Torino. L’obiettivo principale di ENCOMPASS consiste nella
progettazione di nuovi materiali compositi a matrice metallica
(MMC) con elevate prestazioni meccaniche e ottima processabilità
con processi additivi.
Gli MMC sono materiali costituiti da una matrice metallica e da un
rinforzo che può essere costituito da particelle, fibre corte, whisker
o fibre continue. La fase di rinforzo ha caratteristiche fisiche,
chimiche e meccaniche che differiscono ampiamente dalla matrice,
fornendo proprietà funzionali o strutturali migliorate al metallo di
base. La frazione di rinforzo può essere adattata in base ai requisiti
specifici dei prodotti, per privilegiare proprietà specifiche del
materiale, ad esempio rigidezza, resistenza meccanica o tenacità a
frattura. Pertanto, varie combinazioni di matrici e rinforzi possono
creare sinergie a livello microstrutturale, fornendo agli MMC una
migliore combinazione di proprietà, rendendoli adatti all’uso nel
settore aerospaziale e in applicazioni estreme.
Nonostante la loro attrattività, gli MMC hanno alcune limitazioni,
soprattutto in termini di lavorabilità, formabilità e saldabilità.
L’AM si rivela una tecnologia adatta a superare questi problemi.
Infatti, i processi AM consentono di produrre componenti finiti
o semifiniti, riducendo così notevolmente le lavorazioni poststampa.
Inoltre, sfruttando una strategia di deposizione strato per
strato, i processi AM aprono nuove opportunità per produrre parti
con una forma complessa senza precedenti, includendo anche
strutture reticolari o frutto di una ottimizzazione topologica.
Pertanto, la combinazione di geometrie alleggerite ed elevata
resistenza specifica degli MMC può aprire nuovi scenari per la
progettazione di componenti per applicazioni aerospaziali ad
elevate prestazioni. Infine, un’attenta progettazione degli MMC,
sia in termini di matrice che di particelle di rinforzo, non solo può
portare al miglioramento delle proprietà strutturali e funzionali del
materiale, ma può anche migliorare la processabilità del materiale
con tecnologie AM, riducendo la suscettibilità alle cricche a caldo
delle leghe. Le attività riguardanti la progettazione e lo sviluppo dei
nuovi MMC e dei trattamenti termici post-stampa saranno guidate
dal Prof. Riccardo Casati (Coordinatore del Progetto ENCOMPASS)
della sezione Materiali. Il Prof. Stefano Beretta (Project Manager
dell’unità PoliMi) e il Prof. Luca Patriarca della sezione Costruzione
di Macchine lavoreranno a fianco di Leonardo e Thales Alenia Space
alla progettazione dei dimostratori e alla caratterizzazione delle loro
proprietà meccaniche.

ENG
Composite materials in the race to space
On the 30th of October 2022, the kick-off meeting of the ENCOMPASS
project was held. ENCOMPASS – the acronym for Design of Enhanced
Metal Matrix Composites for Additive Manufacturing of Space
Structures, is a two-year project funded by the European Space
Agency (ESA) and coordinated by the Department of Mechanical
Engineering of Politecnico di Milano. The consortium, including
leader companies of the aerospace and additive manufacturing
(AM) sectors, involves Leonardo, Thales Alenia Space, Łukasiewicz
Institute of Aviation, Beamit and Politecnico di Torino. The main
objective of ENCOMPASS is to design novel Metal Matrix Composites
(MMCs) with enhanced mechanical/functional performance and AM
processability. MMCs are made of metal or alloy as the continuous
matrix and a reinforcement, such as particles, short fibres, whiskers,
or continuous fibres. The reinforcement phase has physical,
chemical, and mechanical features that largely differ from the matrix,
providing enhanced specific functional or structural properties to
the base metal. The reinforcement fraction can be tailored according
to specific requirements of products to privilege specific properties,
like stiffness, mechanical strength, or fracture toughness.
Thus, various combinations of matrices and reinforcements can
create microstructural synergies, providing MMCs with enhanced
combination of properties. This makes such a class of materials
promising candidates for the use in aerospace and other sectors that
require materials with an extraordinary combination of physical and
mechanical properties for demanding applications.
Despite their attractiveness, MMCs suffer from drawbacks in terms of
low machinability, formability, and weldability. AM can be considered
a suitable tool to overcome these issues. Indeed, AM processes
allow producing net shape parts, thus significantly reducing the
post-processing operations. Moreover, taking advantage of a layerby-layer
deposition strategy, AM processes open new opportunities
to produce parts with unpreceded complex shapes, even including
lattice or topologically optimized lightweight structures. Thus, the
combination of lightness and high specific strength of MMCs can
open new scenarios for the design of components for aerospace
applications with an enhanced performance. Finally, a careful design
of MMCs, both in terms of matrix and reinforcement particles,
not only can lead to the improvement of structural and functional
properties of the material but also can potentially enhance AM
processability by reducing the hot-crack susceptibility of alloys. The
activities regarding the design and development of the novel MMCs
and post-processing heat treatments will be led by Prof. Riccardo
Casati (Project Coordinator of ENCOMPASS) of the Materials
Research Line. Prof. Stefano Beretta (Project Manager of PoliMi unit)
and Prof. Luca Patriarca of the Machine Design Research Line will
work with Leonardo and Thales Alenia Space on the design of the
demonstrators and the final assessment of mechanical performance.
meccanica magazine
77

Progetto DESTINY per un
settore produttivo più
efficiente e verde
meccanica magazine
78
ITA
L’industria manifatturiera è la forza trainante dell’economia
europea. Con oltre 6.553 miliardi di euro di PIL, essa rappresenta
circa il 21% del PIL UE e fornisce circa il 20% di tutti i posti di lavoro
(più di 30 milioni) in 25 diversi settori industriali. In un contesto in
cui la legislazione sul cambiamento climatico è soggetta a continue
evoluzioni, in cui la volatilità dei prezzi dell’energia è massima, ma
in cui vi sono anche una maggiore consapevolezza e attenzione alle
problematiche ambientali, è naturale che il settore manifatturiero
si debba concentrare sempre di più sull’introduzione di soluzioni
energetiche moderne e rinnovabili, sulla sostenibilità e sull’ecoefficienza.
Il progetto europeo DESTINY intende aiutare il settore manifatturiero
nell’affrontare gli attuali problemi energetici realizzando una
soluzione funzionale, green, orientata al risparmio energetico,
scalabile e replicabile, che sfrutti la tecnologia a microonde per la
trasformazione continua dei materiali nelle industrie altamente
energivore (ceramica, acciaio, cemento). Completamente elettrico
e delle dimensioni di un container, il modulo DESTINY ridurrà la
dipendenza diretta di queste industrie dai combustibili fossili
consentendo:
- un miglioramento dell’apporto energetico da -30% a +30%
nell’ambito delle fluttuazioni delle fonti energetiche rinnovabili
(FER), senza perdite significative in termini di efficienza energetica
specifica;
- un miglioramento dell’efficienza energetica del 30%;
- un miglioramento dell’efficienza delle risorse del 30%;
- una riduzione delle emissioni di CO2 del 40%;
- una riduzione degli OPEX e dei CAPEX del 15%.
Obiettivi particolarmente impegnativi, ma sfide necessarie per
contribuire a gettare le basi per un futuro più verde per il settore
manufatturiero.
Il progetto è iniziato nel 2018 e terminerà nel marzo 2023. In questi
anni il Consorzio (15 partner provenienti da Spagna, Italia, Austria,
Grecia, Portogallo, Belgio e Svizzera) ha sviluppato soluzioni
tecniche in grado di rendere reale l’impiego della tecnologia a
microonde (MW) nei processi di trasformazione continua di materie
prime granulari. Il riscaldamento a MW costituisce una tecnica ben
consolidata nei settori industriali con processi a bassa temperatura
(si pensi all’essiccazione) e a bassa richiesta energetica. Purtroppo,
nei processi ad alta temperatura il riscaldamento a MW presenta
una serie di inconvenienti: conoscenze limitate sull’interazione,
in alta temperatura, MW-materiale nei processi continui, runaway
termici, cambiamenti nel comportamento del materiale durante il
riscaldamento, limitazioni nell’ottenimento di processi produttivi
effettivamente continui, difficoltà nel misurare in modo affidabile la
temperatura dei materiali in trasformazione.
Diversi membri del Consorzio di DESTINY hanno già affrontato
queste difficoltà nell’ambito del progetto europeo DAPhNE
(“Development of adaptive ProductioN systems for Eco-efficient
firing Processes” - FoF.NMP.2012-1 / GA No. 314636), dimostrando
con successo la possibilità di realizzare processi ad alta
temperatura utilizzando la tecnologia a microonde. Il progetto
DAPhNE è stato premiato dalla Commissione Europea come
“flagship project” e come uno dei 3 migliori progetti (su circa 150
candidati) nel Premio tedesco per la sostenibilità 2016, categoria
R&D. DAPhNE ha consentito di dimostrare, per la prima volta al
mondo, la fattiblità di una produzione continua ad alta temperatura
di fritte ceramiche (componente principale dello strato di smalto
sulle piastrelle ceramiche), vetro e clinker (principale pre-prodotto
del cemento). Il consumo energetico dell’impianto pilota sviluppato
durante il progetto DAPhNE si è rivelato molto promettente: si è
infatti ottenuto un risparmio energetico maggiore del 50% rispetto
a quello consentito da piccoli impianti delle stesse dimensioni che
sfruttano bruciatori a gas.
Le competenze apprese da DAPhNE hanno permesso di effettuare
un notevole avanzamento tecnologico, consentendo di insistere su
obiettivi quali l’intensificazione dei processi in funzione delle velocità
di reazione, il riscaldamento selettivo e la flessibilità produttiva.

In effetti, DESTINY mira a una produzione di 20 kg/h (scalabile a tassi
più elevati qualora si utilizzino più moduli). Tale tasso consente già
una produzione commerciale (pilota) di prodotti speciali e nuovi.
Dopo tre anni di intensi sviluppi tecnici, prove sperimentali (ma
anche ritardi, legati al COVID, sulle attività), DESTINY ha finalmente
raggiunto la fase finale di dimostrazione presso la sede spagnola di
KERABEN GRUPO SA (coordinatore del progetto).
Il Politecnico di Milano (POLIMI) è attualmente coinvolto nel progetto
come partner di supporto (third-party “in-kind contribution” Art. 11
GA) dell’Università Politecnica delle Marche (UNIVPM) - membro del
consorzio DESTINY - nello sviluppo di due sistemi di monitoraggio
che agiscono a livello della fornace a microonde e dell’intero
processo. I sistemi più comuni per la misura della temperatura non
possono essere sfruttati per monitorare l’evoluzione termica dei
materiali in fornace, a causa delle interazioni con il campo MW.
Il team POLIMI, guidato dal Prof. Paolo Chiariotti, ed il team UNIVPM,
guidato dal Prof. Gian Marco Revel, stanno sviluppando un sensore
virtuale, basato sull’intelligenza artificiale, che raccoglie dati dal
processo ed effettua un’iferenza sulla temperatura del materiale:
ciò rende possibile l’analisi delle reazioni chimiche che avvengono in
fornace e consente un’evenuale retroazione sul processo stesso. Si
tratta di un compito arduo, date le potenziali instabilità del sistema
produttivo, ma i risultati della ricerca possono potenzialmente
cambiare il modo con cui si effettua il monitoraggio termico in
applicazioni che prevedono il riscaldamento tramite microonde.
Il sistema di monitoraggio remoto sviluppato congiuntamente
da UNIVPM e POLIMI, d’altro canto, porta il modulo DESTINY nel
framework Industria 4.0, consentendo ai responsabili di impianto di
monitorare a distanza il processo e di richiederne, eventualmente,
adattamenti dei parametri in base ad esigenze energetiche e/o
produttive.
Insomma, un’attività innovativa in un progetto innovativo che
rappresenta un ulteriore passo avanti verso la sostenibilità nei
settori manifatturieri ad alto consumo energetico.
meccanica magazine
79

meccanica magazine
80
ENG
DESTINY Project: Development of an Efficient Microwave System
for Material Transformation in energy INtensive processes for an
improved Yield
IManufacturing is the driving force behind Europe’s economy,
providing over €6,553 billion of GDP, representing approximately
21% of the EU GDP and providing about 20% of all jobs (more than
30 million) in 25 different industrial sectors. Within a context of
climate change legislation, volatile energy prices, and increased
environmental awareness, manufacturing has to focus on the
introduction of modern and renewable energy solutions as well as
on sustainability and eco-efficiency.
The EU-funded DESTINY project aims at contributing to move
manufacturing firmly forward in tackling the current energyrelated
issues by realizing a functional, green and energy saving,
scalable and replicable solution, exploiting microwave technology
for continuous material processing in energy intensive industries
(ceramics, steel, cement). The DESTINY module, a container-sized,
fully electrical, high-temperature processing system, will reduce
the direct dependence of these energy intensive industries on fossil
fuels by:
- Allowing for a -30% to +30% energy input within renewable energy
sources (RES) fluctuations timeframes, without significant losses in
specific energy efficiency;
- Improving energy efficiency by 30%;
- Improving resource efficiency by 30%;
- Decreasing CO2 emissions by 40%;
- Decreasing OPEX and CAPEX by 15%.
Despite very demanding, these objectives are necessary to help
laying the basis for a greener future.
The project started in 2018 and will end in March 2023. During
these years the Consortium (15 partners from Spain, Italy, Austria,
Greece, Portugal, Belgium, Switzerland) has worked to develop
all the technical solutions necessary to guarantee the continuous
processsing of granular feedstock through microwave (MW) heating.
Indeed, MW heating is a well-established heating technology for
many industrial sectors with low-temperature processes (i.e. drying)
and low power demand. As for high-temperature processing...
completely different story. MW heating has a number of drabacks
in these applications: limited knowledge about MW-material
interaction at high temperatures on continuous processes, process
thermal runaways, changes in the material’s behaviour that have to
be managed, continuous process limitations, difficulties in reliably
measuring temperature (the chemical reactions driver) of the
materials being processed.
Several members of the project consortium have already faced these
difficulties. Within the European project DAPhNE (‘Development of
adaptive ProductioN systems for Eco-efficient firing Processes’ -
FoF.NMP.2012-1 / GA No. 314636), they successfully demonstrated a
disruptive first milestone in processing high temperature materials
using microwave technology. The DAPhNE project was distinguished
by the EC as a flagship project and was one of the TOP 3 projects
(out of about 150 applicants) in the German Sustainability Award
2016, category R&D. DAPhNE demonstrated the first worldwide
continuous high-temperature MW production of ceramic frits
(main component of the glaze coat on top of ceramic tiles), glass
and clinker (main pre-product for cement). In addition, the energy
consumption of the small pilot system developed during the DAPhNE
project has shown very promising (50 % and higher energy savings
in comparison with small systems of the same size exploiting gas
burners).
The lesson learnt from DAPhNE has made it possible to boost
technolgoy update and transfer to process intensification grounding
on reaction speed, selective heating and flexibility adapted to the
production. Indeed, DESTINY targets a production of 20kg/h
(scalable to higher rates when using array of modules) enabling
commercial (pilot) production of special and novel products.
After three intensive years of technical developments, trials
(and COVID-related restrictions) finally DESTINY reached the
demonstration phase. In fact, this phase has just started at the
KERABEN GRUPO SA (Project Coordinator) premises.
Polytechnic of Milan (POLIMI) is currently involved in the project as
supporting partner (third-party “in-kind contribution” Art. 11 GA) of
Univeristy Polythecnic of Marche (UNIVPM) – DESTINY consortium
member - in the development of two monitoring systems acting
at MW-furnace and process levels resepctively. As standard
temperature measurement systems cannot be exploited for
monitoring the temperature evolution of the raw materials being
processed in the furnace, because of the interactions with the
MW field, the teams of POLIMI, led by Prof. Paolo Chiariotti, and
UNIVPM, led by Prof. Gian Marco Revel, are developing an AI-based

virtual sensor that collects data from the process and infere the
temperature of the material, thus making it possible to track the
chemical reactions taking place in the furnace for process control
purposes. This is quite a demanding task, given the potential process
instabilities, and the outcomes of the research can potentially
change the monitoring of every MW heating based systems. As the
process level is concerned, the remote monitoring system that has
been jointly developed by UNIVPM and POLIMI brings the process
ENG
into the framework of Industry 4.0, by making it possible for plant
managers to remotely monitor the process and eventually ask for
adaptations depending on the energy and production needs.
A breakthrough activity in a breakthrough project that represents
a further step towards sustainability in energy-demanding
manufacturing sectors.
meccanica magazine
81

Sviluppo di materiali
innovativi per una
migliore gestione dei
flussi termici
meccanica magazine
82
ITA
Ha preso il via il progetto THERMODUST “A paradigm shift for the
future’s thermal management devices through radical innovation
in new materials and additive manufacturing”, finanziato nell’ambito
del programma di ricerca Horizon Europe dall’European Innovation
Council (EIC). Il progetto riunisce cinque partner: Trinity College
Dublin (IE, coordinatore), Politecnico Milano (Dipartimento di
Meccanica), University OF Twente (NL), University of Barcelona (ES) e
Institute Josef Stefan (SI). Tema del progetto è lo sviluppo di materiali
innovativi, basati sull’utilizzo di polveri metalliche rese funzionali
con materiali 2D (tipo grafene), da utilizzare per la costruzione di
elementi che permettano una efficace gestione dei flussi termici
al fine migliorare le prestazioni termiche rispetto ai sistemi attuali
fino al 40%. Tali materiali potranno dare un importante contributo
alla riduzione delle emissioni, alla sostenibilità ambientale del
sistema industriale e al raggiungimento della neutralità ambientale
dell’Unione Europea nel 2050. Il progetto è di grande impatto in
diversi settori strategici, quali l’elettronica, l’industria aerospaziale
e le automobili elettriche, le cui prestazioni sono condizionate
dalle condizioni ambientali e dalle conseguenti modalità di
scambio termico. Tale obiettivo potrà essere raggiunto attraverso
il raggiungimento di alcuni obiettivi parziali: la definizione di un
processo per la dispersione dei materiali 2D in polveri metalliche, la
completa caratterizzazione microstutturale, meccanica e termica
dei nuovi materiali e lo sviluppo di un modello che permetta di
prevederne le proprietà, l’applicazione a casi pratici di interesse,
quali i sistemi di raffreddamento dei componenti elettronici, le
batterie elettriche delle automobili e dei sistemi aerospaziali.
Il ruolo del team del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di
Milano, guidato da Sara Bagherifard, è principalmente legato allo
sviluppo del processo “additive” per la costruzione dei componenti
a partire dalle polveri frese funzionali e alla caratterizzazione
meccanica dei materiali sviluppati.
Per quanto riguarda il processo, si farà riferimento al cold spray,
tecnica additiva allo stato solido, basata sull’utilizzo dell’energia
cinetica delle polveri accelerate a velocità supersoniche attraverso
gas in pressione preriscaldato. Questo processo permette, non
prevedendo la fusione delle polveri, di preservare le caratteristiche
delle stesse e consente una elevata efficienza unitamente a un
alto tasso di deposizione (fino a 25 kg/h). Al riguardo si prevede lo
sviluppo di modelli numerici del cold spray che possano guidare
verso la scelta ottimale dei parametri di processo in funzione delle
proprietà delle polveri utilizzate.
Per quanto riguarda la caratterizzazione microstrutturale e
meccanica, verranno considerati tutti gli aspetti di interesse, a
partire dalla proprietà delle polveri fino ai manufatti costruiti, per la
valutazione del comportamento nelle condizioni di funzionamento
previste nei sistemi di scambio termico. Fatica termica, usura a
temperatura elevata, resistenza statica, stabilità delle proprietà di
scambio termico in funzione dei cicli di lavoro, saranno investigate
nei laboratori DMEC, in stretta collaborazione con i partner del
progetto.
THERMODUST è iniziato ufficialmente il 1 novembre 2022 e avrà una
durata di quattro anni.

ENG
Development of innovative materials for better thermal
management
Funded by the European Innovation Council (EIC) in the framework of
the Horizon Europe research programme, the project THERMODUST
– A paradigm shift for the future’s thermal management devices
through radical innovation in new materials and additive
manufacturing – kicked off. The project involves five partners: Trinity
College Dublin (IE, coordinator), Politecnico Milano (Department
of Mechanical Engineering), University OF Twente (NL), University
of Barcelona (ES) and Institute Josef Stefan (SI). The topic of the
project is to develop innovative materials based on the usage of
metal powders functionalised with 2D materials (like graphene) to
be used to build elements allowing better handling of thermal flux
to improve the thermal performances of existing systems to 40%.
These materials can considerably impact emission reduction, the
environmental sustainability of the industrial system and meet the
climate neutrality goal of the European Union by 2050. This project
significantly affects diverse strategic industries, like electronics,
aerospace and autonomous vehicles. In the latest, their performances
are affected by environmental conditions and associated ways of
thermal exchange. This objective will be reached by meeting other
partial objectives: defining a new process for the dispersion of 2D
materials in metallic powder; providing complete microstructural,
mechanical and thermal characterisation; developing a model
through which to predict their features and applications in practical
cases of interest, such as cooling systems of electronic components,
car and aerospace systems electric batteries.
The DMEC team, led by Sara Bagherifard, is mainly involved in
developing the additive process to build components starting from
functionalised powders and for the mechanical characterisation of
the developed materials.
Concerning the process, the cold spray will be the referral additive
technique for solids, which exploits the kinetic energy of the powders
accelerated at supersonic speed via pre-heated pressurised gas.
By avoiding powder fusion, this process allows for preserving the
features of the powders and ensuring high efficiency together with
a high deposition rate (up to 25Kg/h). For this purpose, the aim is to
develop cold spray numerical models leading to the optimal choice
of process parameters functional to the properties of the involved
powders.
Concerning the mechanical and microstructural characterisation, all
aspects of interest will be analysed, from the feature of the powders
to the final manufactured product, to evaluate their behaviour in
working situations in heat-transferring systems. Thermo-mechanical
fatigue, wear due to high temperatures, static resistance, and
stability of heat transfer properties related to the working cycles will
be investigated in our DMEC labs, working closely with our project
partners.
On November 1st, 2022, THERMODUST officially kicked off and will
last for four years.
meccanica magazine
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DMEC parte di nuovi
laboratori per progettare
materiali avanzati e
sostenibili
meccanica magazine
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ITA
Il 14 Novembre 2022 sono stati inaugurati i nuovi laboratori “Materiali
avanzati e sostenibili e soluzioni produttive in ambito biomedicale
e sulla transizione energetica”. I nuovi laboratori, co-finanziati da
Regione Lombardia, saranno strumento chiave a disposizione per
la ricerca attraverso una strumentazione ad alta risoluzione per
la biostampa 3D di tesstuti viventi (Bioprinting 4.0), sistemi per la
ENG
DMEC part of the new labs to design advanced and sustainable
materials
On 14 November 2022, new laboratories on “Advanced and
Sustainable Materials and Manufacturing solutions for life sciences
and energy transition” were inaugurated. The new laboratories,
co-funded by the Lombardy Region, will provide several assets to
produzione, l’assemblamento e l’ispezione di dispositivi atti allo
the research with instruments for high-resolution 3D bioprinting of
stoccaggio di energia elettrica (Pro-eSTORAGE), e strumentazione
living tissues (Bioprinting 4.0), systems to manufacture, assemble
avanzata per la “crystal engineering” al fine di progettare e analizzare
and inspect devices for the energy storage (Pro-eSTORAGE) and
nuovi materiali (Next Game). I ricercatori DMEC hanno partecipato
advanced equipment for crystal engineering to design and analyze
attivamente alla concettualizzazione e allo sviluppo di questi nuovi
new materials (Next Game). DMEC researchers have been at the
laboratori. Nel contesto Bioprinting 4.0 del laboratorio, i nostri
front row, conceptualizing and developing the new labs. Within the
ricercatori lavoreranno per riuscire nell’impresa di combinare
Bioprinting 4.0 branch of the lab, DMEC researchers will work on the
una polimerizzazione a due fotoni con cellule viventi ottenute
challenge of combining two photon polymerization with living cells
tramite biostampa, diventando in questo modo uno dei pochi
bioprinting, thus becoming one of the few laboratories worldwide
laboratori in tutto il mondo ad accettare la sfida di stampare tessuti
to take up the challenge of bioprinting vascularised tissues for
vascolarizzati per la medicina rigenerativa e a servizio della scoperta
regenerative medicine and drug discovery. Within the Pro-eSTORAGE
di nuovi farmaci. Per la parte Pro-eSTORAGE, i nostri ricercatori
branch, DMEC researchers will develop zero-defect manufacturing
svilupperanno metodi di produzione zero-difetti per assemblaggio
methodologies for high precision and flexible assembly of polymeric
flessibile e ad alta precisione di stack di celle polimeriche a
fuel cell stacks, supporting the transition to sustainable mobility. The
combustibile, elementi di supporto verso la transizione alla mobilità
1.7 million € co-funding provided by the Lombardy Region will provide
sostenibile. Il co-finanziamento per 1,7 milioni di euro da parte di
our researchers the instruments to tackle some of the most critical
Regione Lombardia fornirà ai ricercatori gli strumenti per superare
challenges the world is facing in the upcoming years.
le sfide più critiche che il mondo intero dovrà affrontare negli anni
a venire.

meccanica magazine
85

ActivE³: un progetto
per promuovere
l’inclusione e lo sport
meccanica magazine
86
ITA
É iniziato negli ultimi mesi del 2022 il progetto ActivE³ - Everyone,
Everywhere, Everyday, selezionato e finanziato da Fondazione
Cariplo e Regione Lombardia con un contributo totale di 3,5 milioni
di euro. Il progetto è coordinato da Univerlecco e vede coinvolti
Politecnico di Milano - Polo territoriale di Lecco, Consiglio Nazionale
delle Ricerche - sede di Lecco, IRCCS “Eugenio Medea” - Associazione
La Nostra Famiglia, Fondazione Valduce, Ospedale Valduce, Centro
di Riabilitazione “Villa Beretta”, IRCCS INRCA di Casatenovo, ASST
Lecco e ATS Brianza.
ActivE³ ha una durata di tre anni e ha tre obiettivi principali:
- promuovere uno stile di vita attivo come strumento di benessere
e prevenzione;
- favorire accessibilità e inclusione nella pratica sportiva;
- sostenere le fragilità, fisiche e cognitive, per il benessere
dell’individuo.
I partner lavoreranno sinergicamente, ciascuno per le proprie
competenze, innescando un processo a più fasi in cui la tecnologia
diventa fattore abilitante per il superamento delle tante barriere,
che ancora oggi, limitano l’accesso a uno stile di vita attivo, a tutte
le età. ActivE³ si rivolge quindi a bambini e adolescenti per i quali
l’attività fisica, a scuola e nel tempo libero, è essenziale per un sano
sviluppo fisico e relazionale, agli adulti, per i quali la pratica sportiva
è mezzo di svago, socializzazione e prevenzione e agli anziani, per
agevolare cura, prevenzione (fisica e cognitiva) e opportunità di
socializzazione.
Piattaforma per l’inclusione motoria a scuola
ActivE³ mira a entrare nelle scuole primarie affinché tutti i bambini
possano avere l’opportunità di vivere lo sport come esperienza
ludica, educativa e di inclusione, a prescindere dalle loro fragilità
fisiche o cognitive. Si prevede quindi la progettazione e validazione
di nuovi spazi e tecnologie che mirano ad abbattere le barriere che
ostacolano la pratica sportiva, unitamente alla creazione di un
processo di formazione rivolto a bambini, famiglie e insegnanti, per
promuovere salute, prevenzione e corretti stili di vita all’interno del
sistema scolastico.
Piattaforma Coaching personalizzato
L’obiettivo è creare una soluzione digitale accessibile (web e
App) per promuovere e monitorare l’attività motoria, del singolo e
della community. Un unico strumento con una duplice funzione:
per l’utente, una piattaforma di coaching personalizzato e, per i
ricercatori e gli enti preposti (ATS / ASST), un prezioso contenitore
di dati e informazioni utili sia per la progettazione di iniziative di
prevenzione rivolte alla comunità, sia per il monitoraggio terapeutico
a distanza.
Piattaforma Sport-Terapia
Due soluzioni tecnologiche pensate per consentire ai più fragili,
anziani e disabili di condurre una vita attiva. La prima si basa sulla
pedalata, attività a basso impatto fisico, declinata sia in versione
indoor, sia in versione outdoor. Attraverso un sistema di Realtà
Virtuale verrà riprodotto un percorso ciclabile in ambiente digitale.
Il paziente, sulla sua cyclette, si ritroverà a pedalare all’interno di un
parco o su una pista lungofiume, con la possibilità di “incontrare”
virtualmente altri utenti e di interagire con loro durante l’attività
fisica.
Verrà inoltre sviluppato un sistema “Trike” che combina l’azione di
motore e Stimolazione elettrica funzionale (FES) per la pedalata
outdoor, favorendo l’inclusione di persone fragili e/o con disabilità
che altrimenti non potrebbero svolgere questo tipo di attività.
La seconda soluzione riguarda la creazione di “chioschi” interattivi,
dotati di un sistema di profilazione utente per personalizzare le
attività. Le stazioni saranno accessibili con il cellulare tramite totem
interattivi sui quali l’utente potrà visualizzare l’attività da svolgere,
con la guida di un avatar dimostratore.
Nel progetto sono coinvolti i Prof. Marco Tarabini, Prof. Francesco
Braghin e Prof. Mario Covarrubias afferenti al Dipartimento di
Meccanica.

ENG
ActivE³: a project to promote inclusivity and sport
The project ActivE³ - Everyone, Everywhere, Every Day, started in the
last months of 2022, has been selected and financed with 3.5 million
euros by Fondazione Cariplo and Regione Lombardia. Univerlecco is
the coordinator of the project that also involves: Politecnico di Milano
- Lecco Campus, Consiglio Nazionale delle Ricerche - Lecco, IRCCS
“Eugenio Medea” - Associazione La Nostra Famiglia, Fondazione
Valduce, Ospedale Valduce, Centro di Riabilitazione “Villa Beretta”,
IRCCS INRCA di Casatenovo, ASST Lecco e ATS Brianza.
ActivE³ will last for three years and has three main objectives:
- Promote an active lifestyle as a means for wellness and prevention;
- Favour accessibility and inclusivity in practising sport;
- Support people with physical and psychological fragilities to
enhance their human well-being.
The partners will work together, each with different expertise,
stimulating a step-by-step process in which technology plays
a central role in overcoming barriers that, even nowadays, limit
access to an active lifestyle at every age. ActivE³ activities address
the needs of children and teenagers for whom sport is essential for
growth and social life in school and in their free time, adults for whom
sport means distraction, social relationships and prevention, and the
elderly to improve cure and prevention (physical and cognitive) and
social opportunities.
A platform for sports inclusivity at school
ActivE³ aims to take action in primary schools for children to have to
opportunity to do sport as a leisure, educational and inclusive activity,
no matter their physical or mental fragilities. The plan is to design
and validate new spaces and technologies to outrun the obstacles
to doing sports activities while creating a training programme for
children, families and teachers promoting health, prevention and
healthy lifestyles within the scholar system.
A customised coaching platform
The aim is to develop an accessible digital solution (web and app) to
stimulate and monitor individual and group physical activity. A single
tool with multiple functions: a customised coaching platform for the
users and a precious data and information collector for researchers
and institutions (ATS/ASST) to plan prevention initiatives for the
community and remote therapeutic monitoring.
Sport-Therapy platform
Two technological solutions will be developed to allow fragile people,
those with disabilities, and the elderly to have an active lifestyle. The
first one is based on biking, an activity with a low physical impact,
both in and outdoors. A Virtual Reality system will recreate a biking
itinerary in a digital environment. The patients on their exercise
bikes will find themselves riding their bicycles in a park or along the
riverside with the possibility to meet and interact with other users
virtually.
The system “Trike” will also be developed, combining motor action
and Functional electrical stimulation (FES) for outdoors biking. It will
favour inclusivity for fragile people or people with disabilities that
otherwise would not be able to carry out any activity.
The second solution involves developing interactive booths with a
user profiling system to customise their activities. Users can access
with their mobile through interactive totems showing the physical
activity to do, guided by an avatar-trainer.
This project involves Prof. Marco Tarabini, Prof. Francesco Braghin
and Prof. Mario Covarrubias from the Department of Mechanical
Engineering.
meccanica magazine
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Vincitori “Bando Ricercatori” 2020
ITA
Il progetto SBLINK, vincitore del “Bando Ricercatori” 2020 del
Dipartimento di Meccanica, ha come obiettivo principale quello di
sviluppare un prototipo di esoscheletro intelligente ispirato dalla
struttura ossea della regione lombare dell’uomo. La prima parte del
progetto si è focalizzata sullo studio della cinematica dei movimenti
tipici di sollevamento e/o spostamento di pesi. Inizialmente è stato
effettuato un questionario rivolto a lavoratori di diversi settori (e.g.,
settore sanitario, impiegati, etc.) dal quale si sono identificati i
movimenti più critici in termini di sovraccarico della spina dorsale e
sono stati poi condotti test funzionali in laboratorio sulla cinematica
dei movimenti target. In Figura 1 si nota il posizionamento dei
punti di riferimento (markers) sulla persona, che sono stati rilevati
tramite telecamere disposte sulle pareti del laboratorio di analisi del
movimento.
Il progetto SBLINK
L’esoscheletro intelligente ispirato
alla struttura ossea umana
Le immagini acquisite dalle telecamere sono state analizzate in
modo tale da tracciare la posizione tridimensionale dei markers
nello spazio che, insieme ai dati delle pedane di forza integrate
nel pavimento, hanno permesso di ricostruire la cinematica
e la dinamica dei movimenti target (Figura 2). Elettrodi per
l’acquisizione dei segnali elettromiografici sono stati posizionati
su gruppi muscolari di interesse per permettere la rilevazione
delle contrazioni. Questi studi, associati all’uso di software di
simulazione muscolo-scheletrica, hanno permesso di ottenere le
condizioni di carico trasmesso a livello lombare e di modellarle.
Sulla base della stima delle forze trasmesse sulla zona lombare, il
progetto SBLINK è entrato nella seconda fase, ovvero quella di sviluppo
di un nuovo concept di esoscheletro integrante le competenze e le
tecnologie dei ricercatori coinvolti nel progetto. La Figura 3 mostra
il concept attorno al quale SBLINK ha iniziato a prendere forma.
L’esoscheletro è strutturato in due parti: una anteriore caratterizzata
da due file di elementi base SBLINK che permette di aiutare l’operatore
durante la fase di flessione e una posteriore che si attiva in posizione
eretta contribuendo alla parzializzazione del carico e al mantenimento
della posizione quando l’operatore ha sollevato manualmente un
carico o semplicemente se deve mantenere la posizione eretta per
lungo tempo (es. medici durante un intervento chirurgico).
Gli elementi base dell’esoscheletro SBLINK sono stati progettati
in materiale metallico in modo tale da soddisfare i diversi requisiti
funzionali e dimensionali. Da questo punto di vista, la geometria di
SBLINK è parametrizzata, ovvero può essere realizzata sulla base
dell’operatore, ovvero sulla base della sua corporatura, peso, e
caratteristiche fisiche.
Gli elementi e la giunzione tra questi permettono la rotazione del
busto in posizione eretta in modo da garantire libertà di movimento.
Durante il progetto, sono state utilizzate tecniche di ottimizzazione
topologica per alleggerire la struttura garantendo l’opportuna
rigidezza e resistenza (Figura 4).
I primi componenti sono stati realizzati mediante stampa 3D in
acciaio inossidabile del tipo 316L, le cui caratteristiche ben sposano
le applicazioni biomedicali in interazione con tessuti biologici.
La tecnologia utilizzata è la BMD(R) di Desktop Metal disponibile
al Dipartimento di Meccanica (Figura 5). In questo processo, la
stampa si basa sull’estrusione di feedstock metallico: i componenti
vengono stampati sfruttando una miscela di polimero caricato del
materiale metallico che viene estruso per dar forma al componente
3D. Successivamente, il componente viene ripulito dal polimero
termicamente e sinterizzato in forno a 1360°C.

FIG 2
FIG 1
meccanica magazine
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FIG 3
FIG 4
FIG 5

Winner of the 2020 “Researchers Call”
SBLINK - Smart Bio-inspired Link
The SBLINK project - winner of the 2020 “Researchers Call” from the
Department of Mechanics - has as its primary objective to develop
a prototype of an intelligent low-back exoskeleton inspired by the
bone structure of the human lumbar region.
The first part of the project was centered on the study of the kinematics
of the typical movements of lifting and/or moving loads.
After Ethical Committee approval, a questionnaire was delivered
to workers from different sectors (e.g., healthcare sector, office
workers, etc.) from which the most critical movements in terms of
spinal overload were identified. Functional tests were conducted in
the laboratory of movement analysis to study the kinematics and dynamics
of target movements.
In Figure 1, note the positioning of the reference points (markers)
placed on relevant position on the person, which were detected by
cameras placed on the walls of the movement analysis laboratory.
The images acquired by the cameras were tracked to trace the three-dimensional
position of the markers in the space which, together
with the data of the force platforms integrated into the floor, made
it possible to reconstruct the kinematics and dynamics of the target
movements. Electrodes for the acquisition of electromyographic
signals were placed on muscle groups of interest to allow the detection
of relevant muscles contractions. These acquisitions, associated
with the use of musculoskeletal simulation software, made
it possible to obtain the load conditions transmitted at the lumbar
level and model them (Figure 2).
Based on the estimation of the forces transmitted on the lumbar
area derived from movement analysis and from relevant literature,
the SBLINK project started the second phase, namely the development
of a new concept of exoskeleton integrating the skills and
technologies of the researchers involved in the project. Figure 3
shows the concept around which SBLINK began to take shape. The
exoskeleton is structured in two parts. The front part is characterized
by two rows of SBLINK basic elements that help the operator
during the flexion phase. The back part is activated in an upright position,
contributing to the partialization of the load and to maintain
the position when the operator has manually lifted a load or simply
if s/he has to keep the upright position for a long time (e.g., doctors
during a surgery).
The basic elements of the SBLINK exoskeleton have been designed
in metallic material to satisfy the different functional and dimensional
requirements. From this point of view, the elements can be
parameterized, that is they can be produced based on operator
anthropometry or loads to be managed, etc. The elements and the
junction between them allow the rotation of the chest in an upright
position in order to guarantee freedom of non-assisted movements.
During the project, topological optimization techniques were used
to lighten the structure while ensuring the appropriate stiffness and
strength (Figure 4).
The first components were manifactured by 3D printing in 316L
stainless steel, whose characteristics are well suited for biomedical
applications in interaction with biological tissues. The technology
used is Desktop Metal’s BMD (R) available at the Department of Mechanics.
In this process, printing is based on the extrusion of metal
feedstock: the components are printed using a mixture of polymer
loaded with the metal material that is extruded to give shape to the
3D component (Figure 5). Subsequently the component is thermally
cleaned of the polymer and sintered in an oven at 1360 °C.
The project is currently undergoing the next steps - mechanical
characterization of the components produced and study of the sensorization
of the elements. The possibility, in fact, of equipping the
SBLINK exoskeleton with load sensors enables the exploitation of
data collection and the exploitation of techniques for processing
such data in real-time to make SBLINK “intelligent”.
The project involves Marta Gandolla, Luca Patriarca, Paolo Parenti,
Niccolò Becattini, Diego Scaccabarozzi and a master’s degree student.

meccanica magazine
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Vincitori “Bando Ricercatori” 2021
ITA
Il progetto SMARTEX:
vincitore della seconda edizione
del Bando Ricercatori
L’iniziativa del Dipartimento di Meccanica “Bando Ricercatori” è del progetto SMARTEX, Luca Michele Martulli, vincitore dell’ultima
giunta alla seconda edizione. L’iniziativa si configura, in termini di edizione del Bando Giovani Ricercatori promosso dal Dipartimento di
partecipazione, come un bando competitivo in cui il proponente, in Meccanica nell’ambito del progetto Dipartimento di Eccellenza LIS4.0.
qualità di responsabile scientifico, deve identificare l’argomento di L’oggetto della ricerca del progetto SMARTEX sono i tessuti
studio e dar vita ad un gruppo di ricerca, facendo convergere diverse intelligenti, strutture simili ai tessuti, ma capaci di rispondere a
competenze. Il requisito fondamentale per la partecipazione al bando stimoli ambientali diventando dei veri e propri componenti meccanici
è dunque l’interdisciplinarità e lo scopo è quello di creare sinergie strutturali, ovvero capaci di sostenere carichi esterni. Attualmente,
tra i ricercatori delle varie Sezioni del Dipartimento di Meccanica ma gran parte della ricerca scientifica e delle iniziative industriali sul
anche di coinvolgere quelli di altre Università italiane o estere.
tema vertono attorno allo sviluppo di tessuti smart che integrino
caratteristiche elettroniche. Questi, noti come “e-textiles”, vengono
Per l’edizione 2021 si è chiesto ai nostri ricercatori di presentare tradizionalmente utilizzati per dispositivi medici, per i dispositivi
progetti di ricerca legati agli Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile. elettronici indossabili e nelle applicazioni per l’accumulo di energia. Al
La Commissione Giudicatrice ha ricevuto cinque proposte di contrario, pochissime sono le iniziative intraprese circa la possibilità
ricerca coordinate da: Stefano Arrigoni con il progetto “Intelligent di creare prototipi di Structural Smart Fabrics (SSFs), ossia tessuti
Transportation Services for POLIMI (IT4POLIMI)”, Niccolò Beccattini con proprietà meccaniche regolabili. Il fabbisogno di questo tipo
con il progetto “Manta Ray-inspired microplastics filtration unit for di materiali “smart”, con proprietà meccaniche variabili, è però in
domestic and industrial applications (MANTRA)”, Dayou Ma con il netto aumento come testimoniato dai recenti sviluppi degli ambiti
progetto “Development of Stochastic Numerical Model for Quality delle tecnologie di stampa 4D e dei materiali a memoria di forma. Gli
Design of Nanocomposites (SIMONE)”, Luca M. Martulli con il progetto SSFs presentano una struttura simile a quella delle stoffe che, grazie
“Structural sMARt fabric with TunablE properties (SMARTEX)” e Paolo all’Additive Manufacturing, può essere ottimizzata per geometria e
Schito con il progetto “COACHING FOR RTDx (COACH)”.
funzionalità fino ad assumere le sembianze di una cotta di maglia. Le
unità costitutive elementari di queste strutture sono celle discrete
La selezione, effettuata dalla Commissione Giudicatrice sulla base dei interlacciate, le quali permettono la creazione di tessuti stampati
criteri di valutazione e dei punteggi indicati a bando, ha visto vincitore 3D. Questi tessuti saranno combinati, nel progetto SMARTEX, con
il progetto SMARTEX presentato da Luca Martulli. Complimenti a materiali funzionali quali leghe a memoria di forma che, grazie alle loro
Luca e un sincero e doveroso ringraziamento a tutti i ricercatori che caratteristiche, sono in grado di reagire meccanicamente a stimoli
hanno partecipato al bando.
esterni (come variazioni di temperatura o corrente elettrica). Le leghe
a memoria di forma, utilizzate come attuatori degli SSF, amplieranno
“Credo che l’obiettivo ultimo del Bando Giovani Ricercatori sia di le possibili applicazioni di questi tessuti smart, conferendo loro la
permettere ai giovani ricercatori di creare network all’interno del capacità di adattarsi a specifiche funzionali variabili in termini di
Dipartimento di Meccanica. Questo tipo di iniziativa è stata quindi forma e rigidezza. Possibili applicazioni per questi SSFs comprendono
fondamentale per me, considerato che sono arrivato al Politecnico strutture spaziali leggere, soft robotics, dispositivi medici e altro.
solo a Novembre 2020.” ha precisato il Responsabile Scientifico In questo contesto, il progetto SMARTEX si propone di portare ad

un livello avanzato lo stato dell’arte dei tessuti smart progettando,
producendo e testando SSFs azionati da leghe a memoria di forma.
SMARTEX farà perno sull’utilizzo di tecniche avanzate di manifattura
additiva, supportando così i bisogni dell’Industria 4.0 e le esigenze di
digitalizzazione che coinvolgono il manifatturiero. I tessuti strutturali
ottenuti in SMARTEX saranno quindi strutture 3D capaci di reagire alla
temperatura grazie all’integrazione di elementi in leghe a memoria
di forma. Le strutture possono essere considerate come ibride,
ossia formate dalle due componenti (maglie strutturali ed attuatori).
A temperatura ambiente i dispositivi SMARTEX saranno “spenti”,
dato che gli attuatori SMA si troveranno in condizione “rilassata”. In
conseguenza di ciò i dispositivi avranno una rigidezza quasi nulla e
si comporteranno quasi come normali tessuti, abbastanza flessibili
da essere piegati e ripiegati. In condizioni di temperatura elevate, i
dispositivi SMARTEX si “attiveranno”, premendo tra loro tutte le celle
che li compongono. La rigidezza strutturale aumenterà notevolmente
portando i dispositivi a comportarsi come piastre in grado di
supportare carichi o reggere altri tipi di sollecitazioni. Il processo di
progettazione dei tessuti si avvarrà di strumenti numerici nonché di
tecniche sperimentali allo stato dell’arte per la validazione dei risultati.
Benché SMARTEX non si concentri su applicazioni specifiche, sarà
possibile sviluppare un nuovo tessuto estremamente versatile, dalle
proprietà uniche e un processo di progettazione dedicato a questa
nuova classe di strutture.
“Grazie a questo bando – ha continuato il giovane Martulli - ho potuto
incontrare coloro che sono poi diventati con me membri del team
SMARTEX: Luca Patriarca, Paolo Parenti, Marco Rossoni. Insieme
siamo un vero team con competenze multidisciplinari che includono
la meccanica sperimentale, modellazione analitica e numerica,
Leghe a Memoria di Forma, stampa 3D e prototipazione virtuale. Tutti
ingredienti essenziali per la creazione di una innovativa tipologia di
tessuti intelligenti”.
meccanica magazine
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Figure : the concept of the proposal
meccanica magazine
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ENG
The SMARTEX project winner of the second edition of the “Call for
Researchers”
The “Call for Researchers” initiative of the Department of Mechanical
Engineering is now in its second year. It is a competitive call for
which the candidate, also the scientific director of the project,
must choose a research topic and pick a research team to bring
diverse skills to the table. Interdisciplinarity is the main application
requirement as the goal is to make researchers from different DMEC
Research Lines cooperate while involving other Italian and foreign
Universities.
For the 2021 edition, our researchers were asked to submit research
projects related to the Sustainable Development Goals (SDGs). The
Evaluation Committee received five research proposals coordinated
by: Stefano Arrigoni presenting the “Intelligent Transportation
Services for POLIMI (IT4POLIMI)” project, Niccolò Beccattini
presenting the “Manta Ray-inspired microplastics filtration unit
for domestic and industrial applications (MANTRA)” project, Dayou
Ma presenting the “Development of Stochastic Numerical Model
for Quality Design of Nanocomposites (SIMONE)” project, Luca
M. Martulli presenting the “Structural sMARt fabric with TunablE
properties (SMARTEX)” project e Paolo Schito presenting the
“COACHING FOR RTDx (COACH)” project.
According to the criteria indicated in the call, the Committee
appointed the SMARTEX project as the winner. Congratulations to
Luca and sincere thanks to all the researchers who participated in
the competition.
“I think that the underlying objective of the “Call for Researchers”
is to allow young researchers to create new networks within
the Department of Mechanical Engineering. This was especially
important to me, since I joined Polimi only in November 2020”
declared the scientific director of SMARTEX, Luca M. Martulli,
winner of the last edition of the Call for Researchers issued by the
Department of Mechanical Engineering within the Dipartimento di
Eccellenza project LIS4.0.
The research object of the SMARTEX projects are smart fabrics
are textile-like structures capable of responding to environmental
stimuli. Most of the research and industrial efforts is currently
focused to the development of smart fabrics that implement
electronic features; these so called “e-textiles” have been
traditionally used as sensors in medical devices, wearable
electronics and energy harvesting applications. Only little effort
was spent in the possibility of prototyping Structural Smart Fabrics
(SSFs), namely smart fabrics with tunable mechanical properties.
This is in contrast with the clear need for smart materials featuring
variable mechanical properties, witnessed by the development of
technologies like 4D printing or shape memory materials. SSFs are
textile-like structures that can be geometrically and functionally
optimised thanks to the advent of 3D additive manufacturing
which enables to produce chainmail-like fabrics. One of the main
potentials of these structures is the possibility to adopt interlocked
discrete cells, opening new possibilities in creating stiffnesstailored
fabrics. To enhance these properties, functional materials
such as Shape Memory Alloys (SMAs) can be used thanks to their
capability to mechanically react under external stimuli. Potential
applications for SSFs extend to lightweight space structures, soft
robots, medical devices and more. SMA actuated SSFs will thus
broaden the possible applications of smart fabrics, providing them
with the capability
to adapt to variable functional specifications in terms of shape and
stiffness.
Within this context, the SMARTEX project aims to advance the
current state of the art on smart fabrics by designing, manufacturing
and testing an SSF actuated by SMAs. SMARTEX will make extensive
use of additive manufacturing techniques, which makes it fully
compliant with the needs of the Industry 4.0. Moreover, the use of
SMAs as actuating devices will make the SMARTEX fabric sensitive
to temperature or to an electric current as signal.
SMARTEX will therefore be a 3D printed chainmail-like SSF
responsive to temperature thanks to the assembly with SMA
actuation devices. In this regard, SMARTEX can be seen as a
hybrid structure made by two components. At room temperature,
being the SMA device in its soft condition, SMARTEX will be in its
“inactive” state. SMARTEX will have a near-zero bending stiffness
and thus behave as a standard fabric, being flexible enough to be
folded or bent. At high temperatures, SMARTEX will be in its “active”
configuration: the SMA device will activate, jamming all the fabric
cells between each other. The bending stiffness of SMARTEX will
thus significantly increase, behaving more similarly to a plate and
being capable of carrying loads.
While the SMARTEX project does not focus on a specific application,
it will develop an extremely versatile new smart fabric with unique
properties and its dedicated design approach. The developed fabric
is thus expected to have a vast range of applications, like soft
robotics, space components, support for heat shields, biomedical
devices and more.
“Thanks to this call – continued the young scientific director
Martulli - I was able to meet the members of what later became the
SMARTEX team: Luca Patriarca, Paolo Parenti, Marco Rossoni and
myself. Together, we form a multidisciplinary team, with expertise
including experimental mechanics, analytical and numerical
modelling, composite materials, Shape Memory Alloys, 3D printing,
virtual prototyping and more. These are all key ingredients in the
development of an innovative type of smart fabrics”.
meccanica magazine
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Polisocial Award 2021
RESTART Health:
sistemi per l’energia rinnovabile
per la ripresa del settore sanitario
meccanica magazine
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ITA
RESTART Health – Renewable Energy Systems To Activate Recovery
Through the Health sector – è tra i progetti vincitori della passata
edizione del Polisocial Award, con un finanziamento pari a 100.000€.
L’iniziativa PoliSocial Award viene finanziata attraverso il 5 per mille
IRPEF e supporta la ricerca scientifica ad alto impatto sociale del
Politecnico di Milano. Il tema dell’edizione 2021 è “Equità e Ripresa”.
Il progetto si inserisce a supporto dell’obiettivo del St. Mary’s Hospital
Lacor (LH), situato nella città di Gulu in Uganda, di offrire cure sanitarie
accessibili a tutti oltre che sconfiggere malattie e povertà.
Le strutture sanitarie nei paesi dell’Africa Sub-Sahariana sono sotto
pressione a causa del continuo aumento demografico e dell’emergenza
legata alle malattie infettive, quali le recenti crisi causate dall’Ebola e
dal COVID-19. Queste condizioni, alle quali si si aggiungono la disparità
di diffusione dell’accessibilità alle cure, le limitate risorse della sanità
pubblica e la scarsa disponibilità di energia, spesso rendono la sanità
delle regioni sub-sahariane inaffidabile.
La scarsità dell’elettricità e l’incertezza della sua disponibilità si
traducono in infrastrutture sanitarie incapaci di fornire alla comunità
servizi adeguati, in particolar modo durante la pandemia di COVID-19
a causa dell’aumento dei ricoveri e della permanenza in terapia
intensiva. La mancanza di energia elettrica limita l’attività giornaliera
e può rendere le catene del freddo irrealizzabili o danneggiare
la strumentazione medica, inoltre la limitata potenza elettrica
disponibile può non consentire l’utilizzo di macchinari moderni.
In questo contesto, l’obiettivo principale è di rafforzare il sistema
sanitario utilizzando un approccio olistico e integrato per le
infrastrutture sanitarie del sub-Sahara, migliorandone l’affidabilità e
aumentando l’accessibilità ai servizi elettrici da parte delle comunità
più vulnerabili. Nello specifico, il progetto aspira ad assicurare
un sistema energetico affidabile e adeguato, fornendo strumenti
per una gestione efficace di una micro-rete elettrica ibrida per le
infrastrutture sanitarie che può funzionare sia in modalità isolata che
connessa alla rete, al fine promuovere lo sviluppo di attività correlate
e dell’imprenditoria locale, sviluppando quanto segue.
1) Concettualizzazione delle strutture sanitarie come fornitori di
servizi energetici per la comunità. Il risultato porterà allo sviluppo
di linee guida per l’ottimizzazione dei consumi energetici. Nel caso
specifico del St. Mary’s Hospital Lacor (LH), secondo per grandezza in
Uganda, il focus sarà su:
- messa a punto di una catena del freddo per la conservazione di cibo,
medicinali e vaccini;
- interventi per l’efficienza energetica per i carichi elettrici e
riscaldamento;
- e-cooking per la preparazione dei pasti per personale, pazienti e
persone in visita;
- soluzioni di e-mobility all’interno dell’area ospedaliera e nelle
immediate vicinanze.
2) Protocolli e piattaforme per il monitoraggio del sistema energetico
per aumentare la conoscenza e promuovere la replicabilità degli
interventi tecnici e della sostenibilità a lungo termine. Linee guida
per contesti simili e suggerimenti ai politici per migliorare il contesto
legislativo nazionale e regionale per le infrastrutture sanitarie
collegate alla rete.
3) Strumenti efficienti per la gestione di micro-reti elettriche
compatibili con i bisogni delle infrastrutture sanitarie (per esempio
alta qualità e minime interruzioni), ponendo particolare attenzione su:
- strategie di modulazione del carico a favore di carichi prioritari;
- ottimizzazione della gestione delle risorse energetiche per
minimizzare l’impatto in caso di interruzione della fornitura.
4) Progettazione di un sistema olistico per connettere e rinforzare
i diversi sistemi (es. area ospedaliera, area residenziale, scuole,
cooperative, ecc.)
5) Modelli di business sociali e sostenibili in grado di promuovere la
micro-imprenditoria locale come gestore dei sistemi energetici,
promozione di sistemi di generazione elettrica distribuita e di servizi
alla comunità.
Gli obiettivi appena citati da raggiungere nel breve, medio e lungo
termine puntano a soddisfare le esigenze dei servizi sanitari in
termini di accessibilità e affidabilità energetica assicurando adeguata
qualità della sanità e dell’accesso ai servizi da parte della popolazione
più vulnerabile (per esempio in area rurale o quartieri suburbani), e
l’opportunità di avere un sistema sanitario affidabile e sostenibile nel
lungo periodo. Il Dipartimento di Meccanica è coinvolto nel progetto
grazie alla partecipazione nel team del Prof. Marco Mauri insieme alla
Prof.ssa Irene Bengo e Prof.ssa Veronica Chiodo del Dipartimento di
Ingegneria Gestionale, capitanati dal Project Manager Prof. Riccardo
Mereu e il Referente Scientifico Prof. Marco Merlo del Dipartimento
di Energia.

ENG
RESTART Health: Renewable Energy Systems To Activate
Recovery Through the Health sector
RESTART Health – Renewable Energy Systems To Activate Recovery
Through the Health sector is among the winners of the latest
edition of the Polisocial Award, financed with a budget of 100.000
€. The Polisocial Award initiative is financed with funds from the 5
per thousand of IRPEF and supports the development of scientific
research with high social impact of the Politecnico di Milano. The
theme of the 2021 edition was “Equity and Recovery”.
The project supports the mission of the St. Mary’s Hospital Lacor
(LH), located in the city of Gulu in Uganda, which is to provide
affordable health care to all and fight disease and poverty.
Healthcare facilities in sub-Saharan African (SSA) countries are
under stress due to the continuous growing populations and the
emergence of infectious diseases such as the recent Ebola and
COVID-19 crises. These conditions, with the uneven distribution
of healthcare accessibility, the limited public health financial
resources and the limited access to energy often make the
health sector in SSA unreliable. Lack of access to electricity or its
unreliability means that health infrastructures SSA are unable to
provide the communities with adequate services, especially with
the COVID-19 pandemic due to increased admissions and stays in
the intensive care units. A lack of lighting prevents 24h operations,
unreliable power supply can make cold-chain activities inoperable
or damage medical equipment, while a limited power capacity can
prevent the utilization of modern machineries. In this framework,
the main objective is to enforce the health system creating a holistic
and integrated approach for the health infrastructures in SSA
increasing the reliability and to enlarging the accessibility to the
service for vulnerable communities. In particular, the project aims
to ensuring a more reliable and appropriate energy system providing
instruments for the efficient management of hybrid microgrid
systems for health infrastructures in islanded and grid connected
conditions promoting the development of related activities and
local entrepreneurship by developing:
1) Conceptualization of healthcare facilities as community energy
service providers. The output is the development of guidelines for
optimal energy usage. In the LH the focus will be on:
- cold chain development for food, vaccines and medicines
conservation purposes;
- electrical and thermal energy efficiency interventions;
- e-cooking for workers, patients and visitors meals preparation;
- e-mobility solution within the Hospital area and in the close
sorrounding.
2) Protocols and platforms for energy-system monitoring to improve
knowledge and promote replicability of technical interventions
and long-term sustainability. Guidelines for similar contexts
and suggestions to policy-makers on the improvement of the
national and regional regulatory framework for grid-tied health
infrastructures.
3) Effective tools for the microgrid energy management, compatible
with the needs of healthcare infrastructures (e.g. high quality and
low interruptions), focusing on:
- Load shifting strategies to supply prioritized loads,
- Optimal management of energy resources to minimize impact of
outages.
4) Design an holistic system to connect and reinforce the different
services (as hospital, residentials, school, cooperatives….)
5) Social and sustainable business models able to promote a local
micro-entrepreneurship to manage the energy systems, the
promotion of distributed generation and of community services.
The mentioned objectives address the short, medium and long-term
needs for health service in terms of energy access and reliability,
ensuring an adequate quality of healthcare and access to services
to the most vulnerable population (rural areas and suburban
settlements), and the opportunity to have a reliable and sustainable
health system in the long term. The Department of Mechanical
Engineering is involved in the project thanks to Prof. Marco Mauri, who
is part of the team along with Prof. Irene Bengo and Prof. Veronica
Chiodo from the Department of Management Engineering. The team
is lead by the Prof. Riccardo Mereu, Project Manager, and Prof. Marco
Melo, Head Scientific Officer, from the Department of Energy.
meccanica magazine
97

Vincitori S2P 2022
Switch2Product
Innovation Challenge:
premiati i vincitori
dell’edizione 2022
meccanica magazine
98
ITA
Si è conclusa il 22 dicembre 2022 la fase di selezione della XIV edizione
di Switch2Product | Innovation Challenge, il programma che valorizza
soluzioni innovative, nuove tecnologie e idee d’impresa proposte da
team che includono studenti e laureati, ricercatori, Alumni e docenti
provenienti dall’ecosistema del Politecnico di Milano, organizzato da
PoliHub - Innovation Park & Startup Accelerator del Politecnico di
Milano, gestito da Fondazione Politecnico, dal Technology Transfer
Office (TTO) del Politecnico e da Deloitte.
Anche quest’anno i progetti sono suddivisi in quattro categorie
ispirate alle direttive del NextGenerationEU, che mirano a facilitare
l’individuazione di tecnologie e applicazioni nei rispettivi settori:
Health&Med Tech, ClimateTech & Circular Economy, Industries
Transformation, New ways of working and living.
Sono due i progetti premiati in cui DMEC è direttamente coinvolto.
ATLAS, Flochip, IPSE – XR, SPARK e TES sono i team selezionati dal
Politecnico di Milano che riceveranno il Grant S2P da 30 mila euro
ciascuno, destinati ad attività di prototipazione e validazione dei
progetti.
SPARK vince nella la categoria “New ways of working and living”
SPARK è una piattaforma innovativa di Realtà Aumentata che
supporta la progettazione di beni di lusso. Attraverso una tecnologia
di proiezione, SPARK permette a designer e creativi di esplorare
diverse varianti di prodotto e ai clienti di creare personalizzazioni
senza la necessità di realizzare prototipi fisici. Con SPARK, è
possibile provare nuove opzioni di design, sperimentare con diversi
materiali e colori in modo facile e veloce, e collaborare con altri
membri del team in tempo reale. SPARK nasce per essere uno
strumento potente per i settori della pelletteria di lusso (borse,
valigie e scarpe) tramite cui creare collezioni in maniera rapida,
flessibile e sostenibile. Il team, composto dal ricercatore Federico
Morosi, Enrico Panzi e Massimo Torelli, è supportato da Prof.
Gaetano Cascini, Prof. Niccolò Becattini and Prof. Giandomenico
Caruso del Dipartimento di Meccanica.
Deloitte invece ha deciso di assegnare un Grant di 30 mila euro a
DisplAId, start-up co-fondata da Lorenzo Benedetti, Francesco
Morgan Bono, Luca Radicioni e Giancarlo Donizzelli (Fondazione
Politecnico).
DisplAId auspica a rivoluzionare il monitoraggio della salute delle
infrastrutture attraverso algoritmi di Intelligenza Artificiale per
migliorarne sicurezza ed efficienza. Il nome DisplAId, participio
passato del verbo inglese “to display”, include l’acronimo AI e il
termine aid (nel senso di supporto, aiuto), e rende esplicita la
loro funzione nel supportare i manager delle infrastrutture nel
prendere decisioni strategiche attraverso analisi intelligenti di dati
strutturali direttamente raccolti dalle infrastrutture. L’obiettivo è
quello di fornire agli enti gestori uno strumento efficace e intuitivo
che permetta loro di individuare rapidamente il livello di salute
dell’infrastruttura. Il progetto ha come supervisori il Prof. Simone
Cinquemani e il Prof. Marco Belloli del Dipartimento di Meccanica.

ENG
The winners of the 2022 Edition of Switch2product - Innovation
Challenge
The selection phase of the XIV edition of Switch2Product | Innovation
Challenge ended on the 22nd of December. This programme
promoting innovative solutions, new technologies and business
ideas proposed by teams including students and graduates, researchers,
Alumni and teachers from the ecosystem of Politecnico di Milano,
is organized by PoliHub - Innovation Park & Startup Accelerator
of the Politecnico di Milano and managed by the Politecnico Foundation,
the POLIMI Technology Transfer Office (TTO) and Deloitte.
This year as well, the projects fell into four categories inspired by the
NextGenerationEU directives aiming to facilitate the identification
of technologies and applications in their respective sectors: Health&Med
Tech, Climate Tech & Circular Economy, Industries Transformation,
New ways of working and living.
Among the winners, two are the awarded projects in which DMEC is
directly involved.
ATLAS, Flochip, IPSE – XR, SPARK e TES are the teams selected by
Politecnico di Milano that will receive the S2P Grant of 30 thousand
euros each to invest in the prototyping and validation phases of the
projects.
SPARK won in the category “New ways of working and living”
SPARK is an innovative Augmented Reality platform designed to
support the creation of luxury fashion goods. Using projection technology,
SPARK enables designers to explore multiple variants of
their products and clients to perform customizations, without the
need for physical prototyping. With SPARK, designers can quickly
and easily try out new design ideas, experiment with different materials
and colours, and collaborate with other team members in real
time. SPARK is intended to be a powerful tool for designers of luxury
bags, luggage, and shoes, providing them with a fast, flexible, and
sustainable way to create new collections. The team, made of Federico
Morosi, Enrico Panzi and Massimo Torelli, is supported by Prof.
Gaetano Cascini, Prof. Niccolò Becattini and Prof. Giandomenico
Caruso from the Department of Mechanical Engineering.
Deloitte, instead, awarded the start-up DisplAId, co-founded by Lorenzo
Benedetti, Francesco Morgan Bono, Luca Radicioni and Giancarlo
Donizzelli (Fondazione Politecnico), with a 30k Grant offered by
Deloitte.
DisplAId aims at revolutionising health infrastructure monitoring via
Artificial Intelligence algorithms to improve its safety and efficiency.
The name DisplAId, the past participle of the verb to display, includes
the terms AI and aid (meaning help, support) and sums up how
they intend to work in supporting infrastructure managers in making
strategic decisions via the smart analysis of directly harvested
structural data. The objective is to give managers a simple but efficient
tool allowing them to promptly state the level of infrastructural
health. The project supervisors are Prof. Simone Cinquemani and
Prof. Marco Belloli from the Department of Mechanical Engineering.
meccanica magazine
99

Progetto Lis4.0
100
ITA
AM processes, intelligent materials
with innovative features.
Smart structures in
composite material
For 3D-printed smart free-form
profiles in high-performance longfiber
composites.
Meta-structures
Intervista a Francesco Braghin,
Artificially created structures with
new characteristics given by their
responsabile geometry that can be developed in del WP2
different dimensional scales.
1. Di cosa si occupa il WP2 nell’ambito del LIS4.0? Quali sono le è stampata una struttura 3D in carbonio ma si è anche integrato
principali Autonomous sfide che affronta? Systems
un sistema di monitoraggio distribuito in grado di tenere sotto
For the transport of people with
Il WP2 di LIS4.0 si è occupato della progettazione e realizzazione di controllo le sollecitazioni (meccaniche e termiche) cui il componente
drive systems based on new highresolution
sensorizzati localization systems, in grado and di “bagnare” la fibra Big lunga data di carbonio analytics: è sottoposto data mining, durante intelligent la sua vita utile data per fusion, migliorare la sicurezza e
estrusori
(o di vetro) human-machine con la matrice interaction. termoplastica in modo ottimale statistical nonché monitoring di l’affidabilità and del robust pezzo stesso. product / process
depositare la fibra sul manufatto con pressione e temperatura ottimali
per massimizzare l’adesione e quindi le prestazioni meccaniche del
pezzo finito. Le sfide per la realizzazione sono molteplici: se la fibra
non viene “bagnata” correttamente, le prestazioni del manufatto
finale saranno molto inferiori di quelle attese; se non riesco a
depositare la fibra con la pressione e temperatura ottimale, questa
non aderirà allo strato sottostante; se la velocità di estrusione non mission critical questo cambio di prospettiva è di fondamentale
LIGHT AND HEAVY MOTORWAY
ENERGY
è legata alla RAILWAY velocità di avanzamento dell’estrusore, MEANS non riuscirò OF TRANSPORT a importanza: mentre oggi per
SPACE
garantire i necessari standard di
NAVAL
AND INTERMODAL INFRASTRUCTURES
realizzare componenti della forma voluta ma rischio di lasciare grinze sicurezza si è costretti a frequenti BIOMEDICAL ispezioni non distruttive che
AEREONAUTICAL
nel manufatto o addirittura di spezzare la fibra che sto depositando. richiedono tempo e denaro, con un sistema di monitoraggio integrato
APPLICATIONS (TRANSPORT AND MOBILITY)
OTHER SECTORS WITH SIGNIFICANT IMPACT
nel componente stesso si riuscirebbe a prevedere la vita rimanente
2. Quali sono le soluzioni innovative esplorate per le strutture
in materiale in composito, sia in termini di progettazione che di
gestione dell’intero ciclo di vita dei prodotti?
Per risolvere le sfide sopra descritte, è necessario adottare un
approccio integrato: non posso pensare all’estrusore senza tenere
conto del materiale che sto estrudendo o del manufatto sul quale
sto depositando la fibra e non posso pensare di ottenere parametri
tecnologici ottimali di stampa se non ottimizzo anche i profili di
velocità e le traiettorie lungo le quali muovo l’estrusore. Si è pertanto
adottato un approccio olistico che tenga conto del materiale di
partenza, del processo tecnologico di estrusione - poltrusione
nonché della struttura meccanica e del controllo di estrusore e
braccio robotico che movimenta l’estrusore stesso.
Inoltre, tenendo conto che la fibra lunga “stampata” può essere anche
una fibra di vetro e che quindi può essere utilizzata per monitorare
il manufatto prodotto (ad esempio mediante tecnologia Optical
Backscatter Reflectometer o semplicemente OBR), non solo si
Advanced and smart manufacturing technologies:
Additive Manufacturing, Micro Manufacturing, integration
of sensors for on-site and in-line monitoring and control.
New design criteria: topological and multi-criteria
optimization, maintenance on demand,
eco-design approach.
New simulation techniques: spatial and temporal multiscale,
multi-physics, damage modeling.
Smart structures and components: integrated sensors
and actuators, distributed sensors, IoT, low-power and
self-powered sensors.
Innovative strategies for assembly, diagnostics,
prognostics, communication and localization,
autonomous driving.
optimization.
3. Quali applicazioni possono essere abilitate dall’integrazione di
sensori e dallo sviluppo di materiali con proprietà self-healing?
Il monitoraggio di componenti (sia critici che non) riveste oggi un
interesse sempre maggiore in quanto permette di cambiare la filosofia
di manutenzione: da programmata a predittiva. Per componenti
del pezzo e quindi ad intervenire solo quando necessario.
4. Quali sviluppi prototipali sono stati effettuati nel BAAM 3D
moldless?
Per ora ci siamo limitati a realizzare provini semplici che ci hanno
permesso di verificare la bontà del progetto e del processo
implementato. La prospettiva rimane quella di provare a realizzare
componenti meccanici per applicazioni automotive.

ENG
LIS4.0 project: interview with Francesco Braghin, head of WP2
1. What is the WP2 of the LIS4.0 project about? Which are the
challenges it must face?
WP2 of LIS4.0 has dealt with the design and production of sensorised
extruders capable of impregnating the long carbon (or glass) fibres
with a thermoplastic matrix in an optimised way and of depositing
the impregnated fibres on the component being produced at optimal
temperature and pressure to maximise adhesion and mechanical
performance of the final piece. The design brought up many
challenges: if the fibre isn’t correctly “wettened”, the performance of
the ultimate manufactured piece will be worst than expected; if the
printing head doesn’t apply the expected pressure or temperature,
it will not properly stick to the underlying surface; if the extrusion
speed isn’t in sync with the speed of the end-effector of the robotic
arm, not only the components will not be shaped as desired but also
the risk of having a wrinkled component will increase or fibres will
break during the deposition process.
2. Which are the innovative solutions explored for composite
material structures, both in terms of design and management of
the product lifecycle?
To tackle the challenges mentioned above, it is necessary to
implement an integrated approach: the extruder must take into
account the material to be extruded as well as the manufactured
product on which to deposit the fibre in order to optimize the speed
profiles and the trajectory of the extruder itself. Therefore, the
adopted approach was holistic, meaning that it took into account the
starting material, the technological extrusion – pultrusion process,
the mechanical structure of the extruder as well as its control, and
the robotic arm used. Moreover, considering that the long fibre
could also be made of glass, monitoring of the manufactured object
can easily be implemented (for example, through a technology called
Optical Backscatter Reflectometer – OBR). Thus, the final result
is a 3D-printed carbon structure with an integrated distributed
monitoring system capable of assessing mechanical and thermal
stresses. This improves the safety and reliability of the component.
3. Which applications can be activated by sensor integration or the
development of materials with self-healing features?
Monitoring critical (and even non-critical) components is currently
of increasing interest since it allows to change the maintenance
approach: from programmed to predictive.
For mission-critical components, this perspective change is
crucial. Nowadays, to maintain the required safety standards, it is
mandatory to frequently carry out non-destructive inspections,
which are money and time-consuming. On the contrary, by adopting
an integrated monitoring system, it would be possible to foresee the
component’s remaining life and intervene when necessary.
4. Which prototype developments were carried out in BAAM 3D
moldless?
At the time being, simple samples were created, which enabled us
to test the quality of the developed system and the implemented
process. The desired outcome remains producing mechanical
components for automotive
meccanica magazine
101

profiles in high-performance longfiber
composites.
eco-design approach.
Progetto Lis4.0
102
ITA
Meta-structures
Artificially created structures with
new characteristics given by their
geometry that can be developed in
different dimensional scales.
Intervista
Autonomous Systems
a Stefano Beretta,
For the transport of people with
drive systems based on new highresolution
localization systems, and coinvolto nel professore WP3
1. Di cosa si occupa il WP3 nell’ambito del LIS4.0? Quali sono le
principali sfide che affronta?
essere progettata e ottenuta con combinazioni ibride ottenute da
LIGHT AND HEAVY MOTORWAY
ENERGY
Il WP3 “Metastutture” RAILWAY affronta lo studio di metodi di MEANS progettazione,
OF TRANSPORT diversi materiali.
SPACE
NAVAL
AND INTERMODAL INFRASTRUCTURES
proprietà e applicazioni di materiale cellulare basata su una microstruttura
regolare chiamata unità cellulare che viene periodicamente meccanici, è di trasformare il concept della progettazione dei
La sfida, sicuramente in linea BIOMEDICAL
con la nostra missione di ingegneri
AEREONAUTICAL
APPLICATIONS (TRANSPORT AND MOBILITY)
OTHER SECTORS WITH SIGNIFICANT IMPACT
ripetuta nello spazio al fine di ottenere metamateriali caratterizzati metamateriali/ metastrutture in applicazioni effettive, considerando
da una regolare combinazione di piccole strutture (raggi, superfici,
masse) unite insieme. La lunghezza fisica dell’unità cellulare è più
piccola di quella della lunghezza d’onda di interesse (carichi applicati
ad una struttura, onde termiche e sonore). Questo permette di
ottenere metamateriali solidi con proprietà omogenee inesistenti in
natura. Si tratta di materiali ingegneristici innovativi con un elevato
grado di complessità rispetto ai materiali compositi tradizionali.
La sfida risiede nella progettazione, produzione e applicazione di
nuovi metamateriali, che diventano multifunzionali, ma che nel
contempo devono combinare leggerezza unita alle altre proprietà. Il
primo esempio è un materiale lattice a bassa conducibilità termica
applicato a componenti spaziali (Figura 1a) o altre celle (Figura 1b) che
permettono in maniera altamente efficiente lo scambio di calore tra
due liquidi.
human-machine interaction.
New simulation techniques: spatial and temporal multiscale,
multi-physics, damage modeling.
Smart structures and components: integrated sensors
and actuators, distributed sensors, IoT, low-power and
self-powered sensors.
Innovative strategies for assembly, diagnostics,
prognostics, communication and localization,
autonomous driving.
Big data analytics: data mining, intelligent data fusion,
statistical monitoring and robust product / process
optimization.
FIG 1
A livello della struttura/dei componenti una meta-struttura può
i vincoli progettuali a livello dei componenti e le proprietà reali dei
nuovi materiali (legate alla rapida evoluzione dei cicli di produzione), in
particolare esaminando combinazioni multi-materiali.
Il vantaggio degli sviluppi attuali potrebbe essere la possibilità di
qualificare componenti industriali progettati con questo grado di
soluzioni innovative.
2. Che strumenti/approcci innovativi sono necessari per affrontare
la progettazione e lo sviluppo di prodotti basati su metastrutture?
Gli strumenti necessari per progettare e sviluppare componenti in
metamateriali, metastrutture dovrebbero permettere all’ingegnere di
gestire modelli e strutture altamente complessi.
Strumenti efficaci, al contrario di applicazioni eccessivamente stese
di strumenti computazionali tradizionali, mirano a ridurre la scala dei
modelli sotto diversi aspetti:
- Modelli basati su conoscenze ontologiche atti a superare
l’impossibilità di ottenere modelli FE estremamente dettagliati di
componenti ottenuti con diversi metamateriali;
- Criteri di rottura omogenei che consentano di “costruire” una
libreria di materiali cellulari disponibile per la progettazione di
molteplici applicazioni sottoposte a carichi statici e a fatica.
Questi modelli omogeneizzati, atti a descrivere il comportamento
meccanico (elastico, monotono non lineare e ciclico), si basano su
modellazione reale delle strutture cellulari così prodotte, in modo da
poter considerare la presenza di anomalie e deviazioni rispetto alla
configurazione ideale.
- Strumenti di realtà aumentata e virtuale che permettano

all’ingegnere di gestire in maniera efficiente i risultati della scansione
CT effettuata sui metamateriali complessi e capaci di identificare/
analizzare i difetti nelle parti prodotte per una rapida qualificazione
operativa delle parti, “pronte al volo” (Figura 2) .
- Un braccio innovativo per un sistema di sospensione McPherson
costruito con una struttura ibrida polimero/metallo. Nel dettaglio, la
parte in polimero prodotta per AM è stata ottimizzata considerando
lo stato di sforzo effettivo sul componente e la compatibilità delle
soluzioni di giunzione per assicurare la risposta strutturale desiderata.
- Un componente spaziale ibrido (risultato della combinazione di
rivestimenti solidi e parti cellulari) prodotto tramite AM. Le parti
cellulari sono state ottimizzate per consentire la risposta strutturale
e termica dell’intero componente attraverso l’adozione degli approcci
omogenei sviluppati nel WP3.
FIG 2
3. Quali sono stati i principali sviluppi prototipali?
I prototipi sviluppati sono:
- Un pannello per l’assorbimento delle onde sonore attraverso il quale,
è stato dimostrato, può essere facilmente ridotta la trasmissione del
rumore di oltre 8-10dB (Figure 3).
FIG 4
meccanica magazine
103
FIG 3

Progetto Lis4.0
104
ENG
LIS4.0 project: interview with Stefano Beretta, DMEC professor
involved in WP3
1. What is WP3 of the LIS4.0 project about? Which are the
challenges it must face?
The WP3 “Metastructures” is dealing with the study of design tools
/properties / applications of cellular materials based on a regular
micro-structure called unit cell that is periodically repeated in
the space to obtain a meta-material characterized by a regular
combination of tiny structures (beams /surfaces /masses) joined
together. The physical length of the unit cell is shorter than the
wavelength of interest (loads in a structure, heat and sound waves)
to obtain “metamaterials”, that are solids with ‘homogeneized’
properties not existing in nature. They are ‘novel engineered
materials’ with an higher degree of complexity respect to traditional
composite materials.
The challenges are to design with/manufacture and apply new
metamaterials that become ‘multifuctional’ because they can
combine lightweight with other properties. The first example can
be a lattice material with a limited heat conductivity that we have
applied in a space component (Fig. 1a) or other surface/sheet based
cells that allow a very efficient heat exchange between 2 liquids (Fig.
1b). At the level of structures/components a ‘meta-structure’ can
then be designed/obtained with the hybrid combinations of different
material solutions.
The challenge, surely aligned with our mission of mechanical
engineers, is to transfer the conceptual design of the metamaterials/
metastructures to real applications, taking into account the design
constraints at a component level and the real properties of the
new materials (led by the rapidly evolving manufacturing cycles),
especially considering multi-material combinations. The edge of
current developments for industrial applications is the possibility
to eventually qualify the industrial components that have been
designed with such a degree of novel solutions.
2. Which innovative instrument/approaches are required to
address the design and development of products based on metastructures?
The tools needed for design and development of components of
metamaterials and metastructures should enable the engineer
to handle models /structures characterized by an high degree of
complexity. Efficient tools, instead of a massive application of
traditional computational tools, are aimed at reducing the scale of
the model along different lines:
- Ontology-based models able to overcome the impossibility
to obtained detailed FE models of components with different
metamaterials;
- Homogeneized failure criteria that allow us to ‘build’ a library of
cellular materials available for the design of different applications
under static and fatigue loading. Such homogeneized models for
describing the mechanical behaviour (elastic, non-linear monotonic
and cyclic) are based on the real modelling of the as-manufactured
cells, thus allowing to inherently consider the anomalies/deviations
respect to ideal configurations.
- AR/VR tools that could allow the engineer to handle efficiently the
CT scans of complex metamaterials and find/analyze the defects of
manufactured parts for a quick qualification of parts ‘ready to fly’
(Fig. 2).
3. Which were the main prototype developed?
The prototypes that have been developed are:
- A sound-absorption panel that can easily, and has been proven to,
reduce noise transmission by more than 8-10dB (Fig. 3)
- An innovative arm for a McPherson suspension made of an hydrid
polymer/metal structure. In detail the additively manufactured
polymeric part has been optimized considering the real stresses
in the component together with the suitable joining solutions for
ensuring the desired structural response (Fig. 4);
- An hybrid (combination of solid skins and cellular parts) space
component manufactured by additive manufacturing, Fig. 1a: the
cellular parts have been optimized for the structural and thermal
response of the entire component adopting the homogeneized
approaches developed in WP3.

meccanica magazine
105

NEWS
meccanica magazine
106
SICUREZZA STRADALE:
DEKRA ITALIA PRESSO DMEC
Lo scorso 18 gennaio 2022,
il laboratorio DRISMI – simulatore
di guida del Politecnico
di Milano co-finanziato
da Regione Lombardia - ha
aperto le porte a DERKA
Italia, azienda leader nei
settori automotive e industriale
per consulenza sulla
sicurezza, test e certificazione
di prodotti e sistemi.
A novembre 2021 DEKRA
GROUP aveva assegnato a
Ferruccio Resta, rettore
del Politecnico di Milano, il
premio “DEKRA Road Safety
Award 2021”.
Grazie al Dott. Toni Purcaro
(Head of Region Central
East Europe & Middle East,
Executive Vice President) e
al Dott. Fabio Dadati (senior
advisor marketing and communication)
per i momenti
di ispirazione condivisi nel
corso del pomeriggio.
--
ROAD SAFETY: DEKRA ITA-
LIA AT DMEC
On January 18th 2022, we
welcomed at DRISMI - the
Driving Simulator of Politecnico
di Milano co-sponsored
by Regione Lombardia -
DEKRA Italia, a leader company
in the Automotive and
Industrial sectors for safety
consultancy, testing and
certification of products and
systems.
In November 2021, DEKRA
Group awarded Ferruccio
Resta, rector of Politecnico
di Milano, with the “DEKRA
Road Safety Award 2021”.
Thanks to dr. Toni Purcaro
(Head of Region Central
East Europe & Middle East,
Executive Vice President)
and dr. Fabio Dadati (senior
advisor, marketing and communication)
for the inspiring
afternoon!
DMEC HA OSPITATO IL XV
CONVEGNO DELL’ASSOCIA-
ZIONE ITALIANA DELLE TEC-
NOLOGIE MANIFATTURIERE
Organizzato dal MeccPolimi,
si è chiuso il 19 gennaio 2022
il XV Convegno dell’Associazione
Italiana delle Tecnologie
Manifatturiere, con più di
200 delegati, 68 relatori, due
keynote speech e due tavole
rotonde.
Il convegno di quest’anno è
stato organizzato con il sostegno
delle aziende sponsor
ATV - Advanced Technology
Valve, Baker Hughes, BIG
KAISER-Europe, BLMGROUP,
Cannon spa, CGTech, Fondazione
UCIMU SISTEMI PER
PRODURRE, Holonix Srl, Kern
Microtechnik GmbH, KYOCE-
RA Global, MCM S.p.A.
--
DMEC HOSTED THE XV CON-
FERENCE OF THE ITALIAN
ASSOCIATION OF MANU-
FACTURING TECHNOLOGIES
Organized by DMEC, the XV
Conference of the Italian Manufacturing
Association was
concluded on January 19th
2022, with the attendance of
more than 200 delegates, 68
speakers, two keynote speeches
and two round tables.
This year’s conference was
organized with the support
of the sponsoring companies
ATV - Advanced Technology
Valve, Baker Hughes, BIG
KAISER-Europe, BLMGROUP,
Cannon spa, CGTech, Fondazione
UCIMU SISTEMI PER
PRODURRE, Holonix Srl, Kern
Microtechnik GmbH, KYOCE-
RA Global, MCM S.p.A.
DMEC TRA I VINCITORI DI
ARGO INNOVATION LAB
Orgogliosi di annunciare che
il Gruppo di Ricerca di Misure
MeccPolimi è tra i vincitori
della competizione Argo Innovation
Lab per progetti di
innovazione sponsorizzato
da Movyon ed Elis Innovation
Hub. La cerimonia di premiazione
dei sei progetti vincitori,
selezionati tra 70 candidati, si
è tenuta lo scorso 17 gennaio
2022 a Milano. Il progetto
MeccPolimi, che verte su approcci
innovativi per la misurazione
degli effetti di carichi
pesanti sui ponti, ha ottenuto
un Grant di 35.000 €.
--
DMEC AMONG THE WINNERS
OF ARGO INNOVATION LAB
Proud to announce that The
Mechanical Measurement
Group of MeccPolimi was
among the winners of the
competition for innovation
projects Argo Innovation Lab,
sponsored by Movyon and Elis
Innovation Hub. The award
ceremony of the 6 winning
projects, out of more than
70 candidates, was held on
January 17th, in Milano. The
MeccPolimi project is related
to new approaches to measure
heavy loads on bridges, and
it was awarded with a 35.000
euro grant
PROF. ANDREA BERNASCONI
È IL NUOVO COORDINATORE
DEL PROGRAMMA PHDMECC
Dal gennaio 2022 il programma
di dottorato in Ingegneria
Meccanica ha un nuovo
coordinatore. Il Prof. Andrea
Bernasconi, docente, ricercatore
afferente alla Sezione
di Costruzione di Macchine e
Veicoli e ex vicecoordinatore,
indirizzerà le attività del
programma fino alla fine del
2024.
__
PROF. ANDREA BERNASCONI
IS THE NEW MECHANICAL
ENGINEERING PHD PRO-
GRAMME COORDINATOR
Since the beginning of 2022,
our DMEC PhD Programme
has got a new coordinator.
Professor Andrea Bernasconi,
researcher of the Machine
and Vehicle Design Research
Line and former vice-coordinator,
will direct the activities
of the programme up to the
end of 2024.

NEWS
DMEC CON ENEA PER IL
PROGETTO SOLARGRID
DMEC collabora al progetto
SOLARGRID (Sistemi sOlari
termodinamici e fotovoLtaici
con Accumulo peR co-Gene-
RazIone e flessibilità Di rete)
sviluppato con il cofinanziamento
dell’Unione europea,
tramite il fondo PON Ricerca
e Innovazione 2014-2020. Il
progetto
prevede lo sviluppo di soluzioni
innovative e migliorative,
in termini di prestazioni
energetiche e competitività
economica, per componenti
e sistemi relativi alle tecnologie
Concentrating Solar
Power (CSP) e Concentrating
PhotoVoltaics (CPV) per
la generazione distribuita di
energia elettrica e termica.
--
DMEC WITH ENEA FOR
THE SOLARGRID PROJECT
DMEC collaborates with the
SOLARGRID project (Thermodynamic
and photovoltaic
solar systems with accumulation
for co-generation and
network flexibility) developed
with the co-financing of
the European Union, through
the PON Research and Innovation
fund 2014-2020.
The project aims to develop
innovative and improved solutions,
in terms of energy
performance and economic
competitiveness, for components
and systems related to
Concentrating Solar Power
(CSP) and Concentrating
PhotoVoltaics (CPV) technologies
for distributed generation
of electrical and thermal
energy
UN NUOVO ERC ASSEGNATO
A DMEC PER IL PROGETTO
LEILA
Siamo orgogliosi di annunciare
che la Prof.ssa Paola
Saccomandi è una dei ricercatori
del Politecnico di Milano
ai quali è stato assegnato
un ERC Proof of Concept
Grants 2022.
Insieme al suo team lavora al
progetto LEILA, il cui obiettivo
è lo sviluppo, la validazione
tecnologica e l’analisi di
mercato di un dispositivo per
l’asportazione laser di tumori
che sia minimamente invasivo,
in grado di controllare in
tempo reale il trattamento
e di assistere il medico nella
selezione dei parametri terapeutici.
--
DMEC WON A NEW ERC WITH
THE LEILA PROJECT
Proud to announce that our
prof.ssa Paola Saccomandi is
one of the five Politecnico di
Milano researchers who won
the ERC Proof of Concept
Grants 2022.
She is working with her team
on LEILA. The objectives of
the project are the development,
technological validation
and market analysis of
a minimally invasive device
for laser removal of tumours
that can control treatment
in real time and assist the
physician in the selection of
therapeutic parameters.
VIA AI TEST DEL PROTOTIPO
e-KIRO
Siamo finalmente arrivati ad
un prodotto pronto per i test
di e-KIRO, un supporto elettromagnetico
minimizzato
per l’aggancio di oggetti di
vita quotidiana per persone
con fragilità a livello della
mano. Il progetto è sostenuto
dal MISE per la valorizzazione
e il trasferimento tecnologico
di idee innovative.
Il team di lavoro composto da
Marta Gandolla, Alessandra
Pedrocchi, Mauro Mancini,
GianMaria Foglia e Costanza
Mariani ha avviato i primi
test. Il progetto vede la collaborazione
del Dipartimento
di Meccanica, di Ingegneria
Biomedica, di Ingegneria Gestionale
e di Energia.
__
e-KIRO: LAUNCHED THE
TESTS OF THE FIRST PRO-
TOTYPE
Finally announcing that we’ve
got an e-KIRO prototype ready
to be tested. E-KIRO is a
minimised electromagnetic
assistant that allows people
with hand-level fragility to interact
with daily-life objects.
The project is sponsored
by MISE to enhance and
promote the technological
transfer of innovative ideas.
Marta Gandolla, Alessandra
Pedrocchi, Mauro Mancini,
GianMaria Foglia and Costanza
Mariani are members of
the project team that started
the tests. DMEC cooperates
on this project with the
Department of Biomedical
Engineering, the Department
of Management, Economics
and Industrial Engineering
and the Department of Energy.
VITAE: DRONI E SCANNER
3D PER LA RICOSTRUZIONE
DEI RESTI ARCHEOLOGICI
Durante la missione dello
scorso marzo 2022 del
progetto VITAE, sono state
condotte dallo staff DMEC
molte attività di ispezione
presso il sito archeologico
eritreo di Adulis e la
moschea Sahaba in Massawa.
I settori 2, 3 e 6 del
sito Adulis, insieme al muro
di recente scoperta delle
mura nel settore 8, sono
stati interamente scansionati
usando uno scanner 3D,
coprendo una superficie di
circa 1500 metri quadrati.
--
VITAE: DRONES AND 3D
SCANNERS TO RECON-
STRUCT ARCHEOLOGICAL
DISCOVERIES
On March 2022, during
the mission of the VITAE
project, several survey
activities were carried out
by the staff of DMEC in the
Eritrean archaeological site
of Adulis and at the Sahaba
mosque in Massawa. The
Adulis site sectors 2, 3 and
6, as well as newly discovered
walls in sector 8, were
completely scanned using
a handheld 3D scanner, for a
total of roughly 1500 square
meters.
meccanica magazine
107

NEWS
meccanica magazine
108
GIFT VINCE I 2021 #BEIN-
CLUSIVE EU SPORT AWARDS
Congratulazioni al team
del progetto GIFT per la
prima posizione raggiunta
nella categoria Breaking
Barriers dell’edizione 2021
dei #BeInclusive EU Sport
Awards, competizione promossa
dalla Commissione
Europea per premiare le organizzazioni
che nello svolgere
il loro lavoro fanno leva
sulla potenza dello sport
per migliorare l’inclusività
sociale dei gruppi svantaggiati.
Le attività del progetto GIFT
si sono svolte pressi il laboratorio
E4SPORT, uno dei
laboratori DMEC. Il Dipartimento
di Meccanica, grazie
ai suoi laboratori, si è visto
impegnato nella valutazione
meccanica del nuovo modello
di protesi.
__
GIFT WINS THE 2021 #BEIN-
CLUSIVE EU SPORT AWARDS
Congratulations to the team
of GIFT project for raking
first in the “Breaking barriers”
category in the 2021 #BeInclusive
EU Sport Awards, the
competition promoted by the
European Commission to celebrate
organisations whose
work uses the power of sport
to improve social inclusion
for disadvantaged groups.
GIFT project was carried out
at E4SPORT Lab, one of our
DMEC labs. The Department
of Mechanical Engineering,
thanks to its labs, was involved
in the mechanical evaluation
of the new orthosis
models.
L’OPERA EPI- GENESI
DELL’ARTISTA JONATHAN
GUAITAMACCHI ARRICCHI-
SCE LA COLLEZIONE D’ARTE
DEL POLITECNICO DI MILA-
NO
Artista profondamente legato
alla Bovisa, e primo
ospite del progetto Cultura
Meccanica, Jonathan Guaitamacchi,
dopo la mostra
“Bovisa from ‘97 to ‘17” allestita
nel Dipartimento di
Meccanica, ha realizzato e
donato allo stesso un’imponente
opera che avrà
collocazione permanete dal
titolo Epi-Genesi. Collocata
negli spazi di DMEC Epi-Genesi
sarà liberamente fruibile
nei normali orari d’apertura
dell’università.
--
THE EPI-GENESIS ARTWORK
BY THE ARTIST JONATHAN
GUAITAMACCHI ENRICHES
THE ART COLLECTION OF
POLITECNICO DI MILANO
Jonathan Guaitamacchi, an
artist deeply connected with
Bovisa and the first protagonist
of the Cultura Meccanica
project, following the
art exhibition “Bovisa from
‘97 to ‘17” organised at the
Department of Mechanical
Engineering, designed and
donated a new majestic artwork
entitled Epi-Genesis
that will be here permanently
showcased. Located in our
buildings, Epi-Genesis will be
accessible during University
working hours.
LA TECNOLOGIA DYNAMIS
PRC AVANZA: PRESENTATO
IL PRIMO PROTOTIPO A GUI-
DA AUTONOMA
Presentato lo scorso 30 giugno
il nuovo prototipo del
team Dynamis PRC del Dipartimento
di Meccanica: DP13
autonoma. La nuova sfida del
team è stata creare una macchina
elettrica, superando
l’ottimo successo raggiunto
nella stagione precedente,
che fosse anche a guida autonoma.
I responsabili del
team hanno illustrato agli
ospiti il processo di realizzazione
e quelle che saranno le
tappe della stagione 2022.
In bocca al lupo, ragazzi!
__
DYNAMIS PRC TECHNOLOGY
IMPROVES, PRESENTED THE
FIRST SELF-DRIVING PRO-
TOTYPE
Last June 30th, 2022, DYNA-
MIS PRC, a racing team of the
Department of Mechanical
Engineering, presented its
latest prototype: DP13 autonomous.
The new challenge
for the team was to build a
full-electric car, improving
what they brilliantly achieved
during the past season,
which was also self-driving.
Each area manager explained
to our guests how the
car was assembled and presented
the rounds of the
upcoming season.
Best of luck to our students!
DOTTORANDO DELLA SE-
ZIONE DI MISURE PREMIATO
ALLA CONFERENZA INTER-
NAZIONALE IEEE MEMEA
2020
La conferenza IEEE International
Symposium on Medical
Measurements and Applications
ha pluripremiato
il Team del Laboratorio di
Misure per Applicazioni Biomedicali
(LAMBDA Lab) del
Dipartimento di Meccanica
del Politecnico di Milano. Il
dottorando Leonardo Bianchi
ha ricevuto due riconoscimenti:
un travel Grant
ed il Best Student Paper
Award, per il lavoro sul tema
della misura delle proprietà
termiche di tessuti biologici
e fantocci in funzione della
temperatura. Il lavoro di
ricerca è realizzato nell’ambito
del progetto ERC LA-
SER OPTIMAL nel quale sta
svolgendo il suo dottorato
di ricerca, con il supporto di
Fondazione Cariplo.
Congratulazioni Leonardo!
PHD STUDENT OF THE MEA-
SUREMENT RESEARCH LINE
AWARDED AT THE INTERNA-
TIONAL IEEE MEMEA 2020
At the IEEE International
Symposium on Medical Measurements
and Applications
Conference, the DMEC team
of the LAMBDA Lab (Laboratory
of Measurements for
Biomedical Applications) of
Politecnico di Milano received
multiple awards.
Our PhD student Leonardo
Bianchi won a travel Grant
and the Best Student Paper
Award, both thanks to his
work regarding the measurement
of thermal properties
of biological tissues and
tissue-mimicking phantom
as function of temperature.
The research activities are
carried out in the framework
of the ERC LASER OPTIMAL
project, which makes the
topic of its doctoral studies,
and it is also supported by
Fondazione Cariplo.
Congrats, Leonardo!

NEWS
MARIE SKŁODOWSKA-CURIE
ACTIONS (MSCA) DOCTORAL
NETWORK: APPROVATO IL
PROGETTO “IN-NOVA”
L’Agenzia Europea esecutiva
per la ricerca ha firmato
l’accordo di finanziamento
del progetto “IN-NOVA”, per
la riduzione attiva del rumore
trasmesso a e da recinzioni
attraverso strutture a incapsulamento.
Il Consorzio,
coordinato dal prof. Marek
Pawelczyk (Silesian University
of Technology), comprenderà
il prof. Hamid Reza
Karimi e il prof. Francesco
Ripamonti del Dipartimento
di Meccanica. L’obiettivo generale
di IN-NOVA è quello di
fornire una formazione di alto
livello per 10 dottorandi (DC) e
3 finanziati dal Regno Unito,
in un’ampia varietà di tecnologie
di controllo del rumore
all’avanguardia. I DC beneficeranno
di un programma di
formazione unico sulle competenze
trasversali che darà
il via alle loro carriere come
professionisti altamente occupabili
__
MARIE SKŁODOWSKA-CURIE
ACTIONS (MSCA) DOCTORAL
NETWORKS: APPROVED THE
PROJECT “IN-NOVA”
The European Research Executive
Agency (REA) signed
the Grant agreement of the
project “IN-NOVA”, for the
active reduction of noise
transmitted into and from
enclosures through encapsulated
structures. The Consortium,
coordinated by prof.
Marek Pawelczyk (Silesian
University of Technology),
will include prof. Hamid Reza
Karimi and prof. Francesco
Ripamonti from our DMEC.
The overarching aim of
IN-NOVA is to provide a
top-level training for 10 Doctoral
Candidates (DC) - MSCA
Fellows plus 3 DCs funded
by UK, in a wide variety of
cutting-edge noise control
technologies. The DCs
will benefit from a unique
soft-skills training programme
that will kick-start their
careers as highly employable
professionals.
OTTIMO DEBUTTO PER PHY-
SIS ALLA MONACO ENERGY
BOAT CHALLENGE
Dal 4 al 9 Luglio 2022 il team
@Physis PEB ha partecipato
alla competizione Monaco
Energy Boat Challenge,
ospitato dallo Yacht Club di
Monaco. Congratulazioni agli
studenti – più di 70 – membri
del team e un sentito grazie
ai Professori e dei laboratori
del Politecnico di Milano
(DMEC; DENG) e agli sponsor
per il supporto offerto al neonato
team.
--
GOOD DEBUT OF PHYSIS PEB
AT THE MONACO ENERGY
BOAT CHALLENGE
Between July 4th and 9th
Physis PEB team competed
at the Monaco Energy Boat
Challenge, hosted by Yacht
Club de Monaco. Many compliments
to the over 70 students
that were involved in
the Team, thanks to all DMEC
and DENG Polimi professors
and Labs that supported the
Team and thanks also to all
Sponsors of the Team.
ALUMNI MECHANICAL FO-
RUM 2022: GENERAZIONI A
CONFRONTO ALLA RI-SCO-
PERTA DI BOVISA
Porte aperte al Dipartimento
di Meccanica lo scorso 25
maggio per accogliere i nostri
ex studenti in occasione
del primo Alumni Mechanical
Forum. Una giornata
dedicata alla scoperta e alla
ri-scoperta del campus La
Masa, con i suoi spazi e i suoi
laboratori, che si è conclusa
con la condivisione di idee e
visioni in merito a didattica,
ricerca, lavoro e territorio.
Ringraziamo Rosalba Reggio,
giornalista Sole24ore,
per aver moderato l’evento e
il Rettore Ferruccio Resta, il
direttore Marco Bocciolone,
Lucia Chierchia e Marco Fainiello,
membri dell’Advisory
Board.
Grazie anche a tutti coloro
che hanno partecipato all’evento.
--
ALUMNI MECHANICAL FO-
RUM 2022: DIFFERENT
GENERATIONS TOGHETER
RE-DISCOVERING BOVISA
The Department of Mechanical
Engineering welcomed its
former students on May 25th
on the occasion of the first
Alumni Mechanical Forum.
An entire day dedicated to discovering
and re-discovering
the La Masa campus, with its
spaces and labs. The event
ended with a round table
where ideas and visions got
shared concerning teaching
and research activities, jobs
and local reality. Thanks to
Rosalba Reggio, sole24ore
reporter, for hosting the
event and the Rector Ferruccio
Resta, the Head of the
Department MarcoBocciolone,
Lucia Chierchia and Marco
Fainiello, advisory board
members.
FORZA DYNAMIS PRC! IL
TEAM PORTA A CASA DUE
SECONDI POSTI NELLA CA-
TEGORIA A GUIDA AUTONO-
MA.
Dynamis PRC centra ancora
il bersaglio! Il team
studentesco del Politecnico
di Milano ha vinto
due medaglie d’argento in
due delle più prestigiose
e importanti competizioni
di Formula Student. Sia a
Budapest (Ungheria) sia ad
Hockenheim (Germania), il
team ha gareggiato per la
Driverless Cup raggiungendo
un grandioso secondo
posto nella classifica generale.
Nonostante l’incapacità
di portare a termine i test
al fine di rimanere competitivi
anche per la Electric
Cup, il team ha dimostrato
grande resilienza confermandosi
uno dei migliori al
mondo. Un ringraziamento
speciale ai Professori e agli
sponsor che hanno supportato
e creduto nei nostri
studenti e nel loro progetto.
Bravi ragazzi! Un grandissimo
in bocca al lupo per
quello che verrà!
GO DYNAMIS PRC! THE TEAM
RANKED SECOND IN THE
AUTONOMOUS CATEGORY.
Dynamis PRC scores again!
The Politecnico di Milano
student team won the silver
medal in two of the most
important and prestigious
international Formula student
competitions. Both
in Budapest (Hungary) and
Hockenheim (Germany), the
team competed in the Driverless
Cup and won two
spectacular second places
overall. Even though unable
to complete the tests to be
competitive in the Electric
Cup, our team proved resilient
and one of the best
in the world. Thanks to all
Professors and sponsors
who believed in and supported
our students and their
project.
Well done, Dynamis! Best of
luck with what is yet to come!
meccanica magazine
109

NEWS
meccanica magazine
110
GRANDE SUCCESSO PER IL
FESTIVAL DELL’INGEGNERIA
2022
Sono state oltre 9.000 le
presenze registrate il 9-10-11
settembre al campus Bovisa
in occasione delle seconda
edizione del Festival dell’Ingegneria.
Un weekend denso
di appuntamenti per tutti
i gusti e per tutte le età. Il
Dipartimento di Meccanica
ha ospitato circa 1.700 visitatori
che hanno partecipato
alle visite dei laboratori, alle
attività per bambini Polimi4Kids
e all’esposizione
della strumentazione storica
organizzata in collaborazione
con il servizio Archivi Storici
di Ateneo.
Grazie a docenti, ricercatori
e dottorandi per aver accolto
gli ospiti con professionaità
ed entusiasmo e grazie a tutti
coloro che hanno deciso di
venire a conoscere il mondo
dell’ingegneria Meccanica.
--
FESTIVAL DELL’INGEGNE-
RIA 2022: A SUCCESSFUL
EVENT!
More than 9.000 people visited
our Bovisa Campus on
the 9th - 10th - 11th of September
during the second
edition of Festival dell’Ingegneria.
A whole weekend full
of events of all kinds and for
all ages. The Department of
Mechanical Engineering hosted
more than 1.700 visitors
who joined the guided tour
of our Labs, the Polimi4Kids
activities for children and the
exhibition of historical scientific
instruments organised
in collaboration with Archivi
Storici – University Area.
Thanks to all Professors, Researchers
and PhD students
who welcomed our visitors
professionally and with enthusiasm
and to our guests
who decided to learn more
about mechanical engineering.
DMEC COLLABORA CON IL
FAI PER LE GIORNATE D’AU-
TUNNO
In occasione delle Giornate
FAI d’autunno, tenutesi 15 e
16 ottobre scorso, il Dipartimento
di Meccanica ha aperto
le porte dei suoi edifici per
condividere con volontari,
socie e appassionati il patrimonio
artistico culturale
in esposizione presso i suoi
edifici.
Gli oltre 1000 visitatori hanno
potuto ammirare opere di
vario genere: le sculture di
Gio Pomodoro e di Lucio Del
Pezzo insieme al polittico di
Johnatan Guaitamacchi. La
passeggiata nel campus prevedeva
una visita anche alla
Gallaeria del Vento e al Dipartimento
di Energia.
Un’esperienza indimenticabile,
ricca di cultura e racconti!
Grazie a tutti i partecipanti
e ai volontari per aver reso
queste giornate speciali!
--
DMEC TOGETHER WITH FAI
FOR THE AUTUMN DAYS
On FAI’s Autumn Days, which
occurred on October 15th
and 16th, the Department
of Mechanical Engineering
welcomed in its buildings FAI
volunteers, members and enthusiasts
to share with them
its artistic and cultural heritage
here exhibited.
All 1000 visitors had the
chance to admire different
artworks: sculptures by Gio
Pomodoro and Lucio Del Pezzo
as well as a polyptych by
Johnatan Guaitamacchi. The
tour inside the campus also
included visiting the Wind
Tunnel and the Department
of Energy.
An unforgettable experience,
full of culture and stories!
Thanks to all participants and
volunteers for making these
days very special!
GIORGIA LUPI VINCE IL PRE-
MIO ALBERTO BARATÈ
La nostra dottoranda Giorgia
Lupi ha vinto il premio di laurea
Alberto Baratè finanziato
dal Rotary Club Lomellina per
la sua tesi “Effects of powder
oxidation and different build
orientations on microstructure
and mechanical properties
of additively manufactured
AlSi10Mg alloy”. Il lavoro è
stato supervisionato dal Prof.
Riccardo Casati ed è stato
eseguito nel contesto del
progetto upscaling SAMOA
finanziato da EIT Raw Materials.
Il premio era diretto a laureati
magistrali della Scuola di Ingegneria
Industriale e dell’Informazione
del Politecnico
di Milano. Requisito di partecipazione
una tesi sul tema
dell’alluminio e le sue leghe.
La cerimonia di premiazione
si è tenuta presso il Rotary
Club Lomellina alla presenza
del comitato di valutazione.
Un ringraziamento particolare
va a Niccolò Rampini Baratè,
CEO di “Baratè S.p.A.”
GIORGIA LUPI WINS THE AL-
BERTO BARATÈ GRADUATION
PRIZE
Our PhD student Giorgia Lupi
won the Alberto Baratè” graduation
prize sponsored by
Rotary Club Lomellina with her
thesis on “Effects of powder
oxidation and different build
orientations on microstructure
and mechanical properties of
additively manufactured Al-
Si10Mg alloy”. The thesis was
supervised by Prof. Riccardo
Casati and it was performed in
the framework of the SAMOA
upscaling project funded by
EIT Raw Materials
The prize was intended for
students graduated in the
School of Industrial and Information
Engineering of Politecnico
di Milano. The requirement
for the candidate was to
have written a Master’s Thesis
on aluminium and its alloys.
The ceremony was hosted by
Rotary Club Lomellina with
the presence of the Evaluation
Committee. A special thanks
to Niccolò Rampini Baratè,
CEO of “Baratè S.p.A.”.
POLISOCIAL AWARD 2022:
DUE PROGETTI DMEC TRA I
VINCITORI
I-FERME | Intelligent inFrastructure
dEsign foR a Multifunctional
Efficient farm
(Project Manager: Gisella
Tomasini, Responsabile
Scientifico: Francesco Castelli
Dezza, DMEC)
Un progetto per migliorare
l’efficienza delle fattorie
multifunzionali nella Repubblica
Democratica del
Congo e nell’Africa subsahariana,
attraverso nuovi
strumenti di progettazione
di infrastrutture stradali
e di supporto alla lavorazione
e conservazione
degli alimenti, ottimizzate
su risorse e necessità
locali e rese disponibili
alle comunità coinvolte.
POLISOCIAL AWARD 2022:
TWO DMEC PROJECTS
AMONG THE WINNERS
I-FERME | Intelligent inFrastructure
dEsign foR a Multifunctional
Efficient farm
(Project Manager: Gisella Tomasini,
Scientific Director:
Francesco Castelli Dezza,
DMEC)
This project aims to improve
the efficiency of multifunctional
farms in Democratic
Republic of Congo and
Subsaharan Africa through
new simplified design tools
for road infrastructures and
support systems for food
processing and preservation,
will be optimized on local resources
and made available
to local people.

NEWS
POLISOCIAL AWARD 2022:
DUE PROGETTI DMEC TRA I
VINCITORI
PRESTO | PReventive and
ecologic Engineering Strategies
for fragile bones:
Towards green healthcare
Objectives (Project Manager:
Federica Buccino
Responsabile Scientifico:
Laura Vergani, DMEC)
Contenere l’infragilimento
osseo puntando su trattamenti
preventivi e approcci
mini-invasivi ecosostenibili:
è questo l’obiettivo del
progetto che vuole sperimentare
una strategia per
ridurre l’impatto sociale
delle lunghe ospedalizzazioni
e l’impronta ecologica
del settore sanitario lombardo.
POLISOCIAL AWARD 2022:
TWO DMEC PROJECTS
AMONG THE WINNERS
PRESTO | PReventive and
ecologic Engineering Strategies
for fragile bones:
Towards green healthcare
Objectives (Project Manager:
Federica Buccino, Scientific
Director: Laura Vergani,
DMEC)
Limit bone weakening by
relying on preventive medicine
and minimally-invasive
sustainable approaches:
this is the objective of this
project, willing to test a
strategy to reduce the social
impact of long-term hospitalisations
and the ecological
impact of the healthcare system
in Lombardy.
METALLURGIA DEGLI AC-
CIAI: PRESENTAZIONE TER-
ZO VOLUME
Oltre 450 i partecipanti all’evento
di presentazione del
volume “Metallurgia degli
Acciai – Parte seconda” tenutosi
al Politecnico di Milano lo
scorso 21 ottobre 2022.
Gli autori, Marco Boniardi
e Andrea Casaroli, hanno
presentato un volume frutto
della già testata sinergia con
TRAFILIX - divisione produttiva
del Gruppo LUCEFIN,
realtà industriale bresciana
leader e punto di riferimento
nella produzione e nella distribuzione
degli acciai.
Il volume è disponibile gratuitamente
in formato digitale
su richiesta all’indirizzo
marketing@lucefin.com
__
STEEL METALLURGY: PRE-
SENTED THE THIRD VOLUME
More than 450 participants
joined the presentation
event of the book “ Metallurgia
degli Acciai – Parte seconda”
held at Politecnico di
Milano on October 21st, 2022.
The authors, Marco Boniardi
and Andrea Casaroli,
described this book being
the result of a well-rounded
collaboration with TRAFILIX
– the production division of
LUCEFIN Group, a company
from Brescia and leading reference
for steel production
and distribution.
The digital version of the
book is available for free by
sending an e-mail at
marketing@lucefin.com
CRESCE IL NUMERO DEI
DOTTORANDI DMEC
40 nuovi ingressi a novembre
e altri 10 a dicembre: si conclude
con 50 nuovi dottorandi
il numero di ingressi del 38°
ciclo. Il Dipartimento di Meccanica
registra così un numero
di dottorandi attivi pari
a 243 entro dicembre 2022,
con un incremento del 21,5%
rispetto allo scorso anno anche
grazie ai finanziamenti
ricevuti tramite PNRR.
Benvenuti a tutti e in bocca al
lupo per questo nuovo inizio!
--
THE NUMBER OF DMEC PHD
STUDENTS GROWS
40 new PhD students started
last November and 10 others
will start their PhD next month:
the 38th cycle closes
with +50 new PhD students.
The number of active PhD
students at the Department
of Mechanical Engineering
will reach 243 by December
2022, with a 21,5% growth
compared to last year, also
thanks to the funding received
via the National Recovery
and Resilience Plan.
Welcome everybody and
good luck! It is a new beginning.
MILANO DIGITAL WEEK:
GRANDE
AFFLUEN-
ZA AGLI EVENTI POLIMI
Studenti, docenti, dirigenti
scolastici e Alumni hanno
preso parte agli eventi organizzati
dal Dipartimento di
Meccanica in occasione della
Milano Digital Week. L’obiettivo
era quello di mostrare
l’avanzamento della ricerca
per la simulazione e per le applicazioni
didattiche dell’ eXtended
Reality (XR). Oltre alle
visite guidate e alla conferenza,
alcuni partecipanti hanno
avuto modo di indossare un
visore e di provare in prima
persona una o più esperienze
immersive
Grazie a Gaetano Cascini,-
Giandomenico Caruso,Susanna
Sancassani, Andrea
Gaelazzi, Federico Morosi,
Cecilia Maria Bolognesi, Paolo
Boffi e ai colleghi del Driving
Simulator del Politecnico di
Milano per aver organizzato
questi interessanti eventi e ai
partecipanti per aver portato
il loro entusiasmo.
MILANO DIGITAL WEEK:
GREAT SUCCESS FOR POLIMI
EVENTS
Around 800 people joined the
events organized by Politecnico
di Milano on the occasion
of Milano Digital Week.
Students, teachers, school
principals and Alumni are
among the participants of
the events organized by the
Department of Mechanical
Engineering. The objective
was to show the state-of-theart
research for simulation
and teaching applications of
eXtended Reality (XR). Along
with the guided tours and the
conference, some participants
also had the opportunity to
wear a VR headset and try one
or more immersive experiences.
Thanks to Gaetano Cascini,Giandomenico
Caruso,-
Susanna Sancassani, Andrea
Gaelazzi, Federico Morosi,
Cecilia Maria Bolognesi, Paolo
Boffi and to our colleagues of
the Driving Simulator of Politecnico
di Milano for organizing
such interesting events
and to everyone who enthusiastically
took part in them.
meccanica magazine
111

La Terza Missione del
Dipartimento di Meccanica:
promuovere la “Cultura
Meccanica”
Le missioni fondanti le università sono didattica e ricerca; nel
1963 Clark Kerr, rettore dell’Università della California, durante una
lezione ad Harvard coniò il termine “Multiversity” intendendo con
quel termine una comunità universitaria in grado di valorizzare e
incidere sull’ecosistema (società, imprese,…) in cui opera e sappia
rispondere alle mutevoli esigenze culturali ed economiche senza
perdere un’ampia visione di futuro. La sostituzione di “multi” ad
“uni” era intesa come una rottura con il passato e con le tradizioni
accademiche. In Europa l’analogo concetto venne denominato
“Terza Missione”, intendendo - in forma ampia - tutti i servizi offerti
dall’accademia alla società e promuovendo un’università aperta al
territorio e ai cittadini (public engagement).
Cultura Meccanica ne è un esempio concreto: con azioni che
mirano a stimolare e creare relazioni con soggetti e gruppi sociali
esterni all’università, il progetto nato dalla volontà del Direttore
del Dipartimento di Meccanica, prof. Marco Bocciolone, in
collaborazione con Francesca Brambilla, promuove in modo altro
la ricerca del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del Politecnico
di Milano attraverso mostre, performance e concerti “meccanici”.
Il palcoscenico di questi eventi è stato sino ad ora il Laboratorio
Prove Grandi Infrastrutture del Dipartimento di Meccanica, (campus
Bovisa) ma il desiderata è andare oltre: portare Cultura Meccanica
anche nelle aziende, nei giardini, nelle associazioni e ovunque porti
il vento che per altro a Meccanica si studia e si misura.
The grounding missions of the University are to teach and to do
research. In 1963, Clark Kerr, rector of the University of California,
during one lecture at Harvard, coined the term “Multiversity”. This
word referred to a university community able to enhance and affect
the surrounding ecosystem (society, companies, etc.) and respond to
its evolving economic and cultural needs, remaining focused on the
future. Changing “Uni” with “Multi” marked the breaking point with the
past and academic traditions. In Europe, we refer to this concept as
Third Mission, including – in a broader sense – all services offered by
the institution to the society and promoting a University open to the
territory and locals (public engagement).
Cultura Meccanica is a practical example aiming with its actions to
stimulate and create relationships with external people or groups.
The project, wanted by Prof. Marco Bocciolone, at the time head
of the Department, and produced in collaboration con Francesca
Brambilla, promotes the research carried out at the Department in an
unconventional way through “mechanical” exhibitions, performances
and concerts. Until today the Railway Engineering Lab has been the
stage of these events. However, the hope is for Cultura Meccanica
to expand and stage future events in companies, public gardens,
associations, or everywhere the wind - precisely the wind that
mechanical engineers at Polimi study and measure - blows.
Da articolo pubblicato su Forbes.it “cos’è il progetto Cultura Meccanica
presentato dal Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano”

Epi-Genesi
Il 25 maggio 2022, si è tenuta la cerimonia di donazione del polittico
di grandi dimensioni Epi-Genesi dell’artista Jonathan Guaitamacchi
al Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano.
Artista profondamente legato alla Bovisa, Jonathan Guaitamacchi,
partendo da vecchi scatti fotografici realizzati dall’autore negli
impianti dismessi, è riuscito ad attualizzare i movimenti meccanici
che sono nella memoria delle immagini e delle industrie. In
occasione della serata inaugurale, si è tenuta la performance video
“Light drawings - il cielo sopra Bovisa”, di Jonathan Guitamacchi con
suoni del maestro Giorgio Li Calzi.
L’esposizione permanente dell’opera Epi-genesi, patrocinata
dal Municipio 9 del Comune di Milano, è collocata negli spazi del
Dipartimento di Meccanica (edificio B23) all’interno del Campus di
Via La Masa ed è liberamente fruibile nei normali orari d’apertura
dell’università.
On the 25th of May 2022, at the Department of Mechanical
Engineering of Politecnico di Milano occurred the donation ceremony
of the majestic polyptych Epi-Genesis by the artist Jonathan
Guaitamacchi.
Johantan Guaitamacchi, an artist deeply connected to Bovisa,
starting from old pictures taken by him of abandoned industrial
plants, succeeded in modernising mechanical movements as part
of the memory of those images and factories. During the inaugural
event, our guests watched the performance entitled “Light drawings
- the sky over Bovisa” by Jonathan Guaitamacchi with the sounds of
the musician Giorgio Li Calzi.
The permanent exhibition of the Epi-Genesis artwork, with the
patronage of Municipio 9 of Comune di Milano, is hosted by the
Department (Building B23) located in the La Masa Campus and free
to visits during daily University opening hours.

Continuo Presente
Quattro danzatrici contemporanee abitano, con la potenza del loro
corpo, interi mondi diventati città e pianeti dai cieli rosso ciliegia;
luoghi immaginifici e tempi sospesi “rubati” dall’installazione visiva
e sonora “Across the Universe into a Paper Cup” realizzata per la
facciata del Teatro India di Roma nel contesto di IF /Invasioni (dal)
Futuro, progetto multidisciplinare dedicato alla fantascienza.
Storie per immagini che rimandano a un universo ispirato dai
racconti di Ballard: fiori canori e perturbanti donne-insetto, cittàcondominio
claustrofobiche o sconfinate città-tempo, mondi
abitati da un creaturale metamorfico e vertigini galattiche del
“tempo profondo”. Ogni storia – distesa nello spazio e nel suo essere
‘corpo sonoro’ – è ‘immersa’ in un sistema di stratificazione musicale
per sfociare nell’elettronica della più interessante produzione
contemporanea.
Four contemporary dancers inhabit, with the power of their bodies,
entire worlds turned into cities and planets of cherry red skies; a
world of imaginary places and suspended times “stolen” from the
visual and sound installation entitled Across the Universe into a
Paper Cup, created for the facade of Teatro India in Rome during
IF/Invasion from the Future, a multidisciplinary project dedicated
to science fiction. Stories narrated through images invoking a
Universe inspired by Ballard’s stories: singing flowers and disrupting
bug women, claustrophobic cities inside apartment buildings or
boundless time-space cities, worlds inhabited by a metamorphic
creature and galactic dizziness due to unlimited time. Each story -
expanded in space and as a sounding element - dives into a system of
layers of sounds flowing into the electronics of the most interesting
contemporary production.
Video: Across the Universe into a Paper Cup ideazione e realizzazione
Alessandro Ferroni e Maddalena Parise / lacasadargilla
Danzatrici: Michela Amabili, Roberta Di Serio, Eleonora Serpente,
Gaia Turturo, scuola professionale Artichoke – Milano
Coreografo: Simone Magnani
Video: Across the Universe into a Paper Cup mastered and produced
by Alessandro Ferroni & Maddalena Parise / lacasadargilla
Dancers: Michela Amabili, Roberta Di Serio, Eleonora Serpente, Gaia
Turturo, Professional Dance School Artichoke – Milano
Choreographer: Simone Magnani

ultimo evento
Qualche giorno prima della vigilia di Natale, il 21 dicembre del 2022,
l’ex direttore Prof. Marco Bocciolone, ha “vestito i panni del signor
Drosselmeyer” e dato vita allo Schiaccianoci Meccanico; ultimo atto
del progetto Cultura Meccanica per il mandato 2017-2022.
Rivisitato in forma ridotta, il celebre balletto ispirato al racconto
Schiaccianoci e il re dei topi di Ernst Theodor Amadeus Hoffmann
con musiche di Pëtr Il’ič Čajkovskij è stato interpretato da 4
ballerini della scuola Artichoke Formazione superiore di danza
contemporanea e dal professionista Umberto Jesi nei panni dello
Schiaccianoci.
A few days before Christmas Eve, on the 22nd of December 2022, the
former Head of the Department, Prof. Marco Bocciolone, became
Mr Drosselmeyer for the night and brought to life the Mechanical
Nutcracker, the last Cultura Meccanica event for the 2017-2022 term.
A readapted to a shorter version of the notable ballet inspired by
the famous The Nutcracker and the Mouse King, a story by E.T.A.
Hoffmann and music by Pëtr Il’ič Čajkovskij, was interpreted by
four dancers of the ‘Artichoke Formazione superiore di danza
contemporanea’ dance school and by a professional dancer Umberto
Jesi playing the Nutcracker.
The Mechanical Ultimo Nutcracker evento
Con la coreografia di Simone Magnani e le musiche inedite di
Marco Fazio, il balletto ha avuto luogo nell’atrio dell’edificio B23 in
occasione della festa di fine anno. Frutto di un lavoro di squadra, il
lato meccanico di uno dei balletti più classici della storia della danza,
è emerso dall’interpretazione contemporanea dei ballerini e dai
suoni rivisitati in chiave elettronica. Come una sorta di performance
partecipata lo spettacolo si è concluso con un valzer a cui ha
partecipato anche il pubblico.
With the choreography by Simone Magnani and original music
by Marco Fazio, the performance of the ballet took place in the
entrance hall of Building B23 during the annual Christmas party.
The teamwork, as a result, brought to light the mechanical aspect
of one of the most famous classical ballets in dance history thanks
to the interpretation of the contemporary dancers and an electronic
version of the music. The show ended with a waltz performance in
which the audience danced with and along with the performers.

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meccanica magazine
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Strumentazioni DMEC
PROVA INSTRON
E10000 ELECTROPULS
BANCO PROVA
ASSILI
SISTEMA INTENSO
PROVE MATERIALI
DRISMI SIMULATORE
DI GUIDA
COLD SPRAY
CENIT2
DEBEN PER
MICRO-CAMPIONI
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118
VIBRU
MICRO-COMPRES-
SIONE
BANCO PROVA
CUSCINETTI
AD ALTO CARICO
BANCO PROVA
CUSCINETTI OIL FILM
BANCO PROVA
CARRELLI
PULSATORE
MECCANICO DI
RISONANZA
SCHENCK
LABORATORIO DI
AZIONAMENTI
ELETTRICI
BANCO PROVA
STRISCIANTI
LABORATORIO
‘CAMPATA FUNI’
LABORATORIO SOUND
AND VIBRATION
LAB METALLURGIA DI
PROCESSO E ANALISI
DEI MATERIALI
LAB MICROSCOPIA
ELETTRONICA A
SCANSIONE
LAB DIFFRAZIONE
DI RAGGI X
LASER POWDER
BED FUSION (LPBF)
E BINDER JETTING

BANCO DINAMICO
PANTOGRAFI
PoliMill
SISTEMI APERTI PER
LA PRODUZIONE
ADDITIVA
WJ_LAB WATERJET
LABORATORY
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MI_CROLAB
WAAM - WIRE AND ARC
ADDITIVE
MANUFACTURING
REALTÀ AUMENTATA
PROIETTATA
REALTÀ VIRTUALE &
AUMENTATA
REVERSE
ENGINEERING
119
MANIFATTURA
ADDITIVA BASATA SU
ESTRUSIONE DI
MATERIALE
LAB METROLOGIA
GEOMETRICA
INDUSTRIALE
PROVA BIASSIALE
PER GIUNTI
FERROVIARI ISOLATI
INCOLLATI
STAMPA 3D
POLIMERICA
LASER PER LA
MOBILITÀ ELETTRICA
CELLA DI
MICROLAVORAZIONI
LASER
DIGITAL TWIN LAB
SCIENZE
NEUROCOGNITIVE
PER LA
PROGETTAZIONE
ELECTRON BEAM
MELTING - EBM
LAB PER LE ANALISI
DELLE POLVERI
3DNT LLA150 SISTEMA
FLESSIBILE PER LA
FUSIONE A LETTO DI
POLVERE CON LASER
BLM ADDITUBE
SISTEMA DI
DEPOSIZIONE
DIRETTA ROBOTIZZATA
BLM ADIGE LC5
MACCHINA DI TAGLIO
LASER COMBINATA
BLM ALFETTA - CELLA
DI SALDATURA
ROBOTIZZATA

DMEC Equipment
INSTRON E10000
TESTING MACHINE
FULL-SCALE AXLE
FATIGUE TEST
BENCH
INTENSO SYSTEM
MATERIAL TESTING
LABORATORY
DRISMI DRIVING
SIMULATOR
COLD SPRAY
CENIT2
DEBEN
MICRO-SAMPLES
TESTING MACHINE
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120
VIBRU
MICRO-COMPRESSION
DEVICE
HIGH LOAD BEARING
TEST BENCH
OIL-FILM BEARING
TEST BENCH
BOGIE FRAME
TEST-RIG
SCHENCK
MECHANICAL
RESONANCE
PULSATOR
ELECTRIC DRIVES
LABORATORY
CURRENT
COLLECTION TEST
BENCH
“CABLE DYNAMICS”
LABORATORY
SOUND AND
VIBRATION
LABORATORY
PROCESS
METALLURGY
AND MATERIAL
ANALYSIS LAB
SCANNING
ELECTRON
MICROSCOPY LAB
X-RAY
DIFFRACTION LAB
LASER POWDER
BED FUSION (LPBF)
E BINDER JETTING

PANTOGRAPH
DYNAMIC
TEST-RIG
PoliMill
OPEN ADDITIVE
MANUFACTURING
SYSTEMS
WJ_LAB WATERJET
LABORATORY
meccanica magazine
EXTRUSION BASED
ADDITIVE
MANUFACTURING
WAAM - WIRE AND ARC
ADDITIVE
MANUFACTURING
SPATIAL AUGMENTED
REALITY
AUGMENTED AND
VIRTUAL REALITY
REVERSE
ENGINEERING
121
MI_CROLAB
INDUSTRIAL
GEOMETRICAL
METROLOGY LAB
BIAXIAL TESTER FOR
RAILWAY INSULATED
JOINTS
POLYMERS ADDITIVE
MANUFACTURING
LASERS FOR
E-MOBILITY
LASER
MICROMACHINING
CELL
DIGITAL TWIN LAB
DESIGN
NEURO-COGNITION
ELECTRON BEAM
MELTING - EBM
POWDER
CHARACTERIZATION
LAB
3DNT LLA150
FLEXIBLE LASER
POWDER BED
FUSION SYSTEM
BLM ADDITUBE
ROBOTIC LASER
METAL DEPOSITION
BLM ADIGE LC5
COMBINED
SHEET-TUBE LASER
CUTTING MACHINE
BLM ALFETTA
ROBOTIC LASER
WELDING CELL

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Ricercatori DMEC
nel World’s Top
2% Scientists 2022
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ITA
Sono 185 gli scienziati del Politecnico di Milano elencati tra i World’s
Top 2% Scientists, due classifiche redatte dall’Università di Stanford
in collaborazione con Elsevier e Scopus, la prima si riferisce alle
pubblicazioni dell’anno 2022, la seconda all’intera carriera dei
ricercatori. Tra questi sono presenti anche alcuni docenti afferenti
al Dipartimento di Meccanica che lavorano nei seguenti ambiti:
Ingegneria Meccanica e Trasporti, Materiali, Ingegneria Industriale
e Automazione, Intelligenza Artificiale e Image Processing, Design
Practice e Management, Ingegneria Civile.
ENG
The DMEC researchers in the World’s Top 2% Scientists 2023
185 scientists of Politecnico di Milano rank among the World’s Top 2%
Scientists, two worldwide rankings prepared by Stanford University
in collaboration with Elsevier and Scopus. One refers to their
publications in 2022 and the other to each scientist’s career. Among
them are also listed some Faculty Members of the Department of
Mechanical Engineering working in the following fields: Mechanical
Engineering & Transports, Materials, Industrial Engineering and
Automation, Artificial Intelligence & Image Processing, Design
Practice & Management, and Civil Engineering.
Bagherifard Sara, Beretta Stefano, Bernasconi Andrea, Braghin
Francesco, Bruni Stefano, Casati Riccardo, Cascini Gaetano, Cheli
Bagherifard Sara, Beretta Stefano, Bernasconi Andrea, Braghin
Federico, Colosimo Bianca Maria, Demir Ali Gökhan, Diana Giorgio,
Francesco, Bruni Stefano, Casati Riccardo, Cascini Gaetano, Cheli
Giglio Marco, Grasso Marco, Guagliano Mario, Karimi Hamid Reza,
Federico, Colosimo Bianca Maria, Demir Ali Gökhan, Diana Giorgio,
Manes Andrea, Paolo Pennacchi, Previtali Barbara, Saccomandi
Giglio Marco, Grasso Marco, Guagliano Mario, Karimi Hamid Reza,
Paola, Claudio Sbarufatti, Matteo Strano, Tullio Antonio Maria Tolio,
Manes Andrea, Paolo Pennacchi, Previtali Barbara, Saccomandi
Maurizio Vedani.
Paola, Claudio Sbarufatti, Matteo Strano, Tullio Antonio Maria Tolio,
Maurizio Vedani.

meccanica magazine
127
SCARICANDO LA VERSIONE DIGITALE DELLA RIVISTA TROVERAI
A PARTIRE DA PAGINA 128 ANCHE LE PUBBLICAZIONI DEL NOSTRO
DIPARTIMENTO.
DOWNLOAD THE DIGITAL ISSUE OF THE MAGAZINE TO CHECK THE LIST
OF THE ARTICLES PUBLISHED BY OUR DEPARTMENT (FROM P.128).

DMEC Publications
meccanica magazine
128
January 2022
E. Maleki, O. Unal, M. Guagliano, S. Bagherifard, Analysing the Fatigue Behaviour and Residual Stress
Relaxation of Gradient Nano-Structured 316L Steel Subjected to the Shot Peening via Deep Learning
Approach (2022) Metals and Materials International, 28 (1), pp. 112-131.
E. Maleki, S. Bagherifard, S.M.J. Razavi, M. Riccio, M. Bandini, A. du Plessis, F. Berto, M. Guagliano,
Fatigue behaviour of notched laser powder bed fusion AlSi10Mg after thermal and mechanical surface
post-processing (2022) Materials Science and Engineering A, 829, art. no. 142145.
S. Shi, Z. Fei, H.R. Karimi, H.K. Lam, Event-Triggered Control for Switched T-S Fuzzy Systems with
General Asynchronism (2022) IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 30 (1), pp. 27-38.
E. Maleki, S. Bagherifard, F. Sabouri, F., Bandini, M., Guagliano, Hybrid thermal, mechanical and
chemical surface post-treatments for improved fatigue behavior of laser powder bed fusion AlSi10Mg
notched samples (2022) Surface and Coatings Technology, 430, art. no. 127962.
S. Gao, Q. Han, N. Zhou, P. Pennacchi, F. Chu, Stability and skidding behavior of spacecraft porous
oil-containing polyimide cages based on high-speed photography technology (2022) Tribology
International, 165, art. no. 107294.
Y. Lu, H.R. Karimi, Recursive fusion estimation for mobile robot localization under multiple energy
harvesting sensors (2022) IET Control Theory and Applications, 16 (1), pp. 20-30.
A. Bernasconi, L.M. Martulli, M. Carboni, Fatigue crack growth analysis in composite bonded joints by
back face distributed strain sensing and comparison with X-ray microtomography (2022) International
Journal of Fatigue, 154, art. no. 106526.
M. Bugatti, B.M. Colosimo, Towards real-time in-situ monitoring of hot-spot defects in L-PBF: a
new classification-based method for fast video-imaging data analysis (2022) Journal of Intelligent
Manufacturing, 33 (1), pp. 293-309.
H. Mansoori, M. Zakeri, M, Guagliano, Energy absorption and damage mechanism of UHMWPEaluminum
composite sandwich laminate under impact loading: An experimental investigation (2022)
Journal of Sandwich Structures and Materials, 24 (1), pp. 360-384.
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Soundness of the Alloy (2022) International Journal of Metalcasting, 16 (1), pp. 304-316.
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Electromyographic Validation of a Compliant Human-Robot Interaction Controller for Cooperative and
Personalized Neurorehabilitation (2022) Frontiers in Neurorobotics, 15, art. no. 734130.
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for Material Model Identification of a Composite Coating Using Micro-Indentation and Multi-Scale
Simulations (2022) Coatings, 12 (1), art. no. 92.
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damage in a wrought age-hardenable Al alloy (2022) Engineering Fracture Mechanics, 259, art. no.
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Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 220, art. no. 104878.
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February 2022
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Processing, 36 (2), pp. 391-410
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Omran, S. Preiss, T. Fabritius, Suitability of Self-Reducing and Slag-Forming Briquettes for Electric Arc
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