Obiettivo di questa tesi è stato l’allestimento un laboratorio multisensoriale per l’applicazione della tecnica TCM (Tool Condition Monitoring) alla foratura di materiali compositi a matrice plastica rinforzati con fibra di carbonio, che permetta di quantificare l’usura dell’utensile con il progredire della lavorazione, sia direttamente tramite misure ottiche, sia indirettamente misurando l’andamento delle forze coinvolte nella processo e controllando al contempo la qualità del foro realizzato.
La prima fase dell’allestimento del laboratorio è consistita nel collegamento e calibrazione dei vari sensori per la misurazione della forza di avanzamento, della coppia applicata all’utensile, della potenza assorbita e delle vibrazioni originate dal contatto punta-pezzo. Per poter gestire questi sensori è stato sviluppato un programma in ambiente LabView. E’ stata inoltre progettata e realizzata un’attrezzatura solidale alla macchina utensile che aspira i residui della lavorazione.
La seconda fase è consistita invece nello sviluppo di un sistema ottico di misurazione dell’usura dell’utensile e del danneggiamento, sotto forma di delaminazione, del materiale attorno al foro. A tale scopo è stata realizzata un’attrezzatura flessibile che consente di acquisire in modo rapido e in condizioni ripetibili immagini a forte ingrandimento della punta e della zona attorno al foro. Sono stati elaborati dei programmi in ambiente Matlab per l’analisi di tali immagini e l’estrazione di parametri che quantificano l’usura dell’utensile e il danneggiamento del composito.
Nell’ultima fase sono state condotte prove di foratura su vari materiali per validare il sistema di sensori e di acquisizione immagini. I risultati ottenuti, oltre che confermare il buon funzionamento del laboratorio e la sua utilità in questo genere di prove, hanno anche fornito interessanti indicazioni sui processi di foratura dei materiali compositi.