Ilaria Cristofolini

Laureata il 19 giugno 1991 con il massimo dei voti e la lode in Ingegneria dei Materiali presso l’Università di Trento (I), ha seguito il corso di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Metallurgica nel triennio 1991-94 (VII ciclo); il 27 ottobre 1995 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca presso l’Università di Padova (I).

Negli anni 1995 e 1996 Responsabile Assicurazione Qualità presso un'industria del settore metalmeccanico.

Dal 1997 al 2002 ha lavorato nel settore Disegno e Metodi della Progettazione Industriale (ING-IND/15) presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Strutturale dell’Università di Trento in qualità di borsista post-doc (1997-98) e di titolare di Assegno di Ricerca (dal 1999 al 2002).

Dal 2002 al 2014 Ricercatore nel SSD ING-IND/15 – Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale presso la Facoltà di Ingegneria - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Strutturale - dell’Università degli Studi di Trento (Dipartimento di Ingegneria Industriale dal 2014). 

Dal 2015 Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale - Università di Trento SC 09/A3 - Progettazione Industriale, Costruzioni Meccaniche e Metallurgia, SSD ING-IND/15 Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale.

Presso i corsi di laurea in Ingegneria dell’Università degli studi di Trento è attualmente titolare dei corsi:

Disegno Industriale (PARI)- corso di laurea in Ingegneria industriale e corso di laurea in Ingegneria per la produzione industriale – 6 CFU

Disegno Industriale (DISPARI)- corso di laurea in Ingegneria industriale e corso di laurea in Ingegneria per la produzione industriale – 6 CFU

Design methods for industrial engineering - corso di laurea Magistrale in Materials and Production Engineering – 6 CFU 

Design for PM – Progettare per la metallurgia delle polveri

Verifica e controllo di dimensioni e geometria

Modellazione di pressatura e calibratura

Progettare per la resistenza ad usura e caratterizzazione delle superfici 

Robust design

Analisi, applicazione e verifica delle tolleranze geometriche in relazione alla normativa considerata

Metodologie di progettazione in accordo ai principi ISO-GPS in ambito industriale

Caratterizzazione della geometria dei componenti in ambito fisica fondamentale e applicata

Design for PM – Progettare per la metallurgia delle polveri

Verifica e controllo di dimensioni e geometria

Lo studio delle dimensioni e della geometria di componenti prodotti per metallurgia delle polveri ha evidenziato l’anisotropia delle variazioni dimensionali in sinterizzazione. È studiato l’effetto della geometria, dei materiali e delle condizioni di processo sulle caratteristiche dimensionali e geometriche dei componenti sinterizzati, proponendo un modello che permetta di prevedere le tolleranze dimensionali ottenibili. Il modello è stato validato su un’ampia campionatura di componenti industriali. È stata studiata l’influenza della strategia di pressatura sulle variazioni dimensionali in sinterizzazione. caratteristiche dei componenti sinterizzati, nonché l’effetto della strategia di calibratura.

Modellazione di pressatura e calibratura

Studio sperimentale sul comportamento delle polveri in pressatura e del materiale sinterizzato in calibratura per determinare in diverse condizioni di processo la legge costitutiva della polvere (pressatura) e del materiale sinterizzato (calibratura) che ne descrive la risposta alle sollecitazioni applicate. La determinazione sperimentale del modello costitutivo, ottenuta per diversi materiali in diverse strategie di pressatura, consente di migliorare notevolmente il risultato della simulazione dei due processi oggi basata su modelli poco aderenti alla realtà dei materiali coinvolti. 

Progettare per la resistenza ad usura e caratterizzazione delle superfici 

Sono stati definiti specifici criteri di progettazione di componenti ottenuti per metallurgia delle polveri sottoposti ad usura in esercizio. È stata proposta una procedura di progettazione che considera l’effetto delle variabili relative al materiale e delle caratteristiche geometriche sulla resistenza ad usura. Il criterio di failure utilizzato per garantire la funzionalità prevede di confrontare lo spessore di usura con un valore derivato dalle tolleranze dimensionali del componente. Nel caso in cui il criterio non sia superato la procedura suggerisce le variabili relative a materiale e geometria da modificare ricorsivamente. È stato inoltre definito un metodo per valutare la rugosità delle superfici porose attraverso l’analisi d’immagine e lo studio delle curve di Abbott-Firestone. 

Robust design

È stata studiata con approccio DOE (Design Of Experiments) l’influenza delle variabili di materiale e di processo sulle caratteristiche dimensionali e geometriche di componenti ottenuti attraverso la metallurgia delle polveri. Sono state considerate le caratteristiche della polvere, la strategia di compattazione, le variabili di sinterizzazione ed i trattamenti dopo sinterizzazione, evidenziando l’influenza dei parametri e le correlazioni tra gli stessi ed individuandone i valori ottimali. 

Analisi, applicazione e verifica delle tolleranze geometriche in relazione alla normativa considerata

Lo studio ha affrontato sia le tolleranze dimensionali che le tolleranze geometriche, considerando l’influenza del processo di produzione sulle tolleranze ottenibili. In particolare è stata studiata la nuova normativa sulle tolleranze geometriche, sia in ambito ASME che in ambito ISO.

Con riferimento alla normativa ASME Y14.5 sono stati anzitutto approfonditi i principi base con particolare attenzione agli aspetti didattici di tali problematiche, per valutarne poi l’applicazione e verifica in diversi casi studio. È stata studiata una metodologia per la verifica delle tolleranze di posizione applicate in condizioni di minimo materiale ed è stato affrontato il problema della verifica di tolleranze di rettilineità, elaborando una procedura per la corretta valutazione di diametro ed asse di elementi cilindrici presi come primo riferimento.

Con riferimento alla normativa ISO le problematiche inerenti la specificazione e verifica delle tolleranze geometriche sono quindi stata affrontate per quanto riguarda elementi rettilinei e superfici a forma libera, in particolare mettendo in evidenza le carenze dell’attuale normativa e proponendo alcune linee guida per lo sviluppo di nuova normativa coerente con i principi GPS.

I due sistemi normativi per la definizione delle caratteristiche geometriche dei prodotti sono quindi stati posti a confronto, sia per quanto riguarda i principi base che per quanto riguarda la definizione ed identificazione di riferimenti e sistemi di riferimento. 

È stata inoltre studiata una procedura per il confronto dei riferimenti ottenuti direttamente dagli algoritmi interni della macchina di misura a coordinate (CMM) con quelli ottenuti dall’elaborazione dei punti misurati, proponendo metodologie di ricostruzione di elementi cilindrici in movimento al fine di valutarne l’effetto sulla circolarità.

Lo studio ha portato nel 2017 alla pubblicazione del testo Dimensionamento funzionale e tolleranze, autori I. Cristofolini, S. Gerbino, S. Patalano, G. Podda, ed. Comitato IX Convegno ADM, ISBN 9788890209628, ISBN online 9788890209604.

Metodologie di progettazione in accordo ai principi ISO-GPS in ambito industriale

È stata studiata la possibilità di utilizzare i concetti ISO-GPS per la specificazione e verifica delle caratteristiche geometriche dei componenti nell’ambito delle metodologie di progettazione. In particolare è stata ridefinita la metodologia Design GuideLines (DGLs), sviluppata dall’Università di Udine, in accordo ai principi ISO-GPS secondo i criteri DfX, nell’intento di stabilire legami tra le fasi di progettazione, produzione e verifica. Ulteriori approfondimenti hanno messo in evidenza le interrelazioni tra features di prodotto che possono esistere in fase di re design in funzione delle caratteristiche del processo produttivo, sia per quanto riguarda il processo di produzione che per quanto riguarda il processo di verifica. È stato inoltre studiato un processo di ridefinizione delle features di prodotto per aumentare il livello di conformità con i concetti ISO-GPS all’interno della metodologia. 

La metodologia Design GuideLines è stata ulteriormente sviluppata ed approfondita dando origine a Design GuideLines Collaborative Framework, descritto in una monografia, The Design GuideLines Collaborative Framework – A Design for Multi-X Method for Product Development, autori Filippi S., Cristofolini I., 2010, Springer London, ISBN 978-1-84882-771-4.

Caratterizzazione della geometria dei componenti in ambito fisica fondamentale e applicata

Dal 2001 al 2011 ha partecipato al progetto LISA (Laser Interferometry Space Antenna http://lisa.jpl.nasa.gov/, http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=27), un progetto spaziale per la Fisica Fondamentale sulla rilevazione delle onde gravitazionali con finanziamenti ESA e NASA. Il progetto vede coinvolti Università di Trento (Dipartimento di Fisica e Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Strutturale), Birmingham Imperial College (UK), Rutherford Appleton Laboratory (UK), ONERA (F), Carlo Gavazzi Space (I). 

Nell’ambito della definizione del sensore inerziale, si è occupata della caratterizzazione geometrica di componenti ed assemblato, della scelta dei materiali e processi produttivi e della definizione delle procedure di verifica e assemblaggio con l’ausilio di prototipi realizzati via Fused Deposition Modeling (FDM). Essendo il sensore inerziale di tipo capacitivo, grande attenzione è stata dedicata allo studio degli elettrodi, cercando di individuare diverse soluzioni alternative, per quanto riguarda materiali, lavorazioni, assemblaggio.

Dal 2007 al 2014 ha partecipato al progetto SPES - Study for the Production of Exotic Species (http://www.lnl.infn.it/~spes/), un progetto dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - INFN per sviluppare una Radiactive Beam facility presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL). In particolare ha collaborato alla definizione del layout per la movimentazione di materiale radioattivo, che presenta importanti vincoli determinati dalla normativa presente in fatto di sicurezza e deve considerare le interazioni con altri acceleratori già presenti. Ha collaborato inoltre alla progettazione delle apparecchiature ed attrezzature presenti nella camera radioattiva.

Membro di APMI (Association of Powder Metallurgy Industries), EPMA (European Powder Metallurgy Association), ADM (Associazione NAzionale Disegno e Metodi dell'Ingegneria Industriale)

Membro di Editorial board di Powder Metallurgy – Taylor and Francis journal.

Membro di Editorial Board di Metals - MDPI Journal

Membro di Techical program committee EuroPM international conferences dal 2015.

Membro di Techical program committee WorldPM international conferences dal 2016.

Membro di Techical program committee PowderMet international conferences dal 2019.

Le pubblicazioni presentate partecipando a convegni e conferenze sono raccolte nell'elenco delle pubblicazioni - IRIS