La rubrica FOCUS – Research to Business, nata dalla collaborazione tra la Fondazione UniSMART e il DII Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Padova, promuove la ricerca universitaria ad alto contenuto innovativo per trasferirla al mondo aziendale.

Il sesto Focus si concentra sulla progettazione per la performance e l’ergonomia dello scarpone da sci.

Le attività di ricerca hanno assunto come obiettivo la definizione, implementazione e validazione di metodologie virtuali, basate su strumenti di grafica 3D CAD e di calcolo FEM, per la progettazione dello scarpone da sci e della calzatura in generale, in considerazione di requisiti di sicurezza, performance e comfort. Le attività hanno in particolare portato alla definizione di metodi e modelli per la trasformazione digitale, finalizzati ad integrare e virtualizzare le fasi di progettazione ed industrializzazione dello scarpone da sci e della calzatura.

Con particolare riferimento ai modelli FEM, questi sono stati sviluppati focalizzando principalmente l’attenzione su scarponi da sci ed arto inferiore. Si è provveduto alla validazione dei modelli attraverso la comparazione tra risultati di prove sperimentali e simulazioni computazionali delle prove stesse. Successivamente i modelli hanno trovato applicazione nella progettazione, ottimizzazione e validazione di prodotto.

Questa ricerca presenta i seguenti vantaggi:

• Virtualizzazione del processo di ideazione, progettazione e validazione di prodotto;
• Abbattimento dei costi legati alla realizzazione di prototipi fisici preliminari;
• Abbattimento dei costi legati alla sperimentazione fisica su prototipo;
• Possibilità di valutazione dell’influenza di numerosi parametri (geometrici e di materiale) sulle performance di prodotto;
• Possibilità di valutazione del comportamento del prodotto in riferimento ad una amplissima casistica di condizioni di carico meccanico;
• Possibilità di analisi di interazione tra arto inferiore e calzatura, indispensabile ai fini della valutazione di ergonomia e comfort.

Le principali applicazioni di questa nuova pratica invece sono:

• Progettazione, ottimizzazione e validazione dello scarpone da sci;
• Progettazione, ottimizzazione e validazione delle calzature tecniche, sportive, moda;
• Progettazione del prodotto in considerazione di performance, ergonomia e comfort;
• Valutazione di performance, ergonomia e comfort di prodotti esistenti.

Il gruppo di ricerca che si è occupato della materia è BIOMEC: Mechanical Bioengineering.
L’attività di ricerca è stata svolta in collaborazione con il Dipartimento di Neuroscienze, Biomedicina e Movimento (Università di Verona) e finanziata da POR-Regione Veneto 2014-2020 “SMAC: SMArt e tecnologie Creative per il sistema sportivo” e “SAFE: Smart creAtivity for saFety and rEstart”.

TRL: 4

Analisi computazionale di une prova di flessione: configurazione iniziale e configurazione deformata del sistema arto inferiore – scarpone (a); visualizzazione su arto inferiore e sua sezione della distribuzione della sollecitazione meccanica sui tessuti biologici ai fini della analisi ergonomica (b); Visualizzazione su scarpone e sua sezione della distribuzione della sollecitazione meccanica ai fini della analisi di performance e di affidabilità.