Il progetto nasce da una esigenza industriale di rivestimenti protettivi per componenti soggetti a usura. In particolare si propongono delle soluzioni tecnologicamente innovative alle richieste provenienti da due campi di applicazione differenti, meccanico e biomedicale. La ricerca di soluzioni al problema dell’usura ha portato allo sviluppo dei rivestimenti superficiali cioè deposizione di strati duri che abbiano caratteristiche tali da contrastare i fenomeni legati all’usura quali attrito, adesione, craterizzazione. In campo industriale, le tecniche di deposizione più utilizzate sono di tipo PVD (physical vapour deposition); il processo avviene a temperature non superiori a 500°C, quindi sotto alla temperatura di rinvenimento degli acciai rapidi, ciò consente di eseguire i rivestimenti su particolari finiti senza rischio di alterazioni geometriche. La maggior parte dei rivestimenti PVD consiste tuttora di strati singoli (single layer) spesso costituiti da una o due fasi. Ma le sempre crescenti richieste in termini di prestazioni hanno fatto sì che le proprietà di un solo materiale si rivelassero insufficienti per le applicazioni spingendo la ricerca verso soluzioni innovative. Nel vasto campo dei rivestimenti multicomponenti vi sono i multistrati caratterizzati da una microstruttura periodica costituita da strati di due o più materiali diversi aventi spessori che possono arrivare a decine di micron. I principali vantaggi derivanti dal combinare diverse strutture e composizioni all’interno di un unico rivestimento multistrato risiedono soprattutto nell’incremento di particolari proprietà (abbattimento della diffusione di specie gassose, riduzione dell’usura, aumento della durezza, ecc.), nella riduzione della differenza di proprietà meccaniche e chimiche tra rivestimento e substrato, nel controllo delle tensioni residue e nella capacità di deviare il percorso delle cricche al fine di aumentare la tenacità anche in condizioni estreme. In particolare, nel campo delle applicazioni biomedicali le strutture a multistrato aumentano la compatibilità tra protesi e tessuto vivente evitando il contatto con materiali potenzialmente dannosi e bloccando la diffusione nel corpo di elementi velenosi provenienti dalla protesi massiva. Esse possono ridurre il coefficiente di frizione tra protesi e le parti del corpo. Evitando il deterioramento della protesi i multistrati impediscono il rilascio di particelle (spesso velenose) nel tessuto vivente. La risoluzione di un problema di usura richiede una profonda conoscenza della struttura e della composizione del coating, nonché della dipendenza di queste da temperatura, pressione di contatto, condizioni operative. Nei laboratori dell’ENEA di Brindisi, si è partiti da una “base” sperimentata costituita da coating singoli di TiN, CrN, ZrN, NbN, DLC,…per sviluppare varie strategie finalizzate ad incrementare ed adattare le caratteristiche dei rivestimenti protettivi alla risoluzione di problemi tecnologici. Una consolidata collaborazione con le industrie meccaniche locali ha confermato come un ulteriore miglioramento può essere ottenuto impiantando i pezzi finiti con specie atomiche come carbonio e azoto ad alte energie. La complementarietà di tali tecniche, l’esperienza acquisita sul campo e la consolidata collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del Politecnico di Bari creano una sinergia tale da poter dare vita in Puglia ad un gruppo di competenza sulla tematica dei rivestimenti tribologici. Pertanto si propone un processo ibrido che utilizzi la tecnologia di impiantazione ionica per la preparazione del componente (utensile o protesi) in modo da creare un gradiente composizionale che abbia caratteristiche termo-meccaniche vicine a quelle dei rivestimenti da applicare. Il successivo rivestimento, in strato singolo o multilayer, ottenuto con tecnica magnetron sputtering, da' alla superficie trattata le caratteristiche tribologiche attese (maggiore resistenza all'usura). Un’ulteriore impiantazione ionica crea un rilassamento dello stress intrinseco del rivestimento. Questo infatti è spesso causa della delaminazione del coating o della creazione di microcricche. L'idea è quella di progettare dei rivestimenti in modo sequenziale utilizzando un fascio ionico ad alta energia prima e dopo la realizzazione dei rivestimenti per PVD sul pezzo meccanico finito. Il monitoraggio ottico delle tensioni sviluppate durante il rivestimento del componente permette di controllare ed intervenire per modificare il processo ottimizzandone i parametri. Il sistema formato dal set-up ottico e dalla camera di deposizione costituisce un impianto pilota la cui efficacia verrà testata durante il progetto proposto. E’ importante sottolineare che la tecnica proposta ha un impatto ambientale praticamente nullo, ben diverso da quello tipico delle lavorazioni galvaniche.