BERTI GUIDO

Guido Berti, nato a Verona il 10 aprile 1960, consegue:
- nel 1985 la laurea in Ingegneria Meccanica a Padova con voti 110/110 e LA LODE,
- nel 1985 l’abilitazione all’esercizio della professione,
- nel 1992 il titolo di Dottore di Ricerca, dopo aver frequentato il Dottorato in Meccanica presso il Politecnico di Milano.
- ricercatore (nel raggruppamento 127) dal 06/02/1992 al 06/09/1993 presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Udine,
- ricercatore (nel SSD I10X) dal 07/09/1993 al 31/10/1997 presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Padova,
- professore associato del SSD ING-IND/16 (ex I10X) dal 01/11/1997 presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Padova.
L’attività si è articolata nei temi che seguono:
PROGETTAZIONE CONCORRENTE DEL PRODOTTO E DEL PROCESSO.
· Progetto e sviluppo di procedure e sistemi per l’ingegnerizzazione (CAPP/CAE) del prodotto. L’attività di ricerca condotta nell’ambito di questo tema ha portato allo sviluppo di un ambiente integrato CAD/CAE per la tecnologia della forgiatura a freddo. Metodologie della tecnologia di gruppo, classificazione in famiglie, sviluppo di piani di codifica originali, approcci varianti, generativi ed ibridi sono stati ampliamente sviluppati ed implementati in moduli software integrati in ambienti CAD di alto livello e validati industrialmente.
· Sviluppo di procedure per la preventivazione dei costi di produzione nelle tecnologie basate su stampi. Le prime attività rientrano nel tema del early cost estimation e si basano su indagini estese di dati industriali di attrezzature (costo, vita, manutenzione) alle quali si affiancano classificazioni in famiglie e l’utilizzo di tecniche di regressione per individuare correlazioni e modelli di costo sempre più dettagliati ed affidabili. Tale metodologia applicata alla tecnologia dello stampaggio massivo a freddo è stata successivamente estesa ad una recente tecnica di rapid tooling nella produzione mediante iniezione di materie plastiche.
· Progettazione concettuale del prodotto-processo. Recente filone di ricerca su alcuni strumenti di progettazione concettuale del prodotto-processo con l’obiettivo di integrare metodi tipici del Design for X (DfX) con quelli della Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ).
· Progettazione del prodotto-processo per l’injection molding. Attività di ricerca ancora in fase di avvio che intende indagare il complesso costituito dal prodotto, stampo, sistema di iniezione e pressa di iniezione con strumenti numerici e sperimentali, operando una taratura dei codici di simulazione del processo per migliorare le capacità previsionali dei codici in termini di riempimento, distorsioni e tolleranze dei prodotti e intervenendo sulla progettazione del sistema di iniezione e sul controllo dei parametri di macchina per ottimizzare le caratteristiche del prodotto stesso.
I PROCESSI DI DEFORMAZIONE PLASTICA
· Studio dei fenomeni d’interfaccia tra stampo e materiale in deformazione nelle lavorazioni di forgiatura a caldo e a tiepido e del comportamento reologico dei materiali. Tali attività di ricerca rientrano nel ampio tema della reologia dei materiali e dello studio dei fenomeni d’interfaccia tra stampo e materiale in deformazione. Tali attività concorrono alla calibrazione dei codici numerici al fine di ottenere simulazioni e quindi previsioni accurate sui processi indagati. In dettaglio sono stati sviluppati (i) una prova innovativa per lo studio dei fenomeni di usura nella forgiatura a caldo e a tiepido, (ii) una procedura per la determinazione del coefficiente di scambio termico in forgiatura, (iii) una procedura per la caratterizzazione reologica di materiali che garantisca uniformità di temperatura e di deformazione anche per grandi deformazioni, (iv) un sistema per la determinazione delle curve di flusso alle alte velocità di deformazione, (v) un approccio numerico-sperimentale integrato per lo studio della fatica termomeccanica degli stampi, (vi) l’utilizzo del processo di trafilatura per indagare il comportamento del materiale e le condizioni di interfaccia nel campo delle microlavorazioni per deformazione plastica.
· Simulazione fisica e numerica di processi per deformazione plastica. In tale tema si collocano i metodi e le applicazioni di essi per lo studio del flusso del materiale in operazioni di formatura con attrezzature a geometria complessa. Le metodologie utilizzate includono sia le tecniche di simulazione numerica basate su codici FEM opportunamente calibrati sui casi industriali, sia le tecniche di simulazione fisica basate sull’impiego o di materiali modello in opportuni stampi riprodotti in scala, o di simulatori fisici di cicli termico-meccanici su campioni di materiale. In tale ambito rientrano pure lo studio del comportamento del sistema Pressa-Stampo-Pezzo (progetto IMPRESS) e lo sviluppo e la messa a punto del sistema per prove alle alte velocità di deformazione (Barra di Hopkinson).

Autore di oltre 80 pubblicazioni presentate a convegni internazionali o nazionali o pubblicate su riviste internazionali nel seguito viene presentata l’attività di ricerca maggiormente inerente il progetto proposto.

La ricerca sui fenomeni di usura degli stampi nella forgiatura a caldo e a tiepido ha portato allo sviluppo di una prova simulativa che riproducesse in laboratorio le condizioni delle attrezzature per un tipico processo industriale. La pub. WEAR1 presenta la procedura seguita nel progettare una nuova prova di usura da applicare alla tecnologia dello stampaggio massivo, la configurazione della prova e i primi risultati ottenuti. Nella pub. WEAR2 vengono descritti gli sviluppi della prova che hanno portato alla sua definitiva messa a punto e alla successiva applicazione dei risultati per operare la validazione del modello di usura di Archard.

WEAR1 P.F. Bariani, G.A. Berti, L. D’Angelo, R. Guggia, Design of a wear test for hot and warm forging, Atti del II Convegno AITEM, Padova 18-20 settembre 1995, 1995, pp.115-124.
WEAR2 P.F. Bariani, G.A. Berti, L. D'Angelo, R. Guggia, Wear in Hot and Warm Forging: Design and Validation of a New Laboratory Test, Annals of CIRP, STC F, Vol. 45/1/1996, p. 249

Altro fenomeno di interfaccia che è stato indagato, è lo scambio termico nelle lavorazioni per deformazione plastica a caldo. Nella pub. HEAT1 viene presentata la procedura numerico-sperimentale per determinare in modo indiretto (analisi inversa) il coefficiente di scambio termico durante la fase di contatto tra la billetta cilindrica e due stampi piani in condizioni di deformazione elastica. Tale procedura è stata successivamente applicata ad un caso industriale (forgiatura a caldo di un rullo per cingolo) per individuare le temperature che si manifestano sulla superficie degli stampi durante l’intero processo; tale studio descritto nella pub. HEAT2 ha portato a concludere che lo scambio termico è pesantemente influenzato dalla fase considerata (carico del pezzo, deformazione, scarico del pezzo, lubrificazione dello stampo) e quindi la determinazione del coefficiente di scambio termico deve essere ripetuta per ciascuna di queste fasi. Il raffreddamento degli stampi durante la fase di lubrificazione è stato studiato nella pub. HEAT3. Tale approccio numerico-sperimentale è stato quindi applicato allo studio dell’intero ciclo di forgiatura (pub. HEAT4) e in particolare nella formatura della pala di una turbina.
Con le pub. HEAT5, HEAT6, HEAT7, HEAT8 e HEAT9 si è avviata un’indagine sperimentale e numerica sul fenomeno di formazione della scaglia e sui relativi effetti nel processo di formatura.

HEAT1 P.F. Bariani, G.A. Berti, L. D'Angelo, R. Guggia, Determination of the Heat Transfer Coefficient in the Die-billet Zone for Nonisothermal Upset Forging Conditions, AMST 96, p. 363-370, Udine, Italy.
HEAT2 P.F. Bariani, G.A. Berti, L. D'Angelo, Analysis of the heat flow in the forging process, Atti del III Convegno AITEM Fisciano (SA), p. 47-55, 17-19 settembre 1997.
HEAT3 P.F. Bariani, G.A. Berti, T. Dal Negro, The cooling of hot forging dies by spraying: set up of testing procedure and numerical analysis IV Convegno Aitem, p. 387-394, 13-15 settembre 1999
HEAT4 P.F. Bariani, G.A. Berti, T. Dal Negro, S. Masiero, “Experimental evaluation and FE simulation of thermal cycles at tool surface during cooling and deformation phases in hot and warm forging operations” Annals of CIRP, STC F, Vol. 51/1/2002, p.219
HEAT5 Berti G., Monti M., Salmaso L., Development of an experimental model for scale growth and its application to the numerical analysis of hot forming processes, DEINDE 2005 , ,Turin, 29-31 March 2005,2005
HEAT6 Berti G., Monti M., Salmaso L., ,DOE techniques applied to the modelling of scale in hot forging and relevant effects on temperature distribution and forging load in the tooling system , Advances and Applications in Statistics,vol. 5(3), pp. 257-269, ,2005
HEAT7 Berti G., Monti M., Corain L., The scale in hot forging: experimental model of growth and its application to numerical simulation of the process, SCO 2005,pp. 491 - 496,Bressanone, 15-17 Settembre 2005,2005
HEAT8 Berti G., Monti M., Salmaso L, In the heat of the fournace., Scientific Computing World - ENBIS Magazine, July-August,2005
HEAT9 Berti G., Corain L., Monti M., Salmaso L., Metodi e modelli non parametrici applicati alla simulazione di processi di forgiatura, Statistica Applicata,in stampa, ,2005

Mantenendo l’attenzione sugli stampi si è quindi avviata una ricerca sulla fatica-termo-meccanica degli stessi. Il primo passo (pub. FAT1) ha consentito di determinare le condizioni operative degli stampi durante l’intero ciclo di forgiatura operando la calibrazione del modello numerico sulla base delle misure sperimentali. A partire da queste informazioni si è progettata e sviluppata una prova simulativa in grado di replicare tali condizioni su provini realizzati con il materiale dello stampo. Queste attività descritte nelle pub. FAT2, FAT3 e FAT4 hanno portato a realizzare una prova a livello prototipale sul sistema Gleeble che ha dimostrato interessanti capacità nel replicare cicli termico-meccanici in presenza di gradienti termici sul provino. La riprogettazione della prova su un altro sistema (pub. FAT5 e FAT6) ha portato, a partire dalla legge di Woehler-Miner e dai modelli proposti da Chaboche e Lemaitre, allo sviluppo di modelli che correlano il fenomeno della fatica con le condizioni di processo (pub. FAT7, FAT8, FAT9, FAT10 e FAT11) e che arrivano a includere anche gli effetti del creep (pub. FAT12).

FAT1 G.A. Berti, M. Zimmitti , P. Parona, Improvements on simulation of the forging cycle, Proceedings of NAFEMS World Congress 2001, 25-27 April 2001, Como, Italy, pp. 143-152
FAT2 G.A. Berti, P.F. Bariani, M. Zimmitti, Integrated approach to the analysis of thermo-mechanical fatigue of dies in hot and warm forging. V Convegno AITEM, p. 559-566, Bari. 18-20 Settembre. (2001).
FAT3 G.A. Berti, S. Bruschi, S. Masiero, M. Zimmitti, Thermal and Mechanical fatigue of dies in hot and warm forging: a new simulative laboratory test, Prime 2001, p.135-138, 20-22 June 2001
FAT4 G.A. Berti, S. Bruschi, S. Masiero, M. Monti, M. Zimmitti, “Investigation of the effects of thermal and mechanical fatigue of dies in hot forging through a new simulative laboratory test”, AMST 2002 International Conference, p. 357-365, Udine, Italy, 19-21 June 2002.
FAT5 G.A. Berti, M. Monti, “A simulative test to investigate the thermo-mechanical fatigue of dies in hot forging”, 6th AITEM Conf., Poster session, Gaeta, Sept. 8-10, 2003
FAT6 Berti G., Monti M., “Investigation of thermo-mechanical fatigue on a hot forging die steel using a new simulative test”, Proceedings of 7th ESAFORM Conference, Trondheim, Norway, April 28-30, pp. 679-682, 2004.
FAT7 Berti G.A., Monti M., “Experimental investigation on the thermo-mechanical fatigue in hot - and warm – forging”, Proceedings of the 37th ICFG Plenary Meeting, Istanbul, Turkey, 13-15 September, pp. 55-62, 2004.
FAT8 G.A. Berti, M. Monti, L. Salmaso, S. Bonnini, “Response surface modelling of thermo-mechanical fatigue in hot forging”, Statistica,in stampa, ,2005
FAT9 G. A. Berti; M. Monti, A model for the estimation of TMF life in hot forging, ICTP 2005,pp. 185-186,Verona, 9-13 ottobre 2005,2005
FAT10 G. A. Berti; M. Monti, Dual approach in modelling TMF life in hot forging dies, AITeM 2005,pp. 113-114,Lecce, 7-9 settembre 2005,2005
FAT11 Berti G., Monti M., Thermo-mechanical fatigue life assessment of hot forging die steel, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structure,vol. 28, p. 1025-1034. ISSN: 8756-758X, ,2005
FAT12 G. A. Berti; M. Monti, Creep-fatigue damage modelling of H11 hot working die steel, 9th International ESAFORM Conference on Material Forming, ,Glasgow, April 26-28 2006,2006

Un importante filone di ricerca riguarda la caratterizzazione reologica dei materiali in funzione di temperatura, deformazione e velocità di deformazione. Nella pub. REO1 viene presentata un’indagine condotta su leghe di Ti e di Ni: con prove che garantiscono uniformità di temperatura e di deformazione durante tutta la prova. Volendo indagare nei processi di deformazione multi-step il comportamento reologico del materiale (pub. REO2), si è messa a punto una prova simulativa di deformazione in due step da confrontare con la prova tradizionale proponendo una generalizzazione della legge di Norton-Hoff. Nella pub. REO3 si propone di descrivere il comportamento reologico del materiale mediante una rete neurale per tener conto anche della variazione continua della velocità di deformazione. Nell’ottica di estendere le capacità del laboratorio è stato sviluppato un sistema di prova basato sulla Split Hopkinson Pressure Bar in grado di determinare le curve di flusso del materiale alle alte velocità di deformazione anche a caldo. La progettazione di tale sistema e le procedure poste in atto per migliorarne le prestazioni sono descritte nella pub. REO4. Con tale sistema è stato quindi possibile caratterizzare una lega di Alluminio della serie 6000 e una lega di Nichel ad alte velocità di deformazione e alte temperature. Sempre grazie a tale sistema (pub. REO5 e REO6) è stato possibile condurre la caratterizzazione accurata del materiale fino a velocità di deformazione di 6200 s-1 e fino a temperature di 480°C in modo da identificare i parametri del modello costitutivo di Johnson-Cook per successive modellazioni di processi di asportazione di truciolo.
Negli ultimi 3 anni è stata avviata un’indagine sulle lavorazioni di microformatura e in particolare si è scelto di indagare la trafilatura di microfili. I fili trafilati sono stati successivamente caratterizzati sia con prove di microdurezza, sia con prove di trazione operate su campioni di filo ai quali erano stati asportati gli strati più esterni con un processo elettrochimico. I primi risultati sperimentali hanno evidenziato un diverso comportamento tra il filo d’acciaio a basso tenore di carbonio e filo di rame. Il primo evidenzia uno strato esterno fortemente incrudito oltre le capacità tradizionali del materiale. Partendo da tali risultati sperimentali si è iniziato a sviluppare un modello numerico basato su codici agli elementi finiti. Tale indagine ha portato alla pub. REO7, REO8, REO9 e REO10.

REO1 P.F. Bariani, G.A. Berti, L. D'Angelo, R. Guggia, Characterization of Ti and Ni Alloys for Hot Forging :Setting-up of an Experimental Procedure, AMST 96, p. 313-320, Udine, Italy.
REO2 G.A. Berti, P.F. Bariani , S. Bruschi, T. Dal Negro, Rheological Behaviour in Multi-Step Hot Forging Conditions, Int. Journal of Forming Processes Vol. 4, N. 1-2/2001, p.155-165,e in Friction and flow stress in forming and cutting, editors: K. van Luttervelt, P. Boisse and T. Altan, ed. Kogan Page Science, April 2003.
REO3 G.A. Berti, P.F. Bariani , S. Bruschi, T. Dal Negro, Application of neural networks to represent the rheological behaviour of nickel-based superalloys under varying hot deformation conditions. 4th ESAFORM Conference on Material Forming, p.565-568, Liege, Belgium. 23-25 April. 2001.
REO4 G.A. Berti, P.F. Bariani, S. Corazza, Enhancing performances of SHPB for determination of flow curves. Annals of CIRP, STC F, Vol.50/1/2001, p.153
REO5 G.A. Berti, P.F. Bariani, S. Corazza, Analysis of material behaviour at high strain rates for modelling machining operations. 4th ESAFORM Conference on Material Forming, p. 631-634, Liege, Belgium. 23-25 April. 2001.
REO6 P.F. Bariani, G.A. Berti , S. Corazza, Analysis of material behaviour at high strain rates for modelling machining processes, Int. Journal of Forming Processes Vol.4, N. 3-4/2001, p. 499-509, e in Material forming processes, editors: A. M. Habraken, ed. Kogan Page Science, January 2003
REO7 Berti G., Monti M., D’Angelo L., Bietresato M., Micro wire-drawing as a key for investigating models of micro forming processes, CIRP ICME ’06, 5th CIRP International Seminar on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering,, pp. 539 – 544, ISBN/ISSN: 88-95028-01-5, Ischia, Italy, July 25-28 2006, 2006
REO8 G.A. Berti, M. Monti, M. Bietresato and L. D’Angelo, Micro wire-drawing: experiments and modelling, Numiform 2007, Oporto 17-21 June 2007, pp. 711-716, ISBN/ISSN 978-0-7354-0416-8
REO9 Berti G., Monti M. Bietresato M. and D’Angelo L., Experimental investigation on micro wire-drawing, 8th Aitem Confernce, Montecatini terme (PT) 10-12 September 2007, pp.69 – 70(extended abstract) (CD), ISBN/ISSN: 88-7957-264-4.
REO10 Berti G., Monti M. Bietresato M. and D’Angelo L., ”Calibration of an FE code for numerical simulations of micro-wire drawing operations by integration of numerical and experimental techniques”, pp. 115-122, ICFG 2007 Plenary Meeting, Padova 16-19 September 2007.

Guido Berti ha maturato le proprie competenze scientifiche operando nell’ambito di progetti di ricerca internazionali e nazionali.
- Brite “Integrated CAD/CAE system for cold forging technology”;
- Brite-Euram “PREDWEAR” -Development of a Decision Support System for Predicting Wear in Bulk and Sheet Forming Operations;
- Eureka-Famos EU 668 “EFFORT” - Integrated Environment for Precise and Net-Shape Forging Technology;
- Brite/Euram "EFFORTS” - Enhanced Framework for Forging design using Reliable Three dimensional Simulation;
- Eureka-Factory EU 1764 “ACTUAL” - Enhancing the Accuracy of Geometrical Surface Profiles of Free-Form Functional Surfaces of Prototypes and Products in Nett-Shape Manufacturing;
- Brite/Euram "FATLIFE” - Optimization of the Service Life of Production Tools in Hot Forging Die Casting and Glass Forming by Minimising the Risks Related to Thermal Fatigue;
- Brite/Euram Thematic Network “WAFAM” - Warm Forging of Advanced Metal Alloys;
- Growth "IMPRESS” - Improvement of precision in forming by simultaneous modelling of deflections in workpiece-die-press system;
- CRAFT "RING” - An integrated system to check the dimensions of shaped rings during production phase.
- Finalizzato Robotica;
- Finalizzato Tecnologia Meccanica;
- CNR “Problematiche CAE nei processi di formatura dei metalli”;
- CNR “Sviluppo di tecnologie MIM (Material Incress Manufacture) e loro integrazione nel processo di produzione di componenti nett or near nett shape”;
- CNR bilaterale Italia-USA “Feature Based Cost Estimating”;
- COFIN 97 “COTESTA” - Metodi e tecnologie per la compressione dei tempi nel progetto e prototipazione di stampi;
- COFIN 99 "NICAL" - Formatura a caldo di superleghe di Nichel per alte temperature: determinazione della resistenza al flusso plastico e della lavorabilità in condizioni di variazione dei parametri di processo e formulazione dei relativi modelli costitutivi;
- COFIN 2000 "MERLOT" - Miglioramento dell'affidabilità della simulazione FEM di lavorazioni meccaniche mediante modelli accurati della reologia del materiale e dei fenomeni di separazione e frattura.
- COFIN 2002 - Qualità nelle misure in produzione effettuate con macchine di misura a coordinate - Valutazione sperimentale dell'incertezza di misura: definizione e sviluppo di procedure

Membership:
I.C.F.G. (International Cold Forging Group)
CMCS (Center for Modelling Computing and Statistics)
ESAFORM (European Scientific Association for Material Forming)
ENBIS (European Network for Business and Industrial Statistics)
AITEM
Apeiron (Associazione per l’Innovazione Ragionata, focalizzata sulle metodologie a supporto dell’innovazione sistematica e, in particolare, verso TRIZ)