Studio sperimentale di debonding di giunzioni incollate mediante effetto Joule: influenza dei trattamenti laser, caratterizzazione meccanica e analisi LCA

Abstract

Nel contesto produttivo attuale, caratterizzato da una crescente attenzione verso sostenibilità industriale, economia circolare, riuso e riciclo, assume un ruolo centrale l’ottimizzazione delle tecniche di giunzione. Il presente lavoro analizza giunti incollati a semplice sovrapposizione progettati per essere smontabili mediante effetto Joule, valutandone le prestazioni sia dal punto di vista meccanico sia in termini di impatto ambientale tramite analisi di Life Cycle Assessment (LCA). L’attività sperimentale, svolta presso i laboratori del Dipartimento DIME dell’Università degli Studi di Genova in collaborazione con il Tecnopolo di Reggio Emilia, evidenzia come questa configurazione consenta la separazione controllata dei substrati a fine vita, favorendo un più efficiente smaltimento dei materiali e rendendo possibile il loro riutilizzo, con conseguente riduzione del consumo di nuove risorse. Lo studio ha considerato tre differenti trattamenti superficiali: sgrassaggio, abrasione manuale e testurizzazione laser. Quest’ultima ha fornito le migliori prestazioni in termini di resistenza a taglio e si è dimostrata essenziale per la rimozione della resina epossidica residua dopo lo smontaggio, garantendo superfici idonee al riutilizzo e prestazioni meccaniche affidabili nelle successive fasi di reincollaggio.

In the current production context, characterized by a growing focus on industrial sustainability, circular economy, reuse, and recycling, the optimization of joining techniques plays a central role. This work analyzes simple overlap bonded joints designed to be disassembled using the Joule effect, evaluating their performance both from a mechanical point of view and in terms of environmental impact through Life Cycle Assessment (LCA) analysis. The experimental activity, carried out at the laboratories of the DIME Department of the University of Genoa in collaboration with the Reggio Emilia Technopole, shows how this configuration allows for the controlled separation of substrates at the end of their life, promoting more efficient disposal of materials and making their reuse possible, with a consequent reduction in the consumption of new resources. The study considered three different surface treatments: degreasing, manual abrasion, and laser texturing. The latter provided the best performance in terms of shear strength and proved essential for removing residual epoxy resin after disassembly, ensuring surfaces suitable for reuse and reliable mechanical performance in subsequent re-bonding stages.