TECNOLOGIE INNOVATIVE DI LAVORAZIONE

Attività formativa monodisciplinare
Codice dell'attività formativa: 
39025

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2019/2020
Insegnamento (nome in italiano): 
TECNOLOGIE INNOVATIVE DI LAVORAZIONE
Insegnamento (nome in inglese): 
INNOVATIVE MANUFACTURING TECHNOLOGIES
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Caratterizzante
Tipo di insegnamento: 
Opzionale
Settore disciplinare: 
TECNOLOGIE E SISTEMI DI LAVORAZIONE (ING-IND/16)
Anno di corso: 
1
Anno accademico di offerta: 
2019/2020
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Secondo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ambito: 
Ingegneria meccanica
Materiali didattici: 
Prerequisiti

Tecnologia Meccanica

Obiettivi formativi

Il corso di Tecnologie Innovative di Lavorazione si propone di fornire una conoscenza delle tecnologie di lavorazione non convenzionali. Lo sviluppo di tali processi innovativi, spinto generalmente da settori industriali di avanguardia, si rende particolarmente necessario quando la natura del materiale in lavorazione, la geometria del componente o la produttività richiesta rendono inapplicabili le soluzioni tecnologiche consolidate. Il corso fornira’ anche un’introduzione alle microlavorazioni (micro manufacturing), settore che negli ultimi anni ha avuto uno sviluppo industriale considerevole, ed alle tecniche di produzione additiva (additive manufacturing). Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito le competenze per scegliere le tecnologie di lavorazione in funzione delle specifiche del prodotto da realizzare.

Contenuti dell'insegnamento

1. Classificazione dei processi di lavorazione non convenzionali: esigenze di sviluppo delle tecnologie speciali; tolleranze naturali dei processi non convenzionali di lavorazione; classificazione dei processi; caratteristiche degli utensili e lavorabilità dei materiali.
2. Approccio energetico: l’utensile come “fascio” di energia (termica, meccanica, chimica, etc.); interazione con il materiale in lavorazione; alterazioni termiche, meccaniche e tensioni residue.
3. Processi di lavorazione non convenzionali: Laser, Plasma, EDM/WEDM, WJ/AWJ, USM, CM/ECM
Per ognuno dei processi vengono affrontati: principio fisico di base; caratteristiche degli utensili e dei consumabili; selezione dei parametri di lavoro; tipologie di materiali lavorabili; prestazioni caratteristiche (MRR, finitura, tolleranze dimensionali e di forma); impianti e celle di lavorazione; principali applicazioni industriali.
4. Micro-machining: Bulk e Surface micromachining, LIGA, tecnologie convenzionali, tecnologie non convenzionali
5. Lavorazioni additive: principi di lavorazione; vantaggi e svantaggi; materiali e applicazioni industriali; selezione dei processi
Nel corso sono previste lezioni teoriche, esercitazioni numeriche, testimonianze industriali e visite didattiche ad aziende locali del settore.

Testi di riferimento

-M. Monno, B. Previtali, M. Strano, “Tecnologia meccanica. Le lavorazioni non convenzionali”, Città Studi, 2012.
-E. Capello, “Le lavorazioni industriali mediante laser di potenza. La tecnologia, le applicazioni e i sistemi”, Libreria Clup, 2003.
- G. F. Benedict, “Non-Traditional Manufacturing Processes”, Marcel Dekker, New York, 1987.
- D. A. Summers, “Waterjetting Technology”, CRC Press, 1994.
- J. P. Davim, “Nontraditional Machining Processes”, Springer, 2013.
- I. Gibson, D. Rosen, B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies - 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing, Springer, 2015.

Metodi didattici

Nel corso sono previste lezioni teoriche, esercitazioni numeriche, testimonianze industriali e visite didattiche ad aziende locali del settore.

Modalità verifica profitto e valutazione

L'esame prevede una prova scritta (della durata di due ore) ed una, successiva, orale. Entrambe le prove sono obbligatorie. Viene ammesso all'orale solo chi consegue allo scritto un punteggio superiore o uguale ai 18/30.
Lo scritto comprende sia domande teoriche sia esercizi numerici. I risultati dello scritto vengono resi pubblici su internet secondo le modalità indicate prima dell'esame. L'orale si svolge, di norma, entro una settimana dallo scritto. L'interrogazione sarà strutturata in domande vertenti sull'intero programma al fine di verificare l'acquisizione da parte degli studenti delle nozioni impartite all'interno dell'insegnamento.

Prerequisites

Basic knowledge of Manufacturing Technology

Educational goals

The purpose of the course is to introduce the student to understand the fundamentals and advancement in advanced manufacturing technologies that are used in various industrial applications, to solve the problems that can arise from the specific characteristics of a material (hardness, sensitivity to thermal or mechanical damage, etc.), from the geometric levels of tolerance and surface finish required. Especially, there will be emphasis on the chosen criteria of manufacturing technologies on specific functional requirement for multiple applications. A basic knowledge of micro-manufacturing and additive manufacturing will be provide, technologies that are becoming more and more widespread in industry.

Course content

1. Classification of unconventional material-working techniques. The need for developing special technologies. The natural tolerance of unconventional processes. Classification of unconventional processes. Characterisitics of utensils, ductability of materials.
2. The energy approach. Utensils as "band" of energy (thermal, mechanical, chemical, etc.). Interaction with the material being worked. Thermal and mechanical alterations and residual tensions.
3. Unconventional material-working processes: Laser, Plasma, EDM/WEDM, WJ/AWJ, USM, CM/ECM
For each of these processes, the following will be examined: basic physical principle; characteristics of tools and consumables; selection of work parameters; types of workable materials; typical properties and performance of materials (MRR, finish, size and shape tolerance); material-working installations and cells; main applications in industry.
4. Micro-machining: Bulk e Surface micromachining, LIGA, conventional technologies, unconventional technologies.
5. Additive manufacturing: Layer-by-layer principle; benefits and limitation of AM; materials and industrial applications; process selection.
There will also be, and classes involving experimentation in the laboratory.
The course is organised into theoretical lectures, numerical in-class exercises, testimonials from industry and visits to local manufacturing companies.

Textbooks and reading lists

-M. Monno, B. Previtali, M. Strano, “Tecnologia meccanica. Le lavorazioni non convenzionali”, Città Studi, 2012.
-E. Capello, “Le lavorazioni industriali mediante laser di potenza. La tecnologia, le applicazioni e i sistemi”, Libreria Clup, 2003.
- G. F. Benedict, “Non-Traditional Manufacturing Processes”, Marcel Dekker, New York, 1987.
- D. A. Summers, “Waterjetting Technology”, CRC Press, 1994.
- J. P. Davim, “Nontraditional Machining Processes”, Springer, 2013.
- I. Gibson, D. Rosen, B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies - 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing, Springer, 2015.

Teaching methods

The course is organised into theoretical lectures, numerical in-class exercises, testimonials from industry and visits to local manufacturing companies.

Assessment and Evaluation

The exam consists of two required parts: a written test (lasting about two hours) and an oral test. The admission to the oral exam is only for who obtains a rating at the written exam greater than or equal to 18/30. The written test consists of both theoretical questions and numerical exercises. The results of the written test are published on the web page of the course. The oral exam normally will be place within a week of the written. The oral test will be structured in questions about all the programme of the course.