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PORTALE DELLA DIDATTICA

Metal forming technologies

01RLHMZ

A.A. 2019/20

Course Language

English

Course degree

Master of science-level of the Bologna process in Materials Engineering - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 48
Esercitazioni in aula 4
Esercitazioni in laboratorio 8
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Actis Grande Marco Professore Ordinario ING-IND/21 48 4 8 0 3
Teaching assistant
Espandi

Context
SSD CFU Activities Area context
ING-IND/21
ING-IND/21
1
5
F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f)
B - Caratterizzanti
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
Discipline dell'ingegneria
2019/20
L'insegnamento è volto all'approfondimento dei processi e delle tecnologie di formatura dei metalli e delle loro leghe. Dopo un’introduzione dei principi fondamentali riferiti alle differenti tecniche, vengono esaminati i processi e gli impianti utilizzati. In particolare vengono studiate ed analizzate le applicazioni delle tecnologie per la fabbricazione di pezzi finiti e costituiti dalle differenti leghe e compositi impiegati in ambito industriale
The course is aimed at deepening the knowledge related to the metal forming processes and technologies. After an introduction of the fundamental principles related to the different techniques, processes and the equipment used in metal forming will be examined. In particular, the manufacturing of finished parts, made of metal alloys and composites is studied and analyzed especially in terms of the applications of technology in different industrial sectors
Un aspetto fondamentale dell'insegnamento riguarda la valutazione di caratteristiche e proprietà del prodotto finito, in relazione anche alla tecnologia adottata, mettendo in primo piano gli aspetti legati al confronto tecnico/economico, anche in funzione dei risultati derivanti dal controllo qualità. Uno stretto contatto con le realtà industriali più significative, mediante visite appositamente programmate, fornisce un contenuto pratico all'insegnamento e favorisce un continuo aggiornamento su evoluzione ed innovazione tecnologica.
A fundamental aspect of the course deals with the evaluation of characteristics and properties of the finished product, also as function of the adopted technology. A particular analysis will be devoted to the evaluation of the technical/economic aspects, also in terms of the results deriving from quality control. The close contact with the more relevant industries, by means of targeted visits, provides a practical content for the course, and promotes a continuous updating on evolution and technological innovation.
Conoscenze sui materiali metallici e sulla deformazione plastica dei materiali, acquisite durante la laurea triennale
Knowledge related to the properties of metals and their alloys and on their plastic deformation, acquired during the BSc.
FONDERIA Richiami ai principi di solidificazione delle leghe. Diagramma di flusso e ciclo di lavorazione tipico di una fonderia. Modelli, forme ed anime, modalità di formatura e processi speciali di formatura. Colata in gravità e centrifuga, colata in conchiglia e pressocolata. Colata a cera persa. Squeezecasting, Rheocasting e Thixomolding. Lavorazioni di finitura e controllo dei getti, leghe tipiche da fonderia e loro settori di impiego, assicurazione della qualità. DEFORMAZIONE PLASTICA Metallurgia di forno e di siviera. Colata in lingottiera e colata continua. Richiami di teoria della plasticità e dei fondamenti teorici della deformazione plastica. Deformazione a caldo, in semicaldo ed a freddo. Laminazione primaria e secondaria. Fucinatura, stampaggio, estrusione diretta ed inversa, trafilatura, tranciatura e formatura delle lamiere sottili. Tensioni residue e difetti più comuni dopo lavorazione. Leghe per deformazione plastica, proprietà e caratteristiche dei pezzi ottenuti, controllo qualità. METALLURGIA DELLA POLVERI: Tecniche di produzione delle Polveri e caratterizzazione del prodotto Pressatura in stampo: forme ottenibili e limiti. Processi particolari di compattazione, pressatura isostatica a freddo ed a caldo. Sinterizzazione in forno: Aspetti termodinamici del processo, forni e atmosfere di sinterizzazione. Metal Injection Moulding: Caratteristiche ed applicazioni, materie prime e ciclo produttivo. Tecniche FAST: SPS, EDS, CDS Processi free-form TECNOLOGIE DI SPRUZZATURA: Processo Ospray. Tecniche di metallizzazione: flame spray, plasma spray, HVOF, laser cladding. Riparazione e rivestimento di componenti e utensili per migliorare le resistenze a corrosione e ad usura. CRITERI DI SCELTA E ANALISI DEI COSTI Confronti tecnico/economici tra le differenti tecnologie alternative e criteri di scelta. Ottimizzazione tecnico economica ed indici di costo. Progetto di un processo di formatura, progetto degli utensili, fattori di forma. In laboratorio saranno esaminate le caratteristiche di formabilità, le proprietà e le caratteristiche microstrutturali dei materiali in funzione delle differenti tecnologie adottate, osservazione e analisi di pezzi finiti.
FOUNDRY Principles of solidification of the alloys. Flow diagram and processing cycle typical of a foundry. Models, shapes and dies, traditional and special forming methods. Gravity casting, centrifugal casting and die casting. Investment Casting. Squeezecasting, Rheocasting, Thixomolding. Finishing operations and quality control; typical alloys and their fields of application, quality assurance. PLASTIC DEFORMATION Mold Casting and continuous casting. Recall of the theory of plasticity and of the theoretical fundamentals of the plastic deformation. Hot, semi-hot and cold deformation. Primary and secondary rolling. Forging, pressing, direct and inverse extrusion, drawing, blanking and forming of thin sheets. Residual stresses and analysis of the most common defects. Alloys for plastic deformation, properties and characteristics of the pieces obtained, quality control. POWDER METALLURGY Production Techniques and characterization of the product Pressing in molds: obtainable shapes and limits. Special compaction processes, cold and hot isostatic pressing. Sintering in furnaces: thermodynamic aspects of the process, furnaces and sintering atmospheres. Metal Injection Molding: characteristics and applications, raw materials and production cycle. FAST Techniques: SPS, EDS, CDS Free-form processes and 3D printing. Additive Manufacturing: main techniques and typical products DESIGN CRITERIA AND COST ANALYSIS Technical/economic comparison among the different alternative technologies and selection criteria for process optimization. Cost indexes. Design of a forming process, tools and form factors. In the laboratories, the characteristics of formability, properties and microstructural characteristics of the materials will be examined as function of the different technologies adopted, with the observation and analysis of finished pieces.
Esame di alcuni componenti funzionali, con analisi delle singole parti dell’insieme, individuazione dei materiali più appropriati per la fabbricazione, scelta del processo di formatura e progettazione del ciclo di produzione.
Analysis of a set of functional components, with the investigation of the different component parts, examination of the most proper materials for the manufacturing, choice of the molding process and design of the production cycle.
S. Kalpakjian, Tecnologia Meccanica, Pearson, 2014 J. Beddoes, Principles of Metals Manuafcturing Processes, Elsevier, 2006 A. Salak, Ferrous Powder Metallurgy, Cambridge International Science Pub., 1995 G. Dieter, Mechanical Metallurgy, McGraw.Hill, Tokio, 1988. R.A. Higgins, Engineering Metallurgy, Vol I e II, ELBS, Kent, 1986. Le dispense utilizzate a lezione vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all'insegnamento sul portale della didattica. Esercitazioni: il tema del progetto, i testi di problemi proposti, le schede tecniche, le sintesi da norme e manuali sono forniti in aula e messi a disposizione sul portale della didattica
Kalpakjian, Mechanical Technology, Pearson, 2014 J. Beddoes, Principles of Metals Manuafcturing Processes, Elsevier, 2006 A. Salak, Ferrous Powder Metallurgy, Cambridge International Science Pub., 1995 G. Dieter, Mechanical Metallurgy, McGraw.Hill, Tokio, 1988. M.P. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, Wiley, 2012 Slides used during classes are uploaded on the course portal web. Exercise lessons: the topic of the final project, practical exercises, materials and plants datasheet, parts of international standards and handbooks are given during front lessons and uploaded on the portal web.
Modalità di esame: prova orale obbligatoria; progetto di gruppo;
La verifica dell’apprendimento avviene mediante l’esame finale, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. In particolare, l’esame consiste in una prova orale nella quale si considerano e si discutono le tecnologie ritenute più appropriate per la produzione industriale di uno o più particolari specifici, nonché dell’analisi delle principali caratteristiche delle diverse tecniche produttive. Il voto finale tiene conto del livello di conoscenza degli argomenti d’esame, nonché delle capacità critiche e delle abilità espositive dell’allievo.
Exam: compulsory oral exam; group project;
The verification of learning takes place through the final examination, which certifies the acquisition of knowledge and skill expectations. In particular, the examination consists of an oral test in which the analysis of the specific characteristics of the different manufacturing processes are considered and discussed. Students, divided in groups made of 2, will also be required to produce and illustrate into details a report on the proper manufacturing technique/s (at an industrial scale) of a given component, assigned during the course. Templates for the correct preparation and writing of the report will be shown during the course and made available on the portal. The final mark will take into account the level of knowledge of the topics of the exam, as well as the critical analysis and communication skills of the student.


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