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Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

01SREMT

A.A. 2018/19

2018/19

Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

Il corso di "Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali" mira innanzitutto a fornire una panoramica generale delle principali tecniche di additive manufacturing e dei relativi materiali utilizzati, in particolare operando una suddivisione fra tecniche per materiali metallici e tecniche per materiali plastici. Nello specifico, verranno trattati i principali materiali metallici per additive manufacturing, maggiormente impiegati nelle applicazioni aerospaziali, fornendo gli strumenti necessari per la scelta e ottimizzazione delle prestazioni dei componenti finali. A tal proposito verrà anche data una panoramica dei sistemi per la fabbricazione additiva di componenti in metallo, evidenziando l’evoluzione delle tecnologie nell'arco degli ultimi decenni. Per quanto riguarda i componenti in materiale plastico, grande attenzione verrà rivolta alla tecnica di stampa 3D FDM (Fused Deposition Modeling). Verranno illustrati i principi di design, produzione, avanprogetto, simulazioni e prove di volo di velivoli di ridotte dimensioni a pilotaggio remoto interamente prodotti attraverso la tecnica di stampa 3D FDM di materiali polimerici. Nell'ottica del progetto e analisi strutturale di tali prototipi, fondamentale importanza rivestirà la capacità di caratterizzazione dei materiali polimerici che subiscono un processo di stampa 3D FDM. A tal proposito lo studente avrà la possibilità di disegnare, produrre file ad hoc per la stampante 3D e realizzare provini in materiale polimerico da testare in laboratorio attraverso prove di trazione, compressione e flessione. Su tali provini e sulle relative prove in laboratorio si condurranno analisi di capability e statistiche per valutare il processo di produzione e i risultati delle prove sperimentali. La padronanza della tecnica 3D FDM proposta permetterà di disegnare, preparare e produrre un piccolo elemento strutturale di impiego prettamente aerospaziale.

Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

The course of "Design and Additive Manufacturing for Aerospace Applications" aims, above all, to provide a general overview of the main additive manufacturing techniques and related employed materials, in particular providing a division between techniques for metallic materials and techniques for plastics. Specifically, the main metal materials for additive manufacturing, mainly used in aerospace applications, will be treated by providing the necessary tools for the selection and optimization of the performance of the final components. In this regard, an overview about systems for the additive manufacturing of metal components will also be given, highlighting the evolution of technologies over the last decades. In the case of plastic components, great attention will be paid to the FDM (Fused Deposition Modeling) 3D printing technique. The principles of design, production, preliminary project design, simulations and flight tests will be showed for small, remotely piloted aircraft entirely produced using the FDM 3D printing technique for polymeric materials. For the design and structural analysis of such prototypes, the ability to characterize the polymeric materials that undergo to a 3D FDM printing process will be of fundamental importance. In this regard, the student will have the opportunity to draw, prepare specific files for the 3D printer and produce specimens in polymeric material to use in the laboratory for tensile, compression and bending tests. On such samples and on the relative laboratory tests, capability and statistical analyses will be carried out to evaluate the production process and the results of the experimental tests, respectively. The mastery of the proposed 3D FDM technique will allow to draw, prepare and produce a small structural element for aerospace applications.

Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

I risultati di apprendimento attesi dalla frequenza del corso di "Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali" verranno verificati mediante un prova scritta, una relazione elaborata in gruppi sulle attività pratiche e di laboratorio, la realizzazione in gruppi di un piccolo elemento strutturale di impiego prettamente aerospaziale, e una breve discussione orale che verterà solamente sulla relazione e sull'elemento strutturale prodotto. Nel dettaglio lo studente dovrà: - avere un visione di insieme delle principali tecniche di additive manufacturing e dei relativi materiali impiegati; - conoscere i principali materiali metallici per additive manufacturing, maggiormente impiegati nelle applicazioni aerospaziali, al fine di avere gli strumenti necessari per la scelta e ottimizzazione delle prestazioni dei componenti finali; - conoscere i principali sistemi per la fabbricazione additiva di componenti in metallo analizzando l’evoluzione delle tecnologie, gli attuali campi di applicazione e le relative potenzialità e limiti; - essere in grado di sfruttare la tecnica di stampa 3D FDM per la produzione di piccoli elementi strutturali di impiego prettamente aerospaziale; - essere in grado di disegnare opportuni provini in materiale polimerico (per test a trazione, compressione e flessione) e produrli tramite stampa 3D FDM dopo aver creato gli opportuni file STL e G-Code per la stampante 3D; - saper condurre test in laboratorio su prove sperimentali a trazione, compressione e flessione su provini polimerici stampati con tecnica 3D FDM; - saper condurre un'analisi di capability sulle dimensioni dei provini (per valutare il processo di stampa) e un'analisi statistica sui risultati derivanti dai test sperimentali in laboratorio; - comprendere gli step di design, produzione, avanprogetto, simulazioni e prove di volo per piccoli velivoli a pilotaggio remoto prodotti mediante tecnica di stampa 3D FDM; - comprendere come il progetto e le analisi strutturali su tali prototipi siano strettamente legati a un'opportuna caratterizzazione dei materiali polimerici soggetti a processi di stampa 3D FDM. Tali obiettivi verranno verificati tramite la modalità d'esame descritta nell'apposita sezione.

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The learning outcomes expected from the course of "Design and additive manufacturing for aerospace applications" will be verified through a written test, a report elaborated in groups on practical and laboratory activities, the production in groups of a small structural element for aerospace applications, and a brief oral discussion that will only focus on the report and on the produced structural element. In detail, the student must: - have an overview on the main additive manufacturing techniques and related employed materials; - know the main metal materials for additive manufacturing, mostly used in aerospace applications, in order to have the necessary tools for the selection and optimization of the performance of the final components; - know the main systems for the additive manufacturing of metal components analyzing the evolution of the technologies, the current fields of application and their potentials and limits; - be able to exploit the FDM 3D printing technique for the production of small structural elements for aerospace applications; - be able to draw appropriate specimens in polymeric material (for tensile, compression and bending tests) and produce them using the 3D FDM printing technology after the creation of the appropriate STL and G-Code files for the 3D printer; - know how to conduct experimental tests in the laboratory for tensile, compression and bending of polymeric specimens printed via the 3D FDM technique; - be able to conduct a capability analysis on the dimensions of the specimens (to evaluate the printing process) and a statistical analysis on the results deriving from experimental tests in the laboratory; - understand the steps of design, production, preliminary project design, simulations and flight tests for small remotely piloted aircraft produced using FDM 3D printing technology; - understand how the project and the structural analyses on these prototypes are closely linked to an appropriate characterization of the polymeric materials subjected to FDM 3D printing processes. These objectives will be verified through the examination procedure described in the appropriate section.

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I prerequisiti per affrontare al meglio il corso proposto sono le nozioni base acquisite in alcuni corsi della laurea triennale in ingegneria aerospaziale. Nello specifico sono da ritenersi propedeutici al presento corso gli insegnamenti di "Fondamenti di meccanica strutturale", "Scienza e tecnologia dei materiali/Metallurgia " e "Costruzioni aeronautiche".

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The prerequisites to best address the proposed course are the basics acquired in some courses of the three-year degree in aerospace engineering. Specifically, the teachings of "Fundamentals of structural mechanics", "Science and technology of materials/Metallurgy" and "Aircraft constructions" are to be considered preparatory to this course.

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Il programma del corso è suddiviso in 5 fasi principali come dettagliato nei successivi 5 paragrafi. Le fasi 2 e 3 saranno prevalentemente rivolte alle tecniche di additive manufacturing inerenti i materiali metallici, mentre le fasi 1, 4 e 5 saranno prevalentemente dedicate alle tecniche di additive manufacturing inerenti i materiali polimerici. L'ordine degli argomenti (teorici e di laboratorio), così come esposti nei paragrafi successivi, è da ritenersi prettamente aderente all'ordine cronologico con cui i vari argomenti e attività verranno esposti e svolte durante il semestre. Prima fase ( 4.5 ore su ING-IND/04 - Brischetto) Introduzione al corso e illustrazione criteri, regole e procedure per l’esame. Introduzione generale alle principali tecniche di additive manufacturing e relativi materiali: Selective Laser Sintering (SLS) per termoplastici, metalli, sabbia e vetro; Selective Laser Melting (SLM) per metalli e leghe; Fused Deposition Modeling (FDM) per termoplastici; Stereolitografia (SL) per fotopolimeri; Electron Beam Melting (EBM) per leghe di titanio; Laser cladding per metalli; Multi Jet Fusion (MJF) per termoplastici; Liquid Deposition Modeling (LDM) per ceramici. Seconda fase (10.5 ore su ING-IND/22 - Lombardi) Panoramica dei principali materiali metallici per additive manufacturing, maggiormente impiegati nelle applicazioni aerospaziali, con illustrazione delle relazioni processo-microstruttura-proprietà al fine di fornire gli strumenti necessari per la scelta e ottimizzazione delle prestazioni dei componenti finali. In particolare: requisiti e proprietà delle polveri metalliche per le tecnologie di additive manufacturing; caratteristiche e prestazioni dei principali materiali metallici processati con l’additive manufacturing (alluminio e le sue leghe, superleghe, leghe a base titanio). Terza fase (10.5 ore su ING-IND/16 - Atzeni) Panoramica dei sistemi per la fabbricazione additiva di componenti in metallo. Partendo dalla descrizione del principio di costruzione, si analizza l’evoluzione delle tecnologie nell'arco degli ultimi decenni, illustrando gli attuali campi di applicazione e analizzandone le potenzialità e i limiti. In particolare: descrizione delle tecnologie presenti sul mercato e della strategia di costruzione dei componenti; principali settori di utilizzo ed esempi di applicazione; i sistemi in fase di sviluppo; finitura dei componenti e integrazione con i processi convenzionali; linee guida di progettazione dei componenti additivi (design for additive manufacturing). Quarta fase (10.5 ore su ING-IND/04 - Brischetto) Fused Deposition Modeling per stampa 3D di elementi in materiale polimerico (in particolare ABS e PLA). Design, produzione, avanprogetto, simulazioni e prove di volo di un drone multifunzione e modulabile interamente prodotto mediante stampa 3D FDM. Come produrre provini omogenei in PLA o ABS mediante stampa 3D FDM per effettuare test di compressione e trazione. Analisi di capability e statistica per le proprietà geometriche dei provini e per i risultati dei relativi test sperimentali. Come produrre provini sandwich con cuore omogeneo o a nido d'ape in PLA o ABS mediante stampa 3D FDM per effettuare test di flessione. Analisi di capability e statistica per le proprietà geometriche dei provini e per i risultati dei relativi test sperimentali. Possibile caratterizzazione di PLA e ABS, stampati con tecnica 3D FDM, in analogia con i materiali compositi a fibra lunga. Utilizzo dei risultati della caratterizzazione nel progetto e analisi strutturale di piccoli prototipi realizzati in materiale polimerico con tecnica di stampa 3D FDM. Sistema anti-ghiaccio integrato all'interno dei pannelli alari di bordo d’attacco, composto da un sandwich in alluminio o titanio con core trabecolare a cella aperta, che permette di assolvere sia i compiti strutturali sia quelli di scambio termico. Determinazione sperimentale della struttura trabecolare più adatta alla realizzazione di un pannello sandwich. Caratterizzazione meccanica e termica del pannello di prova. Realizzazione del prototipo del pannello. Piano di testing. Quinta fase (25.5 ore di attività di laboratorio informatico, laboratorio di additive manufacturing e laboratorio sperimentale su ING-IND/04 - Brischetto) 4.5 ore di laboratorio informatico per disegno e creazione file STL e G-Code per stampaggio 3D FDM di provini polimerici per prove a trazione, compressione e flessione. 4.5 ore di laboratorio di additive manufacturing per produzione 3D FDM dei provini polimerici precedentemente disegnati e preparati. 4.5 ore di laboratorio sperimentale per prove a trazione, compressione e flessione dei provini precedentemente prodotti. 4.5 ore di laboratorio informatico per capability analysis su geometria dei provini utilizzati e analisi statistica sui risultati delle prove di laboratorio sperimentale precedentemente condotte. 4.5 ore di laboratorio informatico per disegno e creazione file STL e G-Code di un piccolo elemento strutturale tipicamente aerospaziale. 3.0 ore di laboratorio di additive manufacturing per la produzione 3D FDM dell'elemento strutturale tipicamente aerospaziale precedentemente disegnato e preparato.

Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

The program of the course is divided into 5 main phases as detailed in the following 5 paragraphs. Phases 2 and 3 will be mainly addressed to the additive manufacturing techniques inherent to metallic materials, while phases 1, 4 and 5 will be mainly dedicated to the additive manufacturing techniques related to polymeric materials. The order of the topics (theoretical and laboratory), as shown in the following paragraphs, is to be considered strictly adhering to the chronological order of the course during the semester. First phase ( 4.5 hours on ING-IND/04 - Brischetto) Introduction to the course and explanation of criteria, rules and procedures for the exam. General introduction to the main additive manufacturing techniques and related materials: Selective Laser Sintering (SLS) for thermoplastics, metals, sand and glass; Selective Laser Melting (SLM) for metals and alloys; Fused Deposition Modeling (FDM) for thermoplastics; Stereolithography (SL) for photopolymers; Electron Beam Melting (EBM) for titanium alloys; Laser cladding for metals; Multi Jet Fusion (MJF) for thermoplastics; Liquid Deposition Modeling (LDM) for ceramics. Second phase (10.5 hours on ING-IND/22 - Lombardi) Overview of the main metal materials for the additive manufacturing, mostly used in aerospace applications, with an illustration of the process-microstructure-property relationships in order to provide the necessary tools for the selection and optimization of the performance of the final components. In particular: requirements and properties of metal powders for additive manufacturing technologies; characteristics and performances of the main metallic materials processed with additive manufacturing (aluminum and its alloys, super alloys, titanium based alloys). Third phase (10.5 hours on ING-IND/16 - Atzeni) Overview of systems for the additive manufacturing of metal components. Starting from the description of the construction principle, we analyze the evolution of technologies over the last decades, illustrating the current fields of application and analyzing their potential and limits. In particular: description of the technologies available on the market and the component construction strategy; main areas of use and application examples; systems under development; finishing of components and integration with conventional processes; design guidelines for additive components (design for additive manufacturing). Fourth phase (10.5 hours on ING-IND/04 - Brischetto) Fused Deposition Modeling for 3D printing of elements made of polymeric materials (in particular ABS and PLA). Design, production, preliminary project design, simulations and flight tests of a multifunctional and modular drone entirely produced via FDM 3D printing. How to produce homogeneous specimens in PLA or ABS using 3D FDM printing to perform compression and tensile tests. Capability and statistical analyses for the geometric properties of the specimens and for the results of the related experimental tests, respectively. How to produce sandwich specimens with a homogeneous or honeycomb core in PLA or ABS (using 3D FDM printing) to perform bending tests. Capability and statistical analyses for the geometric properties of the specimens and for the results of the related experimental tests, respectively. Possible characterization of PLA and ABS, printed via 3D FDM technique, in analogy with long fiber composite materials. Use of the characterization results in the project and structural analysis of small polymeric prototypes produced via the FDM 3D printing technique. Anti-ice system integrated into the wing panels of the leading edge, composed of an aluminum or titanium sandwich with open cell trabecular core, which allows both structural and thermal exchange assignments to be performed. Experimental determination of the most suitable trabecular structure for the construction of a sandwich panel. Mechanical and thermal characterization of the test panel. Production of the panel prototype. Testing plan. Fifth phase (25.5 hours of computer laboratory, additive manufacturing laboratory and experimental laboratory on ING-IND / 04 - Brischetto) 4.5 hours of computer laboratory for drawing and creating STL and G-Code files for 3D FDM printing of polymeric specimens for tensile, compression and bending tests. 4.5 hours of additive manufacturing laboratory for 3D FDM production of the previously drawn and prepared polymeric specimens. 4.5 hours of experimental laboratory for tensile, compression and bending tests on previously produced specimens. 4.5 hours of computer laboratory for capability and statistical analyses on the geometry of the employed specimens and on the results of the previously conducted experimental laboratory tests, respectively. 4.5 hours of computer laboratory for drawing and creating STL and G-Code files for a small, typically aerospace structural element. 3.0 hours of additive manufacturing laboratory for the 3D FDM production of the typically aerospace structural element which was previously drawn and prepared.

Progettazione e fabbricazione additiva per applicazioni aerospaziali

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Il corso, come già dettagliato nel programma, è composto da lezioni in aula, esercitazioni presso il laboratorio informatico, il laboratorio di additive manufacturing e il laboratorio sperimentale per le prove di caratterizzazione. Le lezioni in aula verteranno sugli argomenti forniti in dettaglio nelle fasi 1, 2, 3 e 4 del programma. Le esercitazioni pratiche saranno organizzate secondo il dettaglio fornito nella fase 5 del programma del corso e prevederanno: - esercitazioni presso il laboratorio informatico per disegno provini ed elementi strutturali, e relativa preparazione dei file STL e G-Code per la stampante 3D FDM; - esercitazioni presso il laboratorio di additive manufacturing per utilizzo stampante 3D FDM per produzione provini ed elementi strutturali precedentemente disegnati e preparati; - esercitazioni presso il laboratorio sperimentale per prove di trazione, compressione e flessione su provini polimerici prodotti mediante stampa 3D FDM; - esercitazioni presso il laboratorio informatico per capability analysis su geometria provini prodotti e analisi statistica sui risultati delle prove di trazione, compressione e flessione sui suddetti provini.

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The course, as already detailed in the program, is made up of lessons in the classroom, practice exercises at the computer laboratory, at the additive manufacturing laboratory and at the experimental laboratory for characterization tests. Classroom lectures will focus on the topics provided in detail in phases 1, 2, 3 and 4 of the program. The practice exercises will be organized according to the details provided in the phase 5 of the course program and they will provide: - practice exercises at the computer laboratory to draw specimens and structural elements, and to prepare the STL and G-Code files for the FDM 3D printer; - practice exercises at the additive manufacturing laboratory to use the FDM 3D printer to produce specimens and structural elements which were previously drawn and prepared; - practice exercises at the experimental laboratory for tensile, compression and bending tests on polymer specimens produced via the 3D FDM printing; - practice exercises at the computer laboratory for capability and statistical analyses on the produced specimen geometries and on the results of tensile, compression and bending tests on the above mentioned specimens, respectively.

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Verranno forniti appunti, dispense e slide da parte dei vari docenti durante lo svolgimento del corso. Una breve bibliografia consigliata, che risulta essere la base da cui il docente ha elaborato alcune delle slide e dispense consegnate a lezione (in particolare fasi 1, 4 e 5), è: [1] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "3D FDM production and mechanical behavior of polymeric sandwich specimens embedding classical and honeycomb cores", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 5(1), 80-94, 2018. [2] Ferro, Carlo Giovanni; Varetti, Sara; Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo. "Mechanical behaviour of a multifunctional panel for de-icing systems", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [3] Ferro, Carlo Giovanni; Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Multi-material sandwich panel produced with desktop 3D printer", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [4] Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Ferro, Carlo Giovanni. "Special Issue on Additive Manufacturing Technologies and Applications", TECHNOLOGIES , 5(3), 1-2, 2017. [5] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Characterization and analysis of homogeneous and sandwich PLA/ABS specimens produced via the FDM printing process for UAV structural elements", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [6] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Compression tests of ABS specimens for UAV components produced via the FDM technique", TECHNOLOGIES , 5(2), 1-25, 2017. [7] Michele, Bici; Brischetto, Salvatore; Francesca, Campana; Ferro, Carlo Giovanni; Carlo, Seclì; Varetti, Sara; Maggiore, Paolo; Andrea, Mazza. "Development of a multifunctional panel for aerospace use through SLM Additive Manufacturing", 11th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, Ischia, July 2017. [8] Ferro, Carlo Giovanni; Casini, Andrea Emanuele Maria; Mazza, Andrea; Maggiore, Paolo; Brischetto, Salvatore. "A novel design approach for space components: application to a multifunctional panel", 68th International Astronautical Congress (IAC), Adelaide (Australia), 25-29 September 2017. [9] Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Ferro, Carlo Giovanni. "Additive Manufacturing Technologies and Applications", Printed Edition of the Special Issue Published in Technologies, 1-180, MDPI AG, Basel, Switzerland, 2017. [10] Ferro, Carlo Giovanni; Brischetto, Salvatore; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "Characterization of ABS specimens produced via the 3D printing technology for drone structural components", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 3(1), 172-188, 2016. [11] Brischetto, Salvatore; Ciano, Alessandro; Ferro, Carlo Giovanni. "A multipurpose modular drone with adjustable arms produced via the FDM additive manufacturing process", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 3(1), 202-213, 2016. [12] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "Tensile and compression characterization of 3D printed ABS specimens for UAV applications", 3rd International Conference on Mechanical Properties of Materials (ICMPM 2016), Venice (Italy), 14-17 December 2016. [13] Brischetto, Salvatore; Ciano, Alessandro; Raviola, Andrea. "Drone multifunzione componibile con bracci regolabili", Brevetto con numero di deposito 102015000069620, 2015. Gli originali di tali riferimenti bibliografici verranno consegnati dal docente agli studenti, se ritenuto necessario. In caso contrario, le dispense e slide fornite saranno sufficienti.

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Notes, handouts and slides will be provided by the various teachers during the course. A brief recommended bibliography, which is the the basis used to elaborate some of the slides and handouts delivered to the students (in particular phases 1, 4 and 5), is: [1] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "3D FDM production and mechanical behavior of polymeric sandwich specimens embedding classical and honeycomb cores", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 5(1), 80-94, 2018. [2] Ferro, Carlo Giovanni; Varetti, Sara; Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo. "Mechanical behaviour of a multifunctional panel for de-icing systems", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [3] Ferro, Carlo Giovanni; Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Multi-material sandwich panel produced with desktop 3D printer", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [4] Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Ferro, Carlo Giovanni. "Special Issue on Additive Manufacturing Technologies and Applications", TECHNOLOGIES , 5(3), 1-2, 2017. [5] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Characterization and analysis of homogeneous and sandwich PLA/ABS specimens produced via the FDM printing process for UAV structural elements", Mechcomp 3 3rd International Conference of Mechanics of Composites, Bologna (Italy), 4-7 July 2017. [6] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Maggiore, Paolo; Torre, Roberto. "Compression tests of ABS specimens for UAV components produced via the FDM technique", TECHNOLOGIES , 5(2), 1-25, 2017. [7] Michele, Bici; Brischetto, Salvatore; Francesca, Campana; Ferro, Carlo Giovanni; Carlo, Seclì; Varetti, Sara; Maggiore, Paolo; Andrea, Mazza. "Development of a multifunctional panel for aerospace use through SLM Additive Manufacturing", 11th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, Ischia, July 2017. [8] Ferro, Carlo Giovanni; Casini, Andrea Emanuele Maria; Mazza, Andrea; Maggiore, Paolo; Brischetto, Salvatore. "A novel design approach for space components: application to a multifunctional panel", 68th International Astronautical Congress (IAC), Adelaide (Australia), 25-29 September 2017. [9] Brischetto, Salvatore; Maggiore, Paolo; Ferro, Carlo Giovanni. "Additive Manufacturing Technologies and Applications", Printed Edition of the Special Issue Published in Technologies, 1-180, MDPI AG, Basel, Switzerland, 2017. [10] Ferro, Carlo Giovanni; Brischetto, Salvatore; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "Characterization of ABS specimens produced via the 3D printing technology for drone structural components", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 3(1), 172-188, 2016. [11] Brischetto, Salvatore; Ciano, Alessandro; Ferro, Carlo Giovanni. "A multipurpose modular drone with adjustable arms produced via the FDM additive manufacturing process", CURVED AND LAYERED STRUCTURES, 3(1), 202-213, 2016. [12] Brischetto, Salvatore; Ferro, Carlo Giovanni; Torre, Roberto; Maggiore, Paolo. "Tensile and compression characterization of 3D printed ABS specimens for UAV applications", 3rd International Conference on Mechanical Properties of Materials (ICMPM 2016), Venice (Italy), 14-17 December 2016. [13] Brischetto, Salvatore; Ciano, Alessandro; Raviola, Andrea. "Multifunctional modular drone with adjustable arms", Patent with deposit number 102015000069620, 2015. The originals of these bibliographic references will be delivered to the students if necessary. Otherwise, the provided handouts and slides will be sufficient.

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Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Progetto di gruppo;

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L'esame consiste in una prova scritta, una relazione sulle attività di laboratorio da svolgere in gruppi, una produzione 3D FDM in gruppi di un elemento strutturale prettamente aerospaziale, e un semplice colloquio orale nel quale verrà brevemente discussa la relazione consegnata e verrà valutato l'elemento strutturale tipicamente aerospaziale prodotto dai gruppi e consegnato insieme alla relazione. In dettaglio: - La prova scritta verterà solamente sugli argomenti della seconda fase (10.5 ore su ING-IND/22 - Lombardi) e terza fase (10.5 ore su ING-IND/16 - Atzeni) del programma del corso. Essa si svolgerà negli appelli ufficiali previsti durante l'anno accademico. La prova avrà una durata di un'ora e prevederà 7 domande a riposta multipla e 1 domanda aperta per la seconda fase (ING-IND/22) e 7 domande a risposta multipla e 1 domanda aperta per la terza fase (ING-IND/16). Il voto della prova scritta verrà comunicato in trentesimi (/30). - Non è prevista alcuna verifica sugli argomenti delle fasi 1 e 4 (ING-IND/04) poiché propedeutici alle attività di laboratorio che verranno valutate. La relazione da elaborare in gruppi (da 2 fino a 5 persone) dovrà essere svolta sulle attività di laboratorio informatico, laboratorio di additive manufacturing e laboratorio sperimentale della quinta fase (ING-IND/04). Tale relazione potrà essere consegnata al massimo una settimana prima della data ufficiale delle prove scritte di cui sopra. Insieme alla relazione dovrà essere consegnato anche l'elemento strutturale tipicamente aerospaziale prodotto dai gruppi tramite tecnica di stampa 3D FDM. La relazione riceverà una valutazione in trentesimi (/30). - Il voto complessivo verrà comunicato in trentesimi come media pesata delle attività di cui sopra: voto complessivo (/30)=1/3*(voto scritto su fasi 2 e 3) + 2/3*(voto relazione su attività di laboratorio della fase 5). Il colloquio orale obbligatorio finale sarà costituito da una brevissima discussione sulla relazione e sulla valutazione della qualità dell'elemento strutturale precedentemente consegnato. Tale prova orale consentirà di ottenere il voto finale come voto complessivo +/- 2 punti. Durante le varie prove non è consentito l'utilizzo di nessun tipo di materiale (appunti, libri, slide o altro). L'unica eccezione è la relazione redatta in gruppo che verrà discussa e commentata durante la prova orale. L'esame dovrà accertare il raggiungimento degli obiettivi elencati nella sezione "Risultati di apprendimento attesi".

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Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay; Group project;

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The exam consists of a written test, a report (to be performed in groups) on laboratory activities, a 3D FDM production of an aerospace structural element (in groups), and a simple oral examination in which the delivered report will be briefly discussed and the typically aerospace structural element produced by the groups (and delivered together with the report) will be evaluated. In detail: - The written test will focus only on the topics of the second phase (10.5 hours on ING-IND / 22 - Lombardi) and third phase (10.5 hours on ING-IND / 16 - Atzeni) of the course program. It will take place in the official calls scheduled during the academic year. The test will last one hour and will include 7 multiple-choice questions and 1 open question for the second phase (ING-IND / 22) and 7 multiple-choice questions and 1 open question for the third phase (ING-IND / 16). The grade of the written test will be announced in thirtieths (/ 30). - There is no verification on the topics of phases 1 and 4 (ING-IND / 04) because they are preparatory to laboratory activities that will be evaluated. The report, to be elaborated in groups (from 2 up to 5 members), will have to be carried out on the activities of computer laboratory, additive manufacturing laboratory and experimental laboratory of the fifth phase (ING-IND / 04). This report must be delivered no later than one week before the official date of the above written tests. Together with the report, the typically aerospace structural element, produced by the groups via the FDM 3D printing technique, must also be delivered. The report will receive an evaluation in thirtieths (/ 30). - The overall grade will be announced in thirtieths (/ 30) as the weighted average of the above activities: overall grade (/ 30) = 1/3 * (grade for written test on phases 2 and 3) + 2/3 * (grade for report on laboratory activities of the phase 5). The final mandatory oral examination will consist of a very brief discussion on the report and on the evaluation of the quality of the structural element previously delivered. This oral examination will allow to obtain the final grade as the overall score +/- 2 points. During the various tests, it is not allowed to use any kind of material (notes, books, slides or other). The only exception is the laboratory report that will be discussed and commented during the oral examination. The exam must ascertain the achievement of the objectives listed in the section "Expected Learning Outcomes".

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