Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Elementi di tecnologie e sistemi di lavorazione

02OLZSK

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Tecnologie Per L'Industria Manifatturiera (Corso Professionalizzante) - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 40
Esercitazioni in laboratorio 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Iuliano Luca Professore Ordinario ING-IND/16 20.5 0 0 0 2
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/16 6 B - Caratterizzanti Ingegneria gestionale
2020/21
L’insegnamento si propone di sviluppare le conoscenze dei principali materiali metallici e polimerici e dei relativi processi di fabbricazione utilizzati nell’industria manifatturiera. Saranno descritte le principali classi di materiali polimerici e metallici con particolare riferimento alle caratteristiche che li rendono di interesse in ambito industriale manufatturiero. Verranno descritte le caratteristiche fondamentali che determinano le proprietà materiale con particolare riferimento alle ricadute in ambito produttivo in termini di processabilità ed applicabilità. Verranno descritti i principali processi di deformazione plastica dei metalli, le lavorazioni con asportazione di materiale, i processi di giunzione e alcune tecnologie di fabbricazione dei manufatti in materiale polimerico termoplastico. Si evidenzieranno le principali caratteristiche di questi processi e le loro relazioni con i materiali e requisiti di prodotto, in termini di qualità, prestazioni e costi. Infine, l’insegnamento si propone di dare allo studente gli elementi di base per la stesura di un ciclo di fabbricazione.
The teaching aims to develop knowledge about the main metallic and polymeric materials and about the related manufacturing processes which are used in the manufacturing industry. Will be described to the students the proper knowledge about the families of metallic and polymeric materials, mainly considering the features related their exploitation in industrial manufacturing. In particular, a description of the main characteristics able to influence the material behavior in terms of processability and application in industrial production will be proposed. The main metal forming processes, machining, welding processes and some of the manufacturing techniques for thermoplastic polymeric components will be described. The main features of these processes will be outlined considering the materials and product requirements, in terms of quality, performances and costs. Finally, the course aims to provide students with basic skills for designing a work cycle.
La conoscenza dei principali materiali e processi produttivi utilizzati dall’industria manifatturiera è necessaria per consentire allo studente di avere delle mansioni esecutive e di supporto alle prestazioni più complesse inerenti alla valutazione e alla gestione dei processi di produzione, anche collaborando alla loro progettazione, alla stesura dei cicli di lavorazione dei singoli componenti, nonché all’esecuzione di test tecnologici e meccanici per la valutazione dell’influenza dei processi manifatturieri sulla qualità del prodotto. Altresì, lo studente deve essere in grado di interpretare e redigere una documentazione tecnica relativa ai processi di produzione e ai materiali di interesse per l’industria manifatturiera. I risultati di apprendimento atteso sono di seguito descritti In relazione ai descrittori di Dublino. Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): 1. acquisire le competenze di base per affrontare le problematiche di ricerca e selezione delle materie prime necessarie nell’industria manufatturiera 2. imparare a caratterizzare, collaudare e certificare un materiale idoneo a uno specifico processo/prodotto. 3. acquisire una conoscenza e una comprensione dei principali processi produttivi dell'industria manifatturiera e le loro peculiarità (tipologia di macchine, utensili/stampi, materiali processabili, ecc…); 4. conoscere e comprendere le relazioni fondamentali tra materiali, processi di fabbricazione e requisiti del manufatto (finiture superficiali, tolleranze geometriche, ecc…); 5. identificare i vantaggi e le limitazioni dei processi di produzione industriale. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): 6. comprendere le schede tecniche dei materiali in ingresso. 7. selezionare materiali e classi di materiali idonei alle applicazioni di fabbrica. 8. interpretare una documentazione tecnica relativa ai processi di produzione e ai materiali di interesse per l’industria manifatturiera; 9. condurre i principali test tecnologici e meccanici per la caratterizzazione dei materiali di interesse per l’industria manifatturiera secondo le normative vigenti; 10. redigere un ciclo di lavorazione di un processo manifatturiero; Autonomia di giudizio (making judgements): 11. essere in grado di valutare l’idoneità di un materiale ad per la produzione di uno specifico manufatto industriale. 12. Essere in grado di descrivere un processo di analisi materiale al fine di certificare un prodotto per il mercato. 13. essere in grado di identificare e selezionare criticamente le informazioni necessarie a supporto di una corretta selezione, pianificazione e/o gestione di un processo manifatturiero; 14. sapere scegliere le prove tecnologiche e meccaniche più adeguate per la caratterizzazione di un materiale; 15. utilizzare la letteratura tecnica appropriata a supporto delle attività ingegneristiche. Abilità comunicative (communication skills): 16. capacità di interloquire in modo critico con i fornitori di materia prima. 17. capacità di redigere una documentazione tecnica relativa ai processi di produzione e ai materiali di interesse per l’industria manifatturiera; 18. capacità di presentare, comunicare, discutere gli argomenti trattati nel corso. Capacità di apprendere (learning skills): 19. capacità di interfacciarsi con le banche dati web per l’acquisizione di documentazione tecnica legata a materiali e processi 20. Lo studente svilupperà le capacità di apprendimento attraverso lo studio individuale degli argomenti trattati durante il corso. Inoltre, l'analisi delle diverse problematiche che si possono presentare in un processo di produzione potrà essere affrontata con discussioni di gruppo; 21. lo studente avrà l'opportunità di approfondire la conoscenza dei processi di produzione consultando i testi specializzati e gli standard tecnici, sia nazionali che internazionali, che il docente potrà fornire durante il corso.
The knowledge of the main materials and manufacturing processes which are currently used in the manufacturing industry is necessary to allow the students to occupy management and supporting positions inherent to complex tasks that concern the evaluation and the management of the whole product development at different levels. The student should be therefore able to support the product design and the process design as well as the technological and mechanical testing of the product to understand the effect of the manufacturing processes on the final quality of the manufactured component. Furthermore, the student should be able to understand and compile the technical documentation on the processes and main materials which are used in the manufacturing industry. The expected learning outcomes are described below, according to the Dublin descriptors. Knowledge and understanding: 1. Acquire basic competences for approaching the selection of raw materials for industrial manufacturing 2. Learning the characterization, the validation and the certification of the proper material for a specific process/product 3. Acquire knowledge and understanding of the main manufacturing processes, which are used in the manufacturing industry, and their features (machines, tools/moulds, processable materials etc…); 4. Know and understand the main relations between materials, manufacturing and component requirement (surface finishing, geometric tolerances, etc…); 5. Identify the advantages and limitations of each industrial manufacturing process. Applying knowledge and understanding: 6. the comprehension of datasheet of starting materials 7. to select material families and their members useful for industrial applications 8. to carry out the main technological and mechanical tests for the material characterization according the standards 9. to understand the technical documentation related to the manufacturing processes and the main materials for the manufacturing industry; 10. to design the work cycle of a component. Making judgements: 11. to be able to evaluate the suitability of materials for the production of a specific industrial component 12. to be able to describe an analysis process of a material in view of its certification for the market 13. to be able to identify and choose critically the proper information that can support a correct selection, planning and/or management of the manufacturing process; 14. to be able to select the technological and mechanical tests suitable for material characterization 15. to use proper technical literature for supporting engineering activities. Communication skills: 16. Capability to discuss with raw material suppliers 17. Ability to compile the technical documentation related to the manufacturing processes and the main materials for the manufacturing industry; 18. Ability to present, communicate and discuss topics addressed during the course. Learning skills: 19. Capability to understand web databases for acquiring technical documents related to materials and processes 20. The student will develop the learning thanks to the individual study of the topics addressed during the course. Furthermore, the analysis of different issues that may occur during a production process can be addressed during group discussion; 21. The student will have the opportunity to deepen the knowledge of the manufacturing processes by consulting both national and international specialized books and technical standards that the teacher can provide during the course.
Allo studente sono richieste delle conoscenze di base dell’analisi matematica e delle proprietà dei materiali.
The student must have a basic knowledge of mathematical analysis and material properties.
Introduzione ai materiali e ai relativi processi di fabbricazione per l’industria manifatturiera 1. Introduzione ai Materiali metallici: - Principi di funzionamento dei materiali metallici - Relazione microstruttura proprietà con particolare riferimento ai risvolti sulle tecnologie produttive - Trattamenti termici sui materiali metallici: principi ed effetti - Principali classi di materiali metallici per l’industria o Acciai o Leghe di Alluminio o Leghe di Rame 2. Introduzione ai materiali polimerici: - Principi di funzionamento dei materiali polimerici - Relazione microstruttura proprietà con particolare riferimento ai risvolti sulle tecnologie produttive - Processi di modifica e funzionalizzazione dei materiali polimerici - Principali classi di materiali polimerici o Termoplastici o Termoindurenti 3. Metodi di selezione dei materiali 4. Principali prove tecnologiche e meccaniche sui materiali: prova di trazione, prova di compressione, prova di durezza, prova di resilienza. 5. Le lavorazioni per deformazione plastica: - considerazioni elementari di teoria della plasticità; - stampaggio massivo a caldo, estrusione; - lavorazioni sulle lamiere: tranciatura, piegatura, imbutitura. 6. Lavorazioni per asportazione di truciolo: - Cenni sulla teoria del taglio dei metalli; - Lavorazioni di tornitura, foratura, fresatura, rettifica; - Materiali per utensili da taglio; - Meccanismi di usura degli utensili, Modello di Taylor; - Stima dei tempi e costi di produzione. - Definizione dei cicli di fabbricazione. 7. Processi di giunzione: saldatura a gas, ad arco, a punti. 8. Processi di trasformazione dei componenti in materiale termoplastico: - Cenni sul comportamento reologico dei polimeri termpolastici - Stampaggio ad iniezione; - Soffiaggio dei corpi cavi; - Estrusione
Introduction to materials and their processes for industrial manufacturing 1. Introduction to metallic materials: - Characteristics of metallic materials - Relations microstructure-properties, mainly considering their influence on production technologies - Thermal treatments of metallic materials: principles and effects - Main metallic materials for manufacturing • Steels • Aluminium alloys • Copper Alloys 2. Introduction to polymeric materials: - Characteristics of polymeric materials - Relations microstructure-properties, mainly considering their influence on production technologies - Modification processes and functionalization of polymeric materials - Main polymeric materials for manufacturing • Thermoplastics • Thermosets 3. Material selection strategies 4. Main Technological and mechanical test for material characterization: tensile, compressive, hardness, impact testing. 5. Forming processes: - Fundamentals of the theory of plasticity; - forging, hot extrusion; - Sheet metal forming: shearing, bending, deep drawing. 6. Machining processes: - Notions on the theory of metal cutting processes; - Machining operations of turning, drilling, milling, grinding; - Materials for cutting tools; - Wear of tools, Taylor’s equation of tool-life; - Evaluation of time and costs production; - Design of the working cycles. 7. Joining processes: gas, arc and spot welding. 8. The manufacturing process for thermoplastic material components: - Notions on the rheological behaviour of thermoplastic polymers; - Injection moulding; - Blowing of hollow bodies; - Extrusion.
Il corso è suddiviso in lezioni frontali, esercitazioni in aula e di laboratorio. Durante le lezioni frontali saranno discussi i materiali e i fondamenti teorici delle principali tecnologie di fabbricazione per l’industria manifatturiera. Le esercitazioni in aula consentiranno di chiarire quanto discusso nelle lezioni teoriche tramite esercizi numerici e/o al calcolatore. Le esercitazioni in laboratorio permetteranno allo studente di comprendere come sono condotti alcuni processi di produzione e le prove tecnologiche e meccaniche per la caratterizzazione dei materiali.
The course includes lectures, classroom exercises and practical activities in the laboratory. During the lectures, the materials and the theoretical foundations of the main manufacturing technologies for the manufacturing industry will be discussed. The classroom exercises will help to understand the theoretical lessons better using practical exercises done numerically and/or by the computer. The training activities in laboratory exercises will allow the students to know how some production processes and the technological and mechanical tests for the characterization of materials work.
Le slide in formato .pdf utilizzate a lezione sono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica. Il docente potrà fornire del materiale didattico aggiuntivo. Testi consigliati per approfondimenti: - William F. Smith, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, McGraw-Hill Italia, Milano - W. Kurz, J.P. Mercier, G. Zimbelli, “Introduzione alla Scienza dei Materiali” Hoepli, Milano - S. Kalpakjian, S.R. Schmid, "Tecnologia meccanica", 5a edizione, ed. Pearson Education Italia - M. Santochi, F. Giusti, "Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione", 2a edizione, ed. CEA – Casa Editrice Ambrosiana
The slides in .pdf format presented during the lectures are available on “Portale della Didattica”. The teacher can provide additional teaching material. Recommended texts for further information: - William F. Smith, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, McGraw-Hill Italia, Milano - W. Kurz, J.P. Mercier, G. Zimbelli, “Introduzione alla Scienza dei Materiali” Hoepli, Milano - S. Kalpakjian, S.R. Schmid, "Tecnologia meccanica", 5a edizione, ed. Pearson Education Italia - M. Santochi, F. Giusti, "Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione", 2a edizione, ed. CEA – Casa Editrice Ambrosiana
Modalità di esame: Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;
L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sulle principali materiali e tecnologie dell’industria manifatturiera. L'esame consiste in una prova scritta. La prova scritta consiste nella risposta di 4 quesiti che riguardano tutto il contenuto del corso e la definizione di un ciclo di lavorazione. Il punteggio massimo assegnato per la risposta ai quesiti è di 6 punti, il punteggio massimo assegnato alla definizione del ciclo di lavorazione è di 6 punti. Per la prova scritta, lo studente avrà a disposizione 3 ore. Durante la prova scritta, lo studente non potrà utilizzare alcun testo o appunto, se non espressamente indicato dal docente. Sarà necessario utilizzare una calcolatrice scientifica per la risoluzione del ciclo di lavorazione.
Exam: Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;
The final exam aims to verify the acquisition of knowledge about the main materials and technologies of the manufacturing industry. The exam consists of a written test. The written test shall consist of 4 questions that concern the entire content of the course (both the theoretical part and the exercises in the classroom and laboratory). The maximum score assigned to each answers to the questions is 6 points, the maximum score assigned to the definition of the working cycle is 6 points. The overall testing time for the written test is 3 hours. Unless expressly indicated by the teacher, during the written test, the use of texts, book, notes or similar is not allowed. The use of a scientific calculator to solve the exercises is necessary.
Modalità di esame: Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;
L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sulle principali materiali e tecnologie dell’industria manifatturiera. L'esame consiste in una prova scritta. La prova scritta consiste nella risposta di 4 quesiti che riguardano tutto il contenuto del corso e la definizione di un ciclo di lavorazione. Il punteggio massimo assegnato per la risposta ai quesiti è di 6 punti, il punteggio massimo assegnato alla definizione del ciclo di lavorazione è di 6 punti. Per la prova scritta, lo studente avrà a disposizione 3 ore. Durante la prova scritta, lo studente non potrà utilizzare alcun testo o appunto, se non espressamente indicato dal docente. Sarà necessario utilizzare una calcolatrice scientifica per la risoluzione del ciclo di lavorazione.
Exam: Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;
The final exam aims to verify the acquisition of knowledge about the main materials and technologies of the manufacturing industry. The exam consists of a written test. The written test shall consist of 4 questions that concern the entire content of the course (both the theoretical part and the exercises in the classroom and laboratory). The maximum score assigned to each answers to the questions is 6 points, the maximum score assigned to the definition of the working cycle is 6 points. The overall testing time for the written test is 3 hours. Unless expressly indicated by the teacher, during the written test, the use of texts, book, notes or similar is not allowed. The use of a scientific calculator to solve the exercises is necessary. .
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