L’insegnamento ha come obiettivo quello di fornire un’introduzione generale sulla tecnologia della fabbricazione additiva nonché le motivazioni che sono alla base della sua diffusione globale nei settori industriali (quali aerospazio, automobile, bianco) e non (quali biomedicale, gioielleria). Viene analizzato il ciclo della FA, vengono classificate le tecniche ed illustrati i principali campi di applicazione. Sono descritte nel dettaglio le tecniche di FA attualmente disponibili sul mercato; per ciascuna tecnica vengono indicati i materiali disponibili, i vantaggi e i limiti, i principali settori di utilizzo e le prospettive future. Verrà affrontato il tema dell’introduzione del sistema di FA nell’impresa, evidenziando i prerequisiti necessari, le criticità, le modalità di gestione e le modifiche che si rendono necessarie sulla supply chain e sulla piattaforma ICT aziendale. Viene inoltre trattato il tema dell’integrazione delle tecniche di FA con i processi convenzionali per massimizzare i vantaggi di entrambe le soluzioni. Vengono infine illustrate le tecniche di FA in fase di sviluppo che potranno diffondersi sul mercato nel prossimo futuro.

L’insegnamento intende fornire all’allievo la conoscenza approfondita delle tecnologie della fabbricazione additiva e dei relativi campi applicativi, sviluppando in esso l’abilità di definire la strategia di scelta più idonea in funzione del prodotto, del materiale e del volume produttivo. L’allievo sarà inoltre in grado di integrare le tecniche di FA con quelle convenzionali per massimizzare i vantaggi in termini di riduzione dei costi e del time to market. Al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di: 1. conoscere i sistemi di FA disponibili sul mercato, i materiali associati a ciascuna tecnica, i vantaggi e i limiti di utilizzo; 2. individuare in funzione della tipologia del prodotto la tecnica di FA più idonea per la riduzione dei tempi e dei costi di sviluppo prodotto/processo; 3. integrare le tecniche di FA con quelle convenzionali; 4. applicare le tecniche di FA a casi applicativi: dal modello concettuale alla produzione definitiva.

L’allievo che segue l’insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale, tecniche di modellazione CAD tridimensionale e dei processi manifatturieri convenzionali.

Lezioni (60 ore) 1. La fabbricazione additiva (FA) • La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; • L’integrazione con i sistemi CAD 3D; • Classificazione delle tecniche di FA; • Le motivazioni economiche che sono alla base della diffusione delle tecniche di FA. 2. Le tecniche di FA per destinate alla produzione di componenti in materiale polimerico: • Stereolitografia; • Processi Polyjet/Project; • Direct light projection • Drop on Demand; • Fused Deposition Modelling; • 3D Printing • Sinterizzazione selettiva laser. 3. Le tecniche di FA per destinate alla produzione di componenti in materiale metallico: • Processi a letto di polvere:  Selective laser melting;  Selective laser sintering;  Electron Beam Melting • Deposizione laser; • Electron Beam Additive Manufacturing. 4. Le applicazioni della fabbricazione additiva Prototipazione funzionale; • Attrezzaggio rapido; • Rapid casting; • Produzione definitiva. 5. Processi di finitura utilizzabili sui componenti polimerici/metallici realizzati mediante fabbricazione additiva e metodologie per la valutazione delle prestazioni delle tecniche. 6. Trend della tecnologia della fabbricazione additiva • Tecniche in fase di sviluppo; • La progressiva introduzione del controllo di processo; • La simulazione di processo come strumento di previsione dei parametri tecnologici; • Dati di mercato relativi alla diffusione delle tecniche e prospettive future. 7. Introduzione delle tecniche di fabbricazione additiva nelle aziende manifatturiera • Analisi dei prerequisiti; • Criteri di scelta della tecnica di fabbricazione additiva e del relativo materiale in funzione dell’applicazione; • Integrazione con i processi convenzionali; • Modalità di gestione della produzione, della supply chain e della piattaforma ICT aziendale. Esercitazioni / Laboratori (40 h) Le esercitazioni svolte presso il laboratorio “RMLAB” del Dipartimento di Sistemi di Produzione ed Economia dell’Azienda, vertono sul: • design for additive manufacturing (DFAM) di componenti in materiale plastico/metallico. I componenti saranno realizzati sugli impianti di FA disponibili presso il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione e il Centro Interdipartimentale Integrated Additive Manufacturing del Politecnico di Torino (IAM@POLITO); • scelta della tecnica di fabbricazione additiva e del relativo materiale più idonea in funzione dell’applicazione Sono inoltre previsti: • alcune testimonianze aziendali sui vari argomenti trattati nell’insegnamento; • visite presso aziende operanti nel settore della fabbricazione additiva. Le esercitazioni verranno effettuate in piccoli gruppi sotto la guida del docente con la stesura di una relazione tecnica da presentare in sede di esame.

Lezioni (60 ore) Esercitazioni / Laboratori (40 h) Le esercitazioni sono svolte presso il laboratorio “RMLAB” del Dipartimento di Sistemi di Produzione ed Economia dell’Azienda. Le esercitazioni proposte richiedono l’uso dei personal computer presenti presso il laboratorio.

Bibliografia Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica; I. Gibson, D.W. Rosen, B. Stucker, “Additive Manufacturing Technologies”, Springer.

Modalità di esame: Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Elaborato progettuale in gruppo;

Modalità di esame: prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; progetto di gruppo. L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze relative alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore per componenti in materiale polimerico ed è composto da due fasi: - la prima prevede una prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; - la seconda prevede la discussione e la valutazione della relazione tecnica. La prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti consiste in quattro domande aperte ed ha una durata media di circa 100 minuti. La prova è volta ad accertare la conoscenza dello studente relativa alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore. La relazione tecnica, relativa al progetto sviluppato dai diversi gruppi durante le ore di esercitazione, deve essere consegnata almeno una settimana prima rispetto all’inizio della sessione d’esame. La relazione tecnica è volta a valutare la capacità dello studente di applicare le tecniche di design for additive manufacturing su componenti in materiale polimerico, mediante un lavoro in team. La prova scritta concorre alla definizione del voto finale per un massimo di 24 punti su 30. Il voto della prova scritta viene integrato con la valutazione della relazione tecnica fino ad un massimo di 6 punti aggiuntivi. In caso di valutazione massima (30 su 30), la lode viene assegnata a discrezione del docente.

Modalità di esame: Elaborato grafico prodotto in gruppo; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;

Modalità di esame: prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; progetto di gruppo. L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze relative alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore per componenti in materiale polimerico ed è composto da due fasi: - la prima prevede una prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; - la seconda prevede la discussione e la valutazione della relazione tecnica. La prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti consiste in quattro domande aperte ed ha una durata media di circa 100 minuti. La prova è volta ad accertare la conoscenza dello studente relativa alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore. La relazione tecnica, relativa al progetto sviluppato dai diversi gruppi durante le ore di esercitazione, deve essere consegnata almeno una settimana prima rispetto all’inizio della sessione d’esame. La relazione tecnica è volta a valutare la capacità dello studente di applicare le tecniche di design for additive manufacturing su componenti in materiale polimerico, mediante un lavoro in team. La prova scritta concorre alla definizione del voto finale per un massimo di 24 punti su 30. Il voto della prova scritta viene integrato con la valutazione della relazione tecnica fino ad un massimo di 6 punti aggiuntivi. In caso di valutazione massima (30 su 30), la lode viene assegnata a discrezione del docente.