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.

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.

Allo studente sono richieste delle conoscenze di base dell’analisi matematica e delle proprietà dei materiali.

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

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.

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

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.

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.