L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze inerenti alle famiglie di materiali utilizzabili e sviluppabili con le tecnologie additive. A partire dalle conoscenze di base sui materiali, acquisite dagli studenti nei corsi di base, l’insegnamento fornirà le nozioni necessarie ad ottimizzarne l’utilizzo mediante le tecnologie additive, con specifico riferimento ai criteri di Design nelle diverse applicazioni. Nello specifico vengono analizzati: 1) i materiali polimerici, termoplastici e termoindurenti, ed i relativi compositi; 2) i materiali metallici ad elevato valore aggiunto ed i relativi compositi; 3) i materiali ceramici ed i relativi compositi; 4) i materiali funzionali. Per ogni classe di materiali si analizzano: 1) la produzione delle materie prime; 2) l’effetto del processo sul materiale; 3) la microstruttura e le proprietà dei materiali prodotti; 4) i criteri per l’ottimizzazione dei parametri di design; 5) la propensione al riciclo ed al riutilizzo delle materie prime nell’ottica di un’analisi LCA del processo.

Conoscenza delle peculiarità delle proprietà dei materiali prodotti attraverso le tecnologie additive. Comprensione dei principi che permettono di ottimizzare il design del materiale all’interno delle macchine di Additive Manufacturing. Ottimizzazione delle proprietà meccaniche e selezione della migliore accoppiata materiale/tecnologia in funzione dei componenti da formare. Comprensione dei meccanismi che regolano i processi di post processing per l’ottimizzazione dei materiali.

Conoscenze di base di fisica, chimica, scienza e tecnologia dei materiali/tecnologia dei materiali metallici.

Ripasso delle principali nozioni di polimerizzazione: termoplastici e termoindurenti. (2h) Le tecnologie SLS e FDM ed i materiali termoplastici: materie prime, modifiche lungo il processo, proprietà materiale. Riutilizzo del materiale non formato. Trattamenti di finitura e ottimizzazione proprietà. (6h) I compositi a matrice polimerica e le tecnologie additive: le vie per processare i compositi, principali materiali utilizzati, proprietà. (4h) La stereolitografia e i materiali termoindurenti: dettagli del processo di fotopolimerizzazione, materiali processabili per stereolitografia, proprietà e limiti. (6h) Materiali funzionali: il processo stereolitografico nella modifica dei polimeri, i compositi conduttivi e l’FDM. (2h) Ripasso sui diagrammi di stato. (2h) Le polveri metalliche come materie prime: tipologie, qualità delle polveri, tecnologie produttive e correlazione con la qualità. Il tema del riciclo delle polveri, problematiche correlate all’EBM ed al SLM. (6h) Introduzione all’additive manufacturing per il metallo: correlazione tra materiali utilizzabili e relative tecnologie. Problematiche nell’utilizzo delle leghe complesse e delle leghe non saldabili. (4h) Leghe di Alluminio e additive manufacturing: problematiche specifiche nella gestione delle polveri, tecnologie di processo e leghe utilizzabili. Proprietà e trattamenti termici per l’ottimizzazione dei parametri di design. (6h) Leghe di Titanio ed intermetallici per additive manufacturing: problematiche specifiche nella gestione delle polveri, tecnologie di processo e leghe utilizzabili. Proprietà e trattamenti termici per l’ottimizzazione dei parametri di design. Cenni di applicazioni biomedicali. (6h) Le superleghe a base Nichel e Cobalto per additive manufacturing: problematiche specifiche nella gestione delle polveri, tecnologie di processo e leghe utilizzabili. Proprietà e trattamenti termici per l’ottimizzazione dei parametri di design. (6h) I compositi a matrice metallica e l’additive manufacturing: tecniche in situ ed ex situ per la produzione di compositi. Principali caratteristiche e proprietà. (4h) I metalli speciali e l’additive manufaturing: Cenni di metalli refrattari, Rame, leghe di Rame, leghe di Magnesio. (2h) I materiali ceramici: breve ripasso di processi tradizionali di formatura e di proprietà materiale. (2h) I materiali ceramici ossidici e l’SLM: l’allumina e la Zirconia. Metodi produttivi e proprietà materiale. Caratteristiche dei componenti ceramici prodotti per additive manufacturing e trattamenti termici. (6h) I materiali ceramici ossidici e le tecnologie FDM e SLS: l’utilità dei binders, il problema del ritiro. Proprietà materiale e trattamenti termici. (6h) I materiali ceramici, l’utilizzo dei preceramici: natura e tipologia dei polimeri preceramici, processi di ceramizzazione, caratteristiche e proprietà dei componenti ceramici. (6h) I materiali ceramici non ossidici: processi SLM e EBM nella processatura dei materiali ceramici non ossidici, proprietà materiale e trattamenti termici. (4h)

L'insegnamento prevede lezioni teoriche e pratiche sui diversi argomenti trattati.

L'apprendimento è basato principalmente sulle dispense distribuite dal docente (per alcune parti) e sugli appunti delle lezioni.

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

Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;

... L’esame verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell’apposita sezione; consisterà in un esame scritto con domande aperte a risposta breve, ognuna con un punteggio massimo di 2 punti, da sostenere senza l’ausilio di materiali/testi/dispense/formulari. La durata orientativa della prova è di un'ora. L'elaborato scritto in gruppo verterà sull'analisi di casi studio da realizzare in additive manufacturing, con la definizione dei vincoli di progetto e la selezione delle soluzioni ottimali. L'elaborato scritto sarà valutato con un punteggio massimo di 12 punti. La prova scritta sarà valutata positiva con una votazione superiore a 18/30, con una votazione massima raggiungibile fino a 30L, includendo il voto dell'elaborato scritto e la prova orale facoltativa. La prova orale verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell'apposita sezione.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell’apposita sezione; consisterà in un esame scritto con domande aperte a risposta breve, ognuna con un punteggio massimo di 2 punti, da sostenere senza l’ausilio di materiali/testi/dispense/formulari. La durata orientativa della prova è di un'ora. L'elaborato scritto in gruppo verterà sull'analisi di casi studio da realizzare in additive manufacturing, con la definizione dei vincoli di progetto e la selezione delle soluzioni ottimali. L'elaborato scritto sarà valutato con un punteggio massimo di 12 punti. La prova scritta sarà valutata positiva con una votazione superiore a 18/30, con una votazione massima raggiungibile fino a 30L, includendo il voto dell'elaborato scritto e la prova orale facoltativa. La prova orale verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell'apposita sezione.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell’apposita sezione; consisterà in un esame scritto con domande aperte a risposta breve, ognuna con un punteggio massimo di 2 punti, da sostenere senza l’ausilio di materiali/testi/dispense/formulari. La durata orientativa della prova è di un'ora. L'elaborato scritto in gruppo verterà sull'analisi di casi studio da realizzare in additive manufacturing, con la definizione dei vincoli di progetto e la selezione delle soluzioni ottimali. L'elaborato scritto sarà valutato con un punteggio massimo di 12 punti. La prova scritta sarà valutata positiva con una votazione superiore a 18/30, con una votazione massima raggiungibile fino a 30L, includendo il voto dell'elaborato scritto e la prova orale facoltativa. La prova orale verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione e descritti nell'apposita sezione.