Il Laboratorio, multidisciplinare, si occupa della progettazione di artefatti industriali ed è organizzato come 'simulazione professionale' al fine di predisporre, in tempi limitati e talora in collaborazione con reali imprese, soluzioni progettuali culturalmente sostenibili e verificate sotto il profilo della producibilità. Il Laboratorio trova relazione e continuità con Material Lab sul piano dei materiali e delle tecniche di trasformazione, fornendo un’adeguata conoscenza per la gestione del processo di disegno industriale, dalla fase di ideazione e sviluppo del progetto, a quella costruttiva e di dettaglio per la produzione. Oltre alle lezioni teoriche, momento caratterizzante è l'esercitazione progettuale che prevede un'azione di design o re-design applicata ad una tematica di prodotto che sia di interesse contemporaneo, già presente sul mercato, ma con ampio margine di sviluppo. Si tratta di prodotti a media complessità che prevedono soluzioni smart (digitale/interattivo), nodi strutturali, componenti meccanici e cinematismi per la loro compattabilità. Condizioni che normalmente si ritrovano nei piccoli mezzi di trasporto per la mobilità sostenibile e la disabilità; nelle attrezzature funzionali per la casa, il lavoro, lo sport, il commercio e/o di servizio alla città. Il Laboratorio approfondisce le conoscenze di: Design per la produzione seriale (misura della qualità del prodotto e tecniche di co-design, brevettualità, processi di trasformazione legati a casi studio eccellenti del Design Industriale, cenni di ergonomia e normazione); Meccanica funzionale per il design (cinematica, dinamica, sistemi per la trasmissione del moto, brevettualità); Modello virtuale per la produzione (regole di progettazione ed i vincoli dei principali processi produttivi in termini di geometrie, accuratezza dimensionale e tolleranze geometriche, tecniche di modellazione per la fabbricazione additiva e la stampa 3D, tecniche di reverse engineering e scansione 3D). Il Laboratorio è semestrale e collocato al 2° periodo didattico del 2° anno Orientamento Prodotto.

Frequentando il Laboratorio, lo studente avrà conoscenza del ruolo e delle responsabilità professionali che spettano oggi al designer industriale, in termini di: - gestione del tempo e delle risorse disponibili per l'investimento in progetto e in produzione; - conoscenza del mercato specifico e comprensione dei modelli di consumo riferiti alla tipologia di prodotto in esame; - conoscenza e comprensione dell'ambito aziendale in cui opera, del suo livello tecnologico e del suo posizionamento sul mercato; - conoscenza delle tecniche avanzate di prototipazione rapida a sostegno della producibilità E, in termini di abilità: - capacità di colloquio con i diversi attori committenti (decisionali, gestionali e tecnici); - capacità di lavorare in team mono e multidisciplinari, gestire e organizzare ruoli e competenze; - capacità di presentare in pubblico il proprio lavoro, con tecniche aggiornate e adeguate agli interlocutori.

Conoscenze consolidate nel campo del progetto di design, riferite alla metodologia di progetto (concept design, designer di scenario), alle nozioni tecniche di statica, materiali, tecnologie e processi di trasformazione, alla storia del design di prodotto, alla sostenibilità del progetto e della produzione, alla rappresentazione digitale 2D e 3D.

Il Laboratorio si compone dei contributi offerti da tre discipline (6 CFU ciascuna), articolati in lezioni e una macro - esercitazione progettuale finalizzata al design o re-design di prodotti a media complessità che prevedono soluzioni smart (digitali/interattivi), nodi strutturali, componenti meccanici e cinematismi per la loro compattabilità. DESIGN PER LA PRODUZIONE SERIALE (6 CFU, 60 ore) È la disciplina che coordina il Laboratorio, in cui si procede, in ambito di simultaneous engineering, alla simulazione delle diverse fasi che dall'idea (concept) conducono al prodotto. Teorie e metodi per la misura della qualità del prodotto (20 ore, 2 CFU): - metodi di analisi dello scenario di mercato e del consumo (benchmarking con indici multicriteria e cenni normativi UNI-EN) - cenni di ergonomia e tecniche di co-design, - brevettualità, - tecniche di trasformazione legate a casi studio di prodotti di Design di successo. Macro-esercitazione (40 ore, 4 CFU) - comunicazione dello scenario e del brief - applicazione delle tecniche per la misura della qualità del prodotto - target e tecniche di co-design - concept e sviluppo design, attraverso elaborati digitali/a stampa: 1. uso e immagine del prodotto (storyboard compattazione, rendering, principali caratteristiche del prodotto); 2. costruzione del prodotto (disegnazione quotata e di dettaglio, principali caratteristiche); 3. assemblaggio componenti, materiali, tecniche di trasformazione (disegno in esploso); 4. feedback su benchmarking multicriteria (valutazione tra proposta in progetto e proposte sul mercato); 5.sviluppo della rappresentazione per la prototipazione rapida di un nodo caratteristico (in collaborazione con Modello virtuale per la produzione). MECCANICA PER IL DESIGN (6 CFU, 60 ore) L'insegnamento, svolto con metodo induttivo, fornisce agli studenti alcuni strumenti per analizzare, dal punto di vista cinematico e dinamico, il funzionamento di congegni, dispositivi e meccanismi presenti in oggetti d’uso: - cinematica (12 ore): definizione di velocità e accelerazione; tipi di moto; membri e coppie cinematiche; catene cinematiche e meccanismi; mobilità; sintesi di numero; isomeri; trasformazione di catene cinematiche; inversione cinematica; gruppi di Assur; meccanismi articolati piani; quadrilateri articolati; condizioni di Grashof; sintesi di quadrilateri con due e tre punti di precisione; pentalateri e esalateri; - dinamica (6 ore): definizione di forze e momenti; coppie di forze; composizione di forze e momenti; sistemi di coppie e forze; le tre leggi della dinamica; il diagramma di corpo libero; lavoro ed energia; potenza; rendimento; attrito statico, attrito dinamico, attrito volvente; - componenti per la trasmissione del moto (2 ore): ruote dentate; cinghie, catene e funi; vite-madrevite; giunti; innesti. Le conoscenze acquisite durante le lezioni teoriche saranno oggetto di esercitazioni in aula (10 ore) e applicate nella macro-esercitazione di Laboratorio (30 ore). MODELLO VIRTUALE PER LA PRODUZIONE (6 CFU, 60 ore) Nell'insegnamento sono esaminate le tecniche integrate di progettazione e produzione impiegate nell’industria manifatturiera con l’obiettivo della riduzione del time-to-market. Prerequisito è la disponibilità del modello matematico tridimensionale, pertanto vengono inizialmente descritti i sistemi di interfaccia per lo scambio dati. La progettazione (ambito CAD) è quindi trattata dal punto di vista del suo collegamento con la produzione (ambito CAM). Saranno altresì presentate le moderne tecnologie di time-compression per lo sviluppo del prodotto. Queste includono le tecniche di fabbricazione additiva, per la realizzazione di particolari di qualsiasi geometria direttamente dal CAD senza l’impiego di utensili e la Reverse Engineering, ovvero la modellazione tridimensionale a partire dai dati di scansione 3D di oggetti fisici. Saranno trattati i seguenti argomenti: Concurrent Engineering e integrazione CAD/CAE/CAM (4h); tolleranze di produzione per i principali processi di lavorazione (12 h); fabbricazione additiva e stampa 3D (8 h); reverse engineening (4 h). Le esercitazioni verteranno sulla progettazione CAD 3D di componenti in materiale plastico e metallico nell’ottica della fabbricazione additiva, che non necessità delle classiche attrezzature di produzione.

ll Laboratorio è organizzato in lezioni frontali e una macro-esercitazione sullo sviluppo di design o re-design di prodotti a media complessità, a cui partecipano le 3 discipline. La tematica progettuale è unica e diversa di anno in anno. Viene presentata dalla Docenza, ad inizio Laboratorio, attraverso un brief, a cui gli studenti, organizzati in gruppi di 3/4 unità, rispondono elaborando gli sviluppi progettuali richiesti (vedi descrizione in programma). Prevede inoltre la prototipazione rapida di un "nodo/collegamento" caratteristico del progetto, che potrà essere realizzato in laboratori interni o esterni al Politecnico, secondo modalità che saranno comunicate più avanti, anche in ragione della situazione pandemica. Le revisioni sono sia frontali, sia collettive con presentazione in digitale dell'avanzamento. Per una migliore organizzazione del tempo, le revisioni frontali sono alternate per gruppi al mattino e al pomeriggio.

DESIGN PER LA PRODUZIONE DI SERIE: Thompson R., Il manuale per il design dei prodotti industriali. Materiali, tecniche, processi produttivi, Martino C., Lucibello S. (a cura di), Zanichelli 2012 Lesko J., Industrial design. Materials and manifacturing guide, Wiley and Sons 2008. Ulteriori riferimenti bibliografici saranno forniti dalla docenza in relazione alle varie tematiche affrontate. MECCANICA PER IL DESIGN: Ferraresi C., Raparelli T., Meccanica Applicata, CLUT, 2007 Ghigliazza R., Galletti C.U., Meccanica applicata alle macchine – teoria delle macchine, UTET Magnani P.L., Ruggieri G., Meccanismi per macchine automatiche, UTET Meriam J.L., Kraige L.G., Engineering Mechanics-Dynamics, Wiley & Sons Norton R.L, Design of machinery, An Introduction to the synthesis and analysis of mechanisms of machines, Mc Graw Hil.l Le dispense dell’insegnamento saranno fornite dal docente a valle delle lezioni. McMahom C., Browne J., “CAD/CAM from Principles to Practice”, Addison Weshley Publishing Company; Kalpakjian S., Schmid S.R., “Tecnologia meccanica”, Pearson. Gibson I., Rosen D, et al., “Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing”, Springer.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Written test; Group project;

... Il Laboratorio richiede un'assidua frequenza anche in considerazione del giudizio finale che sarà espresso con un unico voto d'esame tra le 3 discipline. Le attività svolte saranno monitorate attraverso valutazioni intermedie a carattere monodisciplinare (vedi descrizione per ogni disciplina) i cui risultati sono espressi con voti in trentesimi che concorreranno alla valutazione finale. Nella valutazione finale saranno discussi gli elaborati di progetto presentati da ogni gruppo di studenti. Le attività di Laboratorio sono svolte dagli studenti accorpati in gruppi, ma il giudizio per ciascuno studente sarà un giudizio individuale (espresso con unico voto), media delle valutazioni monodisciplinari. DESIGN PER LA PRODUZIONE DI SERIE - Prova individuale di accertamento delle conoscenze teoriche, attraverso test scritto manuale in aula, articolata in domande chiuse/aperte e valutata in trentesimi. La durata del test è di un’ora e trenta e prevede una o due domande per ogni argomento di lezione. La prova può essere ripetuta in ogni appello successivo, anche nell'ambito della stessa sessione, nel caso di miglioramento o di insufficienza del voto, fermo restando che risulterà valido l'ultimo voto acquisito. Il risultato di tale prova è indifferente dalla valutazione degli elaborati progettuali. - Discussione in gruppo degli elaborati di progetto, valutati in trentesimi, distintamente per l'aspetto dei contenuti e della rappresentazione grafica e con valutazione uguale per ogni componente del gruppo. Tali valutazioni faranno media tra loro e il voto di questa disciplina concorrerà al voto finale in media con quelli delle altre discipline. MECCANICA PER IL DESIGN - Valutazione, tramite accertamento scritto in itinere o mediante prova orale in sede di esame, delle conoscenze teoriche acquisite da ogni singolo studente relativamente al programma sopra riportato. L’accertamento scritto consiste nella soluzione di due o più esercizi su argomenti di cinematica, dinamica o sistemi di trasmissione del moto affrontati durante le lezioni. Agli studenti non è concesso l’uso di appunti, libri o altro materiale. La durata del test è di un’ora e trenta. La prova orale, analogamente, consiste nella soluzione di due o più esercizi relativi agli argomenti di cinematica, dinamica o sistemi di trasmissione del moto affrontati durante le lezioni. La votazione, individuale, è espressa in trentesimi. - Valutazione tramite discussione orale in sede di esame, della qualità, coerenza e funzionalità del progetto dal punto di vista meccanico. La votazione, di gruppo, è espressa in trentesimi. Ogni singolo studente avrà assegnato un voto di Meccanica per il Design, in trentesimi, ottenuto come media della valutazione delle conoscenze teoriche individuali e del progetto di gruppo. Tali valutazioni faranno media tra loro e il voto di questa disciplina concorrerà al voto finale in media con quelli delle altre discipline. MODELLO VIRTUALE PER LA PRODUZIONE L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sulle tematiche affrontate nelle ore di lezione, integrando il voto dello scritto con la valutazione del progetto sviluppato nelle ore di esercitazione. La prova scritta è composta da cinque domande a risposta aperta a cui occorre rispondere in un tempo massimo di 120 minuti. In dettaglio, due domande sono caratterizzate da una valutazione massima di 6 punti e tre domande con una valutazione massima di 4 punti. La risposta alle domande può anche richiedere la redazione di rappresentazioni grafiche (schemi di processo, grafici e diagrammi) analoghi a quelli illustrati durante le lezioni. Lo scritto è da svolgersi senza possibilità di consultare libri, appunti o altro materiale di supporto. Lo scritto concorre al voto finale per al massimo 24/30. Il voto dello scritto è integrato con la discussione della relazione tecnica relativa al progetto di esercitazione, presentata e corretta dal docente con una valutazione massima di 6/30. Tali valutazioni faranno media tra loro e il voto di questa disciplina concorrerà al voto finale in media con quelli delle altre discipline.

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.