Nell'insegnamento sono illustrate le metodologie numeriche utilizzate sia nel campo della progettazione meccanica sia in quello della simulazione dei processi tecnologici. L'insegnamento è costituito da due moduli: uno di carattere progettuale ed uno di carattere tecnologico. Per la parte riguardante la progettazione meccanica sono presentati i metodi numerici agli elementi finiti per la simulazione e il calcolo in condizioni statiche, con cenni anche al comportamento non lineare e dinamiche lineari. Per la parte di simulazione di processo sono presentati i principali approcci simulativi utilizzati nell’ambito dei processi produttivi. Particolare attenzione verrà mostrata per le nuove tecnologie di simulazione utilizzate nell’ambito dell'Industria 4.0. Seguirà l'analisi dettagliata della simulazione del processo di stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici.

L'obiettivo dell’insegnamento, composto da due moduli (uno di carattere progettuale, l’altro tecnologico) è quello di presentare le metodologie numeriche utilizzate sia nel campo della progettazione meccanica sia in quello della simulazione dei processi tecnologici. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - essere in grado di eseguire verifiche strutturali con il metodo agli elementi finiti in campo lineare; - conoscere i metodi numerici per il calcolo delle sollecitazioni e per la simulazione di prodotto; - conoscere i metodi numerici per il calcolo delle sollecitazioni e per la simulazione di prodotto; - conoscere i metodi numerici per il calcolo delle sollecitazioni e per la simulazione di processo; - conoscere i principali processi utilizzati per la realizzazione di componenti in materiali polimerici; - essere in grado di utilizzare le tecniche di compressione del tempo nella fase di progettazione prodotto/processo; - essere in grado di utilizzare la simulazione software per ottimizzare i processi di produzione di componenti in materiali polimerici.

Lo studente che segue l'insegnamento deve avere conoscenze: - degli argomenti trattati negli insegnamenti di disegno tecnico industriale (compresa la capacità di utilizzare sistemi CAD), di tecnologia meccanica e di sistemi integrati di produzione; - di base della progettazione meccanica; - delle nozioni base del calcolo matriciale delle strutture; - dei concetti fondamentali relative alle tecnologie di produzione.

- Introduzione alla simulazione dei processi produttivi - L'industria 4.0 e la simulazione dei processi produttivi - Generalità sulle materie plastiche sui relativi processi di trasformazione - Teoria e simulazione dello stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici - L’interpretazione dei risultati della simulazione e le strategie per il miglioramento della qualità del manufatto - Il ruolo della simulazione di processo nella progettazione degli stampi per lo stampaggio ad iniezione.

Le lezioni teoriche sono affiancate da esercitazioni. Lo scopo di tali esercitazioni è la progettazione (e l’ottimizzazione) del processo di stampaggio a iniezione di un componente plastico mediante un approccio di tipo CAE. Le esercitazioni si svolgeranno utilizzando principalmente il modulo VISI Flow del pacchetto software CAD/CAE/CAM VISI Series sviluppato da Vero Software (http://www.visicadcam.it/visiflow). Le esercitazioni saranno sviluppate in gruppo di 4/5 persone e saranno suddivise in tre squadre. Esse sono finalizzate alla stesura di un elaborato progettuale.

Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica. I testi consigliati per approfondimenti: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid, Manufacturing Engineering & Technology (7th Edition), Prentice Hall - AA. VV., Manuale dello Stampista, Tecniche Nuove, Milano - G. Bertacchi, Manuale dello Stampaggio progettato, Tecniche Nuove, Milano.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group project;

... L'esame del modulo di Progettazione di processo con metodi numerici è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi) e consta di una prova orale e di un elaborato progettale in gruppo. La prova orale obbligatoria consiste nella risposta a 3 domande aperte. Le domande teoriche possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o risoluzioni di semplici calcoli. Sono argomenti d’esame tutto quanto spiegato durante le lezioni e le tematiche oggetto dell'elaborato progettuale. La valutazione massima assegnata ad ogni risposta è pari a 8/30 punti, per una valutazione massima complessiva di 24/30. Gli elaborati progettuali sono oggetto di discussione e di revisione in itinere con i docenti durante le ore di esercitazione. La valutazione massima dell'elaborato è di 6/30 e considera (a) la completezza, (b) la correttezza delle soluzioni proposte (c) la pertinenza delle informazioni fornite e verifica la capacità di analizzare situazioni pratiche e di applicare le conoscenze acquisite in un problema produttivo specifico. La valutazione finale del modulo è pari alla somma della valutazione ottenuta nella prova orale e di quella dell’elaborato progettuale. La valutazione complessiva dell’insegnamento è la media aritmetica delle valutazioni finali ottenute nel modulo di Progettazione di prodotto con metodi numerici e nel modulo di Progettazione di processo con metodi numerici.

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.