L'insegnamento concorre alla formazione del profilo di ingegnere progettista di sistemi di produzione, figura responsabile della progettazione di mezzi ed attrezzature di produzione. L'insegnamento ha come obiettivo la descrizione e lo studio della progettazione e della produzione delle attrezzature (stampi) impiegate nei processi di fabbricazione di componenti in materiale polimerico e nella lavorazione delle lamiere. Queste attività prevedono l'ausilio del calcolatore e l'utilizzo di simulazioni ingegneristiche. Le lezioni teoriche e le esercitazioni in aula forniscono allo studente le conoscenze basilari per la progettazione dei processi di formatura, la progettazione di uno stampo e la scelta dei materiali per la sua fabbricazione. Le fasi che portano alla definizione delle attrezzature di produzione vengono esaminate nell'ottica della Concurrent Engineering dove convivono tutte le moderne tecniche CAD/CAM/CAE assistite dal calcolatore. La scansione ottica 3D viene introdotta per la fase di collaudo delle attrezzature e applicazioni di Reverse Engineering.

AI termine dell'insegnamento l'allievo dovrà avere acquisito una buona conoscenza dei principali aspetti connessi con la progettazione e la lavorazione di stampi e attrezzature per la produzione di componenti in lamiera e in materiale polimerico. Sarà inoltre in grado di progettare un semplice stampo sia per lamiera che per iniezione di polimeri termoplastici con l’ausilio di un software CAD/CAM. Lo studente apprenderà le potenzialità delle tecnologie di scansione ottica tridimensionale per le fasi di collaudo delle attrezzature di produzione. Le esercitazioni del corso sono principalmente finalizzate alla progettazione di uno stampo per lo stampaggio ad iniezione di materiale polimerico. Il progetto dello stampo è svolto in gruppi composti da 4 o 5 studenti per promuovere il lavoro in team come in un reale ambiente lavorativo. Nell'ambito del corso è previsto l'apprendimento di software specifici di utilizzo in ambito industriale per la simulazione di processo o la progettazione CAD di uno stampo .

L’allievo che segue l'insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale e tecniche di modellazione CAD tridimensionale, tecnologie di lavorazione dei metalli, materiali metallici e trattamenti termici. E’ indispensabile che l’allievo abbia confidenza con l’uso dei computer, ma non è richiesta la conoscenza pregressa di utilizzo di software specifici. L'apprendimento di software, di utilizzo in ambito industriale, dedicati alla simulazione di processo o la progettazione CAD di uno stampo è previsto nell'ambito delle ore di esercitazione.

Introduzione (3h): - Richiami sul processo di stampaggio ad iniezione - Richiami sulle caratteristiche costruttive delle presse ad iniezione - Stampaggio multimateriale e co-stampaggio - Stampaggio assistito da gas Stampi per iniezione (22h): - Tipologie di stampi - Pre-esame progettativo del componente da stampare - Sistema di alimentazione - Componenti normalizzati - Sistemi di estrazione del pezzo - Sistemi di condizionamento - Sistemi di sfiato - Elementi mobili per la sformatura - Materiali per stampi per materie plastiche - Processi di finitura e fotoincisione - Dimensionamento e preventivazione degli stampi - Esempi di soluzioni progettuali e costruttive Tecniche di scansione ottica 3D per il collaudo di stampi e attrezzature (3h): - Introduzione alla Reverse Engineering - Tipologie di scanner per la scansione tridimensionale - Esempi applicativi al settore degli stampi e delle attrezzature Processi di formatura (6h): - Introduzione ai processi di deformazione plastica - Fucinatura e stampaggio - Processi di formatura delle lamiere Simulazione dei processi di formatura (24h): - Teoria della plasticità - Introduzione alla simulazione di processo - Metodo degli Elementi Finiti - Applicazione del metodo degli elementi finiti a problemi non lineari: • solutori dinamici e statici • solutori espliciti ed impliciti - Progettazione dello stampo con il supporto della simulazione. Progettazione e modellazione CAD di uno stampo ad iniezione per la produzione di un componente in materiale polimerico (30h). Simulazione di processi di formatura e stampaggio mediante utilizzo di software agli elementi finiti (12h).

L'insegnamento è suddiviso in lezioni teoriche (circa 60 ore) ed esercitazioni (circa 40 ore). Le lezioni sono svolte in aula con il supporto di slide Powerpoint e la proiezione di video relativi ai processi produttivi oggetto del corso. Le esercitazioni si svolgono presso il laboratorio RMLab del Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP), prevedono l’utilizzo del calcolatore e sono finalizzate a: - progettazione mediante applicativo CAD/CAM di uno stampo ad iniezione e programmazione della lavorazione a controllo numerico alle macchine utensili; - simulazione e ottimizzazione del processo di formatura di lamiera mediante applicativo CAE. Le esercitazioni di laboratorio vengono effettuate sotto la guida del docente e sono finalizzate alla stesura di una relazione relativa al progetto condotto da realizzare in piccoli gruppi e da presentare in sede di esame. Le esercitazioni prevedono l'utilizzo dei PC installati presso il laboratorio RMLab.

Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica. Testi consigliati per approfondimenti: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid, "Tecnologia Meccanica", Pearson - Prentice Hall. - R. Dangel, "Injection Moulds for Beginners", Hanser. - G. Bertacchi, "Manuale dello Stampaggio progettato", Tecniche Nuove. - H. Gastrow, "Stampi per iniezione, 130 progetti collaudati", Tecniche Nuove. - F. Micari, "Processi di formatura dei metalli", Editore Flaccovio.

Slides; Dispense;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group essay;

... L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze relative alla produzione di componenti in materiali polimerico e i processi di formatura e di lavorazione delle lamiere ed è composto da: - una prova orale sugli argomenti trattati nelle lezioni; - la discussione e la valutazione della relazione tecnica. La prova orale in presenza consiste in quattro o cinque domande aperte ed ha una durata media di circa 40 minuti. La prova orale è volta ad accertare la conoscenza dello studente relativa alla progettazione e alla fabbricazione delle attrezzature per i processi di stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici e deformazione plastica per componenti metallici o lamiera. 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 progettare, mediante un lavoro in team, uno stampo per lo stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici. La prova orale concorre alla definizione del voto finale per un massimo di 24 punti su 30. Il voto dell'orale 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.

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.