Nell'insegnamento sono esaminate le tecniche integrate di progettazione e produzione impiegate nell’industria manifatturiera con l’obiettivo della riduzione del time-to-market nell'ottica della concurrent engineering. 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). Segue la trattazione della IV Rivoluzione Industriale nota come «Industria 4.0» e le relative tecnologie abilitanti. Sono descritte le tecniche di fabbricazione additiva, per la realizzazione di particolari di qualsiasi geometria direttamente dal CAD senza l’impiego di utensili e le attività attuabili dalla Reverse Engineering nell’ambito dello sviluppo prodotto e nella fase di collaudo di accettazione sia degli elementi che delle attrezzature di produzione. Completa l'insegnamento la descrizione e lo studio della progettazione e della produzione delle attrezzature (stampi) impiegate nella fabbricazione di componenti in materiale polimerico con la tecnologia dello stampaggio a iniezione.

L'insegnamento intende fornire all’allievo la conoscenza approfondita delle moderne tecniche di produzione assistita dal calcolatore, sviluppando in esso l’abilità di definire la strategia produttiva più idonea in funzione del prodotto e del volume produttivo e di individuare le adeguate tecniche di time compression per la riduzione dei tempi di sviluppo del prodotto e del processo e delle attrezzature di produzione. L’allievo dovrà essere in grado di esprimere valutazioni sulle strategie di industrializzazione e produzione in atto, di formulare e di sviluppare nuovi approcci ai fini di una maggiore integrazione con conseguente riduzione di tempi e aumento di competitività delle aziende manifatturiere. Al termine del semestre si chiederà allo studente di: 1. conoscere i sistemi produzione assistita dal calcolatore e gli applicativi software presenti sul mercato; 2. conoscere le tecnologie abilitanti del piano "Industria 4.0"; 3. conoscere le modalità di progettazione e costruzione degli stampi per l'iniezione dei polimeri termoplastici; 4. individuare le tecniche di time compression per la riduzione dei tempi di sviluppo prodotto/processo; 5. impiegare tecniche di fabbricazione additiva e reverse engineering; 6. applicare tali tecniche a casi applicativi.

L’allievo che segue l'insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale, tecniche di modellazione CAD tridimensionale, tecnologie di fabbricazione con particolare riguardo alle tecniche per asportazione di truciolo, cicli di lavorazione.

1. Concurrent Engineering e Integrazione CAD/CAM. • Definizione integrata del prodotto e del processo; • Definizione di integrazione CAD/CAM; • Strutture hardware e software per l’integrazione con i sistemi CAM; • Esempi di Integrazione. 2. Industria 4.0 • Base di partenza; • La IV rivoluzione industriale; • Le tecnologie abilitanti; • I nuovi modelli di business; • Il nuovo ruolo dell’uomo; • Il contesto internazionale; • Il contesto nazionale; • Il piano nazionale: incentivi, digital innovation hub e competence center. 3. La fabbricazione additiva (FA) • La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; • L’integrazione con i sistemi CAD; • I processi Industriali consolidati; • I sistemi in fase di sviluppo; • Valutazione delle prestazioni delle varie tecniche. 4. Le applicazioni della fabbricazione additiva • Prototipazione rapida; • Attrezzaggio rapido; • Produzione rapida. 5. La reverse engineering (RE) • La filosofia della reverse engineering; • Metodi e dispositivi di rilevazione dei punti; • Sistemi di scansione con e senza contatto; • Ricostruzione del modello matematico dell’oggetto copiato; • Il collaudo di accettazione; • Integrazione con la fabbricazione additiva. 6. Gli stampi per l'iniezione dei polimeri termoplastici • Richiami sul processo di stampaggio ad iniezione; • Tipologie di stampi; • Pre-esame progettativo del componente da stampare; • Sistemi di alimentazione; • Sistemi di estrazione del pezzo; • Sistemi di condizionamento; • Sistemi di sfiato; • Elementi mobili per la sformatura; • Esempi di soluzioni progettuali e costruttive.

L'insegnamento prevede le esercitazioni, che sono svolte presso il laboratorio “RMLAB” del Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP), e vertono: • sulla riprogettazione al CAD 3D di componenti in materiale polimerico nell'ottica della fabbricazione additiva che non necessità delle classiche attrezzature di produzione; • sull’impiego delle tecniche di reverse engineering nella produzione di un manufatto e nel collaudo delle attrezzature di produzione. Sono inoltre previsti: • seminari sulle applicazioni della fabbricazione additiva e reverse engineering; • visite presso aziende con forte integrazione CAD/CAM. Le esercitazioni saranno completate con un Challenge da sviluppare in gruppo sotto la guida dei docenti con la stesura di una breve relazione da presentare in sede di esame.

• Appunti del docente • McMahom C., Browne J., CAD/CAM from Principles to Practice, Addison Weshley Publishing Company. • Gatto A., Iuliano L., Prototipazione Rapida: la Tecnologia per la Competizione Globale, Tecniche Nuove, Milano. • G. Bertacchi, "Manuale dello Stampaggio progettato", Tecniche Nuove. • H. Gastrow, "Stampi per iniezione, 130 progetti collaudati", Tecniche Nuove.

Slides; Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Strumenti di simulazione;

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

Exam: Compulsory oral exam; Group project;

... L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze relative alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore per componenti in materiale polimerico ed è composto da due fasi: - la prima prevede una prova orale sugli argomenti trattati nelle lezioni; - la seconda prevede la discussione della challenge di gruppo sviluppata durante le esercitazioni La prova orale consiste in quattro domande aperte ed ha una durata media di circa 40 minuti. La prova orale è volta ad accertare la conoscenza dello studente relativa alle tecniche di produzione assistita dal calcolatore. La challenge è volta a valutare la capacità degli studenti di applicare le tecniche di design for additive manufacturing su componenti in materiale polimerico, mediante un lavoro in team. 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 challenge 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.