L’insegnamento introduce i fondamenti della scienza e tecnologia dei materiali applicati al design. L'insegnamento fornisce strumenti per comprendere le principali classi di materiali, le loro proprietà fisiche, meccaniche, funzionali e la loro durabilità durante la vita d'uso nonché i loro processi produttivi più rilevanti. L’obiettivo è sviluppare la capacità di selezionare materiali e tecnologie in modo consapevole, sostenibile e coerente con i vincoli funzionali, estetici, economici e produttivi di progetto.

L’insegnamento è finalizzato a fornire agli studenti appropriate conoscenze sulle principali classi di materiali di impiego comune nel mondo del design, nonché gli strumenti adeguati per poter comprendere la natura dei materiali stessi e saperla correlare alle loro principali proprietà chimiche, fisiche e meccaniche. L’insegnamento si propone inoltre di fornire una panoramica dei materiali più comunemente impiegati nei diversi ambiti del design, della progettazione e della comunicazione visiva, definendo importanti relazioni tra composizione-struttura-proprietà-applicazioni. Sono anche fornite alcune informazioni essenziali in merito alla durabilità, ai vincoli tecnologici ed economici, all'impatto ambientale. La descrittiva dei principali materiali, rappresentativi di ogni singola classe di materiali impiegati oggi nel campo del design costituisce anche lo strumento culturale e metodologico da applicarsi opportunamente alla selezione consapevole, all'impiego responsabile e alla fruibilità ottimale dei materiali attuali, così come di quelli futuri. Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di: - classificare le principali famiglie di materiali impiegate nel design: metalli, ceramici, polimeri, compositi, legno, carta, vetro e materiali cementizi; - correlare struttura, composizione e processo produttivo alle principali proprietà meccaniche, fisiche, chimiche, sensoriali e ambientali dei materiali; - riconoscere i principali processi di trasformazione e valutarne l’idoneità rispetto a specifici oggetti o componenti di design; - confrontare alternative di materiale e processo sulla base di vincoli funzionali, estetici, economici, produttivi e ambientali; - utilizzare strumenti di selezione dei materiali, inclusi database e software dedicati, per argomentare una scelta progettuale; - comunicare in modo chiaro, sia in forma orale che scritta, le motivazioni tecniche e progettuali alla base della selezione di un materiale.

Nozioni di base di fisica, chimica e matematica sono utili per poter seguire e comprendere l’insegnamento in modo efficace. Vengono in ogni caso forniti, soprattutto nella prima parte della trattazione in aula degli argomenti dell’insegnamento, alcuni strumenti culturali di base necessari ad una partecipazione attiva e comprensione dei contenuti.

L’insegnamento (9 CFU) è organizzato in lezioni e in esercitazioni in aula, ripartite secondo il seguente programma: - Introduzione alla scienza e tecnologia dei materiali (2 CFU) In questa parte vengono illustrati i vari livelli di organizzazione della struttura dei materiali, le differenze composizionali, i criteri di classificazione dei materiali, sulla base delle specificità delle singole famiglie: metalli, ceramiche, materie plastiche, compositi. Segue la discussione delle principali proprietà (chimiche, fisiche) e meccaniche dei materiali. Attraverso la discussione in aula di esempi applicativi, anche numerici, si sviluppa la sensibilità e la corretta percezione nei confronti di alcune fondamentali proprietà dei materiali (densità, rigidezza, resistenza meccanica, ...) e delle rispettive unità di misura. - I materiali per il design e la loro produzione e trasformazione (5 CFU) Sono descritte le principali famiglie di materiali e, per ognuna di esse, la trattazione riguarda il ciclo produttivo di materiali e componenti, le proprietà, la durabilità, la sostenibilità ambientale nonché le possibili soluzioni tecnologiche finalizzate all'ottenimento di materiali caratterizzati dalle prestazioni desiderate. All'interno di ogni famiglia si approfondisce la descrittiva dei materiali maggiormente utilizzati dai designer, anche con esemplificazione di applicazioni e dei processi di trasformazione per la produzione degli oggetti. Si discutono i materiali metallici, le pietre, le ceramiche, il cemento e il calcestruzzo, il vetro, le materie plastiche (termoplastici, termoindurenti, elastomeri); i materiali compositi naturali (legno) e di sintesi; la carta e il cartone. Inoltre, sono condivisi e commentati filmati che illustrano più chiaramente alcuni processi di trasformazione e le tipologie di oggetti ottenibili. - Sviluppo di un progetto di selezione dei materiali (2 CFU) L’attività si organizza in un iniziale addestramento all’utilizzo di Ansys Granta EduPack, software per la selezione dei materiali e delle tecnologie per una specifica applicazione, alimentato da una vasta base di dati sui materiali. Gli studenti sono introdotti al suo utilizzo dal docente anche con l’ausilio di mirate esemplificazioni. Nella seconda fase, gli studenti, organizzati in gruppi di lavoro, sono impegnati nello sviluppo di un progetto di selezione dei materiali e delle tecnologie su temi proposti dal docente, che agirà da supervisore in ogni fase della selezione. Nello specifico, il processo di sviluppo progettuale consiste nel procedere alla sostituzione di un materiale che costituisce un oggetto di design, attribuito dal docente a ogni gruppo di lavoro, con un altro materiale, selezionato sulla base di almeno uno specifico obiettivo (ad esempio, riduzione del costo, del peso, dell’impatto ambientale, aumento del tempo di vita in esercizio;,…). Questo dovrà coniugarsi in modo convincente con i vincoli di progetto specifici per ogni oggetto (ad esempio, a livello di proprietà fisico-meccaniche necessarie alla funzionalità dell’oggetto). Il progetto sarà quindi oggetto di una valutazione finale, sulla base di una presentazione dei risultati conseguiti secondo uno schema che sarà fornito e discusso durante le esercitazioni in aula a cura del docente. La valutazione dei contenuti della presentazione così come della partecipazione attiva alle revisioni contribuirà, come esplicitato nella successiva Sezione “Criteri, regole e procedure per l'esame”, a definire la votazione finale per ogni studente.

L’insegnamento è improntato all’equilibrio tra la didattica frontale e le attività esercitative in aula e di sviluppo di un progetto, con la supervisione del docente. Le attività esercitative in aula si suddividono in: - 25 ore dedicate alla discussione di esercizi, anche di calcolo, relativi alle principali proprietà dei materiali, alla proiezione commentata di filmati; - 20 ore di impegno temporale in aula per le attività di sviluppo del progetto di selezione dei materiali, principalmente dedicate alla revisione, da parte del docente, del lavoro autonomamente sviluppato dai gruppi di lavoro.

- B. Del Curto, C. Marano, M.P. Pedeferri, Materiali per il Design, Casa Editrice Ambrosiana - C. Lefteri, Materials for Design, Laurence King Publ. Approfondimenti consigliati - M. Ashby, K. Johnson, Materiali e Design, Casa Editrice Ambrosiana - R. Thompson, The materials sourcebook for design professionals, Thames & Hudson Publ.

Slides; Esercitazioni di laboratorio; Strumenti di auto-valutazione;

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

Exam: Written test; Group project;

... La prova d'esame si pone come obiettivo di verificare l'apprendimento dei fondamenti tecnico-scientifici e di alcuni criteri metodologici e linee guida operative per una scelta consapevole di materiali e processi, così come per un impiego responsabile e sostenibile dei materiali. L’apprendimento dei contenuti dell’insegnamento sarà verificato tramite una prova scritta, composta da due parti: - Parte 1: dieci domande a risposta multipla sugli aspetti tecnologici relativi alle diverse classi di materiali. A ognuna di queste domande viene assegnato un punteggio massimo di 1/30 (massimo punteggio conseguibile per questa sezione: 10/30). La prova si intende superata, permettendo così l’accesso alla Parte 2, con il punteggio minimo di 5/10. La prova ha una durata di 30 minuti. - Parte 2: quattro domande aperte sugli aspetti culturali e scientifici di maggiore rilievo. Per ciascuna domanda si richiede una risposta puntuale, esauriente ma sintetica. A ognuna di queste domande viene assegnato un punteggio massimo di 2,5/30 (massimo punteggio conseguibile per questa sezione: 10/30). La prova ha una durata di 40 minuti. Il voto finale sarà fornito dalla somma delle votazioni parziali conseguite per ciascuna domanda e del voto conseguito con il lavoro di gruppo, a cui viene assegnato un punteggio massimo di 10/30. Gli studenti non possono consultare alcun materiale didattico durante la prova.

Gli studenti e le studentesse con disabilita 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'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.