Per lo sviluppo di un nuovo impianto o per il miglioramento di un processo produttivo esistente, la simulazione di processo consente alle aziende manifatturiere di esplorare possibili scenari produttivi, di analizzare l'impatto di eventuali modifiche al processo e di individuare le aree di miglioramento e le cause di eventuali inefficienze. In questo modulo vengono illustrate le metodologie numeriche utilizzate nel campo della simulazione dei processi tecnologici. In questo contesto, verranno illustrati i principali approcci di simulazione utilizzati nel campo dei processi produttivi. Particolare attenzione sarà rivolta alle nuove tecnologie di simulazione utilizzate nel panorama dell'Industria 4.0. Seguirà un'analisi dettagliata della simulazione del processo di stampaggio a iniezione di termoplastici. Tale modulo di carattere tecnologico è affiancato da un modulo di carattere progettuale, che illustrerà i metodi numerici agli elementi finiti a supporto della progettazione meccanica.

L'obiettivo dell’insegnamento è quello di presentare le metodologie numeriche utilizzate nel campo della simulazione dei processi tecnologici. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere i metodi numerici 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; - dei concetti fondamentali relative alle tecnologie di produzione.

- Introduzione alla simulazione dei processi produttivi (5 h) - L'Industria 4.0 e la simulazione dei processi produttivi (1,5 h) - Generalità sulle materie plastiche sui relativi processi di trasformazione (3 h) - Teoria e simulazione dello stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici (8 h) - L’interpretazione dei risultati della simulazione e le strategie per il miglioramento della qualità del manufatto (6 h) - Il ruolo della simulazione di processo nella progettazione degli stampi per lo stampaggio ad iniezione (1,5 h).

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, Prentice Hall - AA. VV., Manuale dello Stampista, Tecniche Nuove, Milano - G. Bertacchi, Manuale dello Stampaggio progettato, Tecniche Nuove, Milano.

Slides; Materiale multimediale ;

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Elaborato progettuale in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Optional oral exam; Group project; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame del modulo di Progettazione di processo con metodi numerici è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento. In particolare, nell’esame del modulo saranno verificate le conoscenze dello studente sulle tecniche di simulazione adottate nella fase di progettazione del processo, sui principali processi utilizzati per la realizzazione di componenti in materiali polimerici e sulla simulazione software per l’ottimizzazione dei processi di produzione di componenti in materiale polimerico. L'esame del modulo consiste in tre parti: (i) prova scritta con domande a risposta multipla, (ii) discussione in gruppo dell’elaborato progettuale e (iii) prova orale facoltativa. La valutazione finale è data dalla somma delle tre parti. La lode verrà assegnata solo a chi sosterrà l’orale rispondendo in modo particolarmente completo ed esaustivo e adottando una adeguata capacità di esposizione. Prova scritta con domande a risposta multipla (punteggio massimo 12/30) La prova della durata di un’ora consiste in 24 domande a risposta multipla valutate al massimo 0,5 punti ciascuna e senza penalizzazione nel caso di risposta non corretta oppure mancante. Durante la prova scritta non si può utilizzare materiale didattico. La prova è svolta su PC portatile (il cui reperimento è a carico dello studente) tramite opportuna piattaforma di Ateneo. Tale prova è finalizzata alla valutazione delle conoscenze dello studente su: - principi base della simulazione dei processi produttivi - integrazione tra la simulazione dei processi produttivi e l’Industria 4.0 - generalità sulle materie plastiche e sui relativi processi di trasformazione - teoria e simulazione dello stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici - principi base di progettazione degli stampi per lo stampaggio ad iniezione Discussione in gruppo dell’elaborato progettuale (punteggio massimo 18/30) L’elaborato progettuale è finalizzato alla valutazione attraverso il lavoro di gruppo delle competenze degli studenti nell'adozione delle tecniche di simulazione numerica per la progettazione (e l’ottimizzazione) del processo di stampaggio a iniezione di un componente plastico. L’elaborato progettuale è discusso in gruppo e la valutazione 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. Prova orale facoltativa (punteggio di ±3/30) La prova orale consiste in una unica domanda che verte ad accertare le capacità dello studente nell’applicare su casi concreti le conoscenze acquisite nell’ambito delle tecniche di simulazione dei processi di produzione. La prova orale può modificare sia in positivo che in negativo il voto ottenuto nelle parti precedenti dell'esame. Gli studenti possono richiedere la parte orale facoltativa solo se il voto ottenuto è almeno 18/30. La durata dell'esame orale è di circa 15 minuti. La valutazione complessiva dell’insegnamento è la media aritmetica (arrotondata in eccesso) 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.