B1976 - TECNOLOGIE PER I COMPOSITI POLIMERICI P

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente viene formato per essere in grado di conoscere, selezionare ed utilizzare le differenti tecnologie di produzione di componenti in materiale composito polimerico con specifico riferimento alle caratteristiche delle tecnologie, alle proprietà meccaniche finali, ai volumi produttivi ed ai costi di produzione. Lo studente sarà in grado di conoscere e realizzare cicli tecnologici complessi che coinvolgano non solo la produzione del componente ma anche le successive lavorazioni (asportazione di truciolo, lavorazioni non convenzionali, incollaggi, verniciatura, etc) in relazione alla adeguatezza e compatibilità delle tecnologie individuate all'ottenimento di requisiti specifici sul prodotto finito.

Contenuti

• Introduzione, finalità e modalità del corso.
• Richiami sui materiali Compositi Naturali, Artificiali, Polimerici (termoplastici e termoindurenti).
• Fibre. Nomenclatura, tessitura e proprietà.
  • Produzione delle fibre di vetro.
  • Produzione delle fibre di carbonio.
  • Le fibre aramidiche.
  • Altre fibre polimeriche e metalliche.
  • Designazione sequenza di laminazione.
• I rinforzi (cores) e le strutture sandwich
• Micromeccanica della lamina e rapporto fibra/matrice.
• Prove di caratterizzazione dei materiali compositi.
  • Trazione
  • Compressione
  • Flessione
  • Taglio
  • Taglio interlaminare
  • Impatto.
• Tecnologie di produzione di polimeri termoindurenti rinforzati
  • Stampo aperto:
    • Laminazione Manuale (Hand Lay-up),
    • Deposizione taglio/spruzzo (Spary Lay-up)
  • Stampo Chiuso o semichiuso:
    • laminazione manuale e compattazione in sacco (Vacuum Bag Molding),
    • Processi ad Iniezione di Resina: Resin Transfer Molding (RTM), Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM), High Pressure Resin Transfer Molding (HP-RTM). La permeabilità e la simulazione FEM dei processi ad iniezione di resina.
    • Vacuum Infusion Processing (VIP).
    • Compression Molding (Prepregs or short fibers SMC/BMC).
    • Autoclave.
  • Altre tecnologie:
    • Filament Winding,
    • Poltrusione,
    • Pressure bag molding,
    • Resin Film Infusion (RFI),
    • Hot Drape Forming (HDF),
    • Continuous lamination,
    • Centrifugal Casting.
• Tecnologie Di Produzione Di Termoplastici
  • Press moulding (stampaggio ad iniezione)
  • Estrusione
  • Soffiaggio e varianti
  • Termoformatura
• Tecnologie di unione:
  • collegamenti filettati
  • saldature
  • incollaggi
• Tecnologie di asportazione
  • Tecnologie di asportazione convenzionali
    • Principi di fisici del taglio mediante utensile a geometria definita: Meccanica del taglio e basi fisiche del processo di taglio. Risultati principali ottenuti con i modelli semplificati. Modello di Pijspanen, Modelli Ernst Merchant e Merchant. Le forze di Taglio, la potenza di Taglio.
    • Gli utensili da taglio: Cenni su geometrie e materiali, Durata degli utensili e legge di Taylor, Utensili per la lavorazione di materiali compositi
  • I principali processi di asportazione di truciolo e le relative macchine utensili:
    • Le lavorazioni meccaniche: moti di taglio e macchine utensili
    • La tornitura: utensili, macchine, forze e tempi di lavoro
    • La fresatura: utensili, macchine, forze e tempi di lavoro
    • La foratura: utensili, macchine, forze e tempi di lavoro
    • Lavorazione di fori: utensili, macchine, forze e tempi di lavoro
    • Brocciatura e stozzatura
    • Rettifica: macchine ed utensili
  • Cenni di macchine a controllo numerico
  • Esercitazioni sui cicli di lavorazione
• Tecnologie di asportazione non convenzionali
  • Lavorazioni di elettroerosione (EDM) a filo e a tuffo. Macchine e componenti. Parametri di processo. Caratterizzazioni dei prodotti finiti. Elettrodi, materiali e tecnologie di costruzione. esempi.
  • Lavorazioni ad ultrasuoni (USM). Machining/welding
• Tecnologie di taglio
  • Tagli meccanici: tranciatura e punzonatura, sbarbatura, tranciatura di precisione.
  • Tagli termici: Ossitaglio, taglio al plasma, taglio laser.
  • Tagli non convenzionali: taglio water jet

Testi/Bibliografia

Slides del corso disponibili sul redepository di Ateneo (si veda sezione dedicata sotto).

Testi suggeriti per studenti non frequentanti:

1)Crivelli Visconti I., Caprino G., Langella A., Materiali compositi, Casa editrice: Hoepli, ISBN: 8820341581

2) Filippo Gabrielli, Rosolino Ippolito, Fabrizio Micari “Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche 2/ed” McGraw-Hill ISBN: 9788838667596

3) Michele Monno, Barbara Previtali, Matteo Strano “Tecnologia meccanica. Le lavorazioni non convenzionali” CittàStudi Edizioni, ISBN: 8825173776

In inglese:

4) DeGarmo , J. T. Black, Ronald A. Kohser DeGarmo's Materials and Processes in Manufacturing, 11th Edition, Wiley, ISBN

5) Serope Kalpakjian, Steven Schmid, " Manufacturing Engineering & Technology, 6/E ", 2010, Prentice Hall, ISBN-10: 0136081681

6) John A. Schey, Introduction to Manufacturing Processes, 3rd Edition, ISBN-13 9780070311367

Metodi didattici

Lezioni realizzate mediante l'utilizzo di presentazioni powerpoint ed approfondimenti alla lavagna. Esercizi e discussione di casi industriali. Visite di Impianti Industriali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'esame mira a verificare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

· conoscenza delle tecnologie di lavorazione dei materiali metallici e compositi;

· capacità di analisi e proposizione di cicli tecnologici, in relazione alla adeguatezza e compatibilità delle tecnologie individuate all'ottenimento di requisiti specifici sul prodotto finito;

· capacità di reperimento di bibliografia specializzata su tecnologie innovative;

La prova d'esame è svolta inizialmente in forma scritta a cui può seguire una discussione orale nella medesima giornata. Durante la prova non è ammesso l'uso di materiale di supporto quale libri di testo, appunti e nemmeno di supporti informatici. Lo scritto è composto di 4 domande a risposta libera (aperta) che vertono su tutti gli argomenti del corso a cui corrisponde una valutazione di 8 punti per domanda conseguendo quindi un punteggio in 35-esimi. L'eventuale prova orale (da realizzarsi su richiesta dello studente) potrà riguardare tutti gli argomenti del corso.

Come previsto dal regolamento didattico, sono previste almeno 5 appelli di esame per anno accademico.

Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite bacheca elettronica (sito Almaesami, https://almaesami.unibo.it/), nel rispetto inderogabile delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare tempestivamente (e comunque prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione) il problema alla segreteria didattica. Sarà facoltà del docente ammetterli a sostenere la prova.

Strumenti a supporto della didattica

Le slides delle lezioni nell'ultima versione, sono scaricabili tramite Virtuale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Raimondi

Consulta il sito web di Lorenzo Donati