B2391 - ADVANCED AND SUSTAINABLE MANUFACTURING

Conoscenze e abilità da conseguire

The student will acquire the skill to selectadvanced manufacturing technologies for metallic material processing, as well as implementing and comprehending the relationships between process parameters and product characteristics. The student will be able to evaluate the suitability and consistency of technologies in order to obtain specific requirements for the finished product, as well as to evaluate the different processes in terms of sustainability and environmental impact.

Contenuti

1. SOSTENIBILITA' DEI PROCESSI PRODUTTIVI

2. 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 chimiche ed elettrochimiche (ECM). Lavorazioni ad ultrasuoni (USM). machining/welding

3. 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

4. TECNOLOGIE DI SALDATURA

Saldatura con fasci ad alta potenza: saldatura laser, saldatura a fascio elettronico.

Saldature per attrito: friction welding, friction stir welding, saldatura ad ultrasuoni, saldatura allo stato solido nell'estrusione, diffusion bonding. Saldatura delle plastiche

5. TECNOLOGIE DI SINTERIZZAZIONE

Produzione di polveri. Compattamento. Sinterizzazione. Calibratura e post-trattamento. Caratteristiche dei prodotti sinterizzati. Hot isostatic pressing. Powder forming.

6. TECNOLOGIE DI PROTOTIPAZIONE

Selective laser sintering (SLS) di polimeri, metalli e sabbie. Stereolitografia (SLA). Fused deposition modeling (FDM). Laminated object manufacturing (LOM).

7. TECNOLOGIA DI FORMATURA DI COMPONENTI SOTTILI

Anisotropia dei materiali metalli ed effetto sui processi produttivi. Misura della anisotropia e andamento rispetto alla direzione di laminazione. Stati di deformazione dei componenti sottili soggetti a formatura. Formabilità delle lamiere. Diagrammi limite di formatura.

Processi di formatura delle lamiere: Imbutitura, Stretching, Ironing, Idroformatura, Spinning. Formatura incrementale, piegatura.

Problematiche di processo connesse con lo sviluppo di forze d'attrito, la omogeneità di distribuzione della deformazione sul prodotto, l'incrudimento, il raggiungimento di limiti di formabilità e resistenza del materiale durante il processo.

8. MACCHINE PER FORMATURA

Descrizione dei principi di funzionamento delle macchine per deformazione: magli a gravità, magli a doppio effetto, presse a vite, presse meccaniche (a manovella, a eccentrico, a ginocchiera), presse idrauliche.

Energia nominale, energia di processo ed energia disponibile; efficienza del colpo. Forza di processo e forza disponibile, energia di deformazione elastica, costanti di rigidezza di una macchina, precisione di accostamento degli stampi, giochi delle guide, precisione della lavorazione.

Recupero della energia di deformazione elastica, caratteristiche dipendenti dal tempo: corsa di lavoro, velocità del processo, velocità nominale ed effettiva, tempo di contatto materiale utensile, effetto dei tempi di contatto sulle lavorazioni a caldo.

Testi/Bibliografia

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

2. E. Capello, Le lavorazioni industriali mediante laser di potenza, 2009, Maggioli Editore, ISBN-10: 8838741816

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

Metodi didattici

Lezioni realizzate mediante l'utilizzo di presentazioni powerpoint ed approfondimenti alla lavagna. Esercizi e discussione di casi industriali. Visite di Impianti Industriali. Approfondimento di una tecnologia tramite gruppo di lavoro.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

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

· conoscenza del significato di sostenibilità delle tecnologie di lavorazione e delle metriche di misura;

· conoscenza delle tecnologie avanzate di lavorazione dei materiali metallicI;

· capacità di analisi e proposizione di cicli tecnologici complessi, 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;

· capacità di team working nella realizzazione dello studio.

Preliminarmente o successivamente alla prova scritta gli studenti dovranno aver illustrato al docente il risultato dello studio condotto come gruppo di lavoro su una specifica tecnologia, a cui verrà assegnato un voto in trentesimi.

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 32-esimi. L'eventuale prova orale (da realizzarsi su richiesta dello studente) potrà riguardare tutti gli argomenti del corso e dello studio di gruppo realizzato.

Il voto finale è ottenuto come media del voto ottenuto nella discussione del lavoro di gruppo, della prova scritta e dell'eventuale prova orale. Per voti della prova scritta inferiori a 24/32-esimi la media sarà una media pesata con peso maggiore al voto dello scritto.

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

I lucidi delle lezioni nell'ultima versione, sono scaricabili tramite Insegnamenti on Line (IOL).

Utilizzare le credenziali dell'account @studio.unibo.it per collegarsi.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Lorenzo Donati

Consulta il sito web di Luca Tomesani