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

MODULO 1

1. TECNOLOGIE DI GIUNZIONE  

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

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.
Tagli non convenzionali: taglio water jet con e senza abrasivo

4. TECNOLOGIE DI SINTERIZZAZIONE

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

 

MODULO 2

5. SOSTENIBILITÀ DEI PROCESSI PRODUTTIVI

Introduzione ai concetti di sostenibilità nella produzione
Valutazione del ciclo di vita (LCA) per i processi produttivi
Sostenibilità attraverso tecnologie di produzione avanzate

6. TEORIA DEL LASER E PROCESSI LASER

Fondamenti processi laser
Sorgenti, ottiche e sistemi di movimentazione per sistemi laser
Interazione laser-materiale
Processi laser: Trattamento termico laser, Saldatura laser, Taglio laser, Microlavorazione laser

7. MODELLAZIONE DEI PROCESSI LASER

Modellazione dei processi laser: dalla modellazione analitica ai modelli basati su AI
Esercitazioni in aula con un software di modellazione CFD (Flow3D)

8. FONDAMENTI DI TECNOLOGIE DI PRODUZIONE ADDITIVA PER MATERIALI METALLICI

Introduzione ai processi di produzione additiva
Fusione Laser a Letto di Polvere (LPBF)
Processi di Deposizione Diretta (DED)

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

4. Gholami, H., Abdul-Nour, G., Sharif, S., & Streimikiene, D. (Eds.), Sustainable Manufacturing in Industry 4.0: Pathways and Practices (2023), Springer, ISBN 978-981-19-7217-1.

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 o in giornate successive. 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 da domande a risposta libera (aperta) che vertono su tutti gli argomenti del corso.

Due domande saranno riferite al modulo 1 a cui corrisponde una valutazione di 8 punti per domanda. 

Durante le lezioni del Modulo 2 verrà utilizzato un software (Flow3D) per alcune esercitazioni in aula. Gli studenti frequentanti (100% di frequenza nelle ore di esercitazione) dovranno svolgere a piccoli gruppi 3 semplici esercizi di modellazione dei processi laser durante le ore di lezione e presentare i risultati all’inizio della lezione successiva. Il completamento dell’esercizio attesterà il superamento di questa parte del Corso. Gli studenti che non frequenteranno (o frequenteranno parzialmente) le ore di esercitazione, dovranno studiare materiale didattico integrativo che verrà fornito dalla docente all'inizio del Corso su Virtuale; lo studio del materiale didattico integrativo verrà valutato tramite prova scritta, insieme agli altri argomenti teorici del Corso. Le date e gli orari esatti in cui verranno svolte le esercitazioni in aula verranno comunicate all’inizio del Corso dalla docente (Prof.ssa Erica Liverani).

Al modulo 2 corrisponde un punteggio in 16-esimi così suddiviso:

-4 punti alla domanda 3
-4 punti alla domanda 4
-8 punti per le esercitazioni in aula oppure per le domande 5 e 6 (4 punti ciascuna)

PS la sufficienza del modulo 2 si raggiunge con un punteggio di 10/16

La prova scritta vedrà pertanto un punteggio come somma del modulo 1 (max 16 punti) e del modulo 2 (max 16 punti) per un totale di 32 punti. Punteggi maggiori a 30 corrisponderanno ad una valutazione finale pari a 30 e lode.

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 (modulo 1 e modulo 2) 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.

In conformità al Codice Etico di Ateneo, si richiama l’attenzione degli studenti sull’obbligo di adottare comportamenti improntati alla massima correttezza.

È vietata qualsiasi attività che possa compromettere il regolare svolgimento delle prove d’esame, a titolo esemplificativo e non esaustivo:

• copiatura e plagio;
• accesso a risorse didattiche online;
• utilizzo di strumenti di intelligenza artificiale non espressamente autorizzati;
• uso o possesso di materiale o strumentazione non consentiti.

Si precisa che il solo possesso di strumenti o materiali non autorizzati durante lo svolgimento di qualunque prova comporta l’annullamento immediato dell’elaborato e la segnalazione agli uffici competenti.

I comportamenti in violazione di quanto sopra potranno dar luogo a procedimenti disciplinari e, qualora rivestano rilievo penale, a segnalazioni alle autorità competenti, con il conseguente rischio di avvio di procedimenti penali a carico degli studenti coinvolti.

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 Erica Liverani