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MATERIALI PER ADVANCED MANUFACTURING E LORO DEGRADO

CODICE 108096
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 1° anno di 11430 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (LM SC.MAT.) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/22
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Per Advanced Manufacturing (AdvM) si intende l’additive manufacturing (AM) inserito nei processi industriali. Il Corso si prefigge di approfondire le tecnologie di manifattura avanzata per diverse applicazioni e di analizzare i principi del degrado elettrochimico dei materiali utilizzati nell’ambito degli usuali scenari operativi.

    L'applicazione di materiali realizzati in AM porta a prestazioni sensibilmente differenti in ambito meccanico, funzionale e nelle applicazioni di resistenza alla corrosione. Il Corso analizza la struttura e le caratteristiche funzionali dei materiali AM portando lo studente verso il nuovo mindset operativo determinato dalle tecnologie additive

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    "L'insegnamento si prefigge di: I) identificare le proprietà dei materiali e peculiarità degli stessi in base alle tecnologie utilizzate nei processi di produzione e trasformazione ed in special modo nelle applicazioni di advanced manufacturing, II) effettuare un’analisi delle applicazioni delle tecniche di advanced manufacturing nella supply chain di produzione e valutazione degli aspetti normativi, III) analizzare la reattività dei materiali utilizzati e prodotti attraverso tecnologie di advanced manufacturing con particolare attenzione ai processi elettrochimici di degrado delle proprietà chimiche e fisiche. IV) introdurre i metodi di indagine elettrochimici per lo studio predittivo del comportamento dei materiali. V) approfondire le tipologie di materiali e le relative strutture di tipo composite e cer-met per applicazioni elettrochimiche."

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Lo studente verra’ introdotto alle tecniche di additive manufacturing applicate in ambito industriale con descrizione dei fenomeni e delle caratteristiche dei materiali utilizzati nella stampa 3D. Particolare attenzione verra’ posta alla evidenziazione dei parametri funzionali che regolano i fenomeni di additive, enfatizzando le caratteristiche determinate dalle differenti metodologie di stampa applicabili. Verra’ introdotto il concetto di value chain aziendale, determinante per analizzare i vantaggi conseguibili dalla adozione di sistemi additive e di sistemi ibridi additive/extractive.

    Lo studente inoltre verrà introdotto alle leggi fondamentali che giocano ruolo predominante nel comportamento dei materiali in condizioni operative e ai processi che determinano il loro degrado. In particolar modo saranno approfondite:

    Leggi fondamentali che governano le proprietà elettrochimiche dei materiali per applicazioni tecnologiche strutturali e di conversione energetica.

    Principi che governano il degrado di manufatti per applicazioni tecnologiche strutturali esposte all’ambiente e tipiche casistiche di degrado

    Proprietà dei materiali e loro peculiarità per sistemi elettrochimici di conversione energetica (batterie, celle a combustibile, elettrolizzatori) e cenni sul loro degrado funzionale.

    Metodi elettrochimici di monitoraggio predittivo delle proprietà e della durata dei materiali/strutture in condizioni di esercizio.

    Lo studente verra' coinvolto in risoluzione di casistiche e ipotesi di lavoro con spunti proposti in aula dai docenti.

    PREREQUISITI

    Conoscenze acquisite durante il percorso di laurea triennale

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni frontali. In funzione del numero di allievi frequentanti sono previste attività pratiche in laboratorio. Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Tecniche di stampa a polvere ed a filo

    Analisi della microstruttura dello stampato: considerazioni sugli aspetti di anisotropicita’ dei materiali stampati

    Trasformazioni indotte sul materiale dal processo di stampa

    Importanza delle caratteristiche del manufatto in base alle diverse tecniche di stampa poste in essere

    Trattamenti di post processing e ottimizzazione del manufatto in fase pre-applicativa

    Aspetti inerenti alla ecosostenibilità’ del processo di stampa e della sua interazione nell’ambito delle direttive vigenti

    Aspetti normativi relativi al processo di additive manufacturing.

    Materiali e reazioni anodiche/catodiche,

    il doppio strato elettrico,

    il potenziale elettrodico,

    elettrodi di riferimento,

    processi elettrodici spontanei e non spontanei,

    cinetica elettrochimica (equazione di Butler-Volmer)

    i fenomeni di trasporto e la corrente limite

    curve di Evans per comportamento attivo e passivo

    il processo corrosivo nei metalli e leghe metalliche

    metodi di prevenzione dai fenomeni di degrado elettrochimico di materiali strutturali (protezione attraverso strati barriera e inibitori, protezione anodica, protezione catodica) 

    Materiali per generatori di corrente ed elettrolizzatori (batterie, celle a combustibile elettrolisi) loro funzionamento e degrado funzionale

    Metodi predittivi del funzionamento dei materiali (spettroscopia di impedenza elettrochimica, curve di polarizzazione, voltammetria ciclica). 

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Dispense a disposizione su aulaweb

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    FABRIZIO BARBERIS (Presidente)

    ANTONIO BARBUCCI (Presidente)

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Primo semestre 2022

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Test scritto per la parte Elettrochimica e colloquio orale sulla parte tecnologie AM

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Con esame individuale secondo tipologia descritta finalizzato a evidenziare la competenza dello studente ad individuare i problemi ed esporre possibili soluzioni.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note

    ALTRE INFORMAZIONI

    I concetti base di Fisica, Chimica e la corretta gestione delle unita' di misura dei fenomeni descritti sono considerati aspetti imprescindibili per la gestione della preparazione e per lo svolgimento degli esami.