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ADVANCED APPLICATIONS FOR ADDITIVE MANUFACTURING (A3M)

CODICE 105778
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 2° anno di 9269 INGEGNERIA MECCANICA - PROGETTAZIONE E PRODUZIONE(LM-33) - LA SPEZIA
  • 6 cfu al 1° anno di 9268 YACHT DESIGN(LM-34) - LA SPEZIA
  • SEDE
  • LA SPEZIA
  • MODULI Questo insegnamento è composto da:
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il programma è articolato in tre parti, rispondenti alle esigenze di: 1) offrire una visione globale di metodi e strumenti per il Reverse Engineering (scansione 3D); 2) fornire una panoramica delle tecnologie di Additive Manufacturing e dei metodi per la modellazione dei materiali; 3) presentare strumenti innovativi di “Design for Additive Manufacturing” e le relative tecniche di ottimizzazione strutturale. Il corso prevede visite a industrie, seminari e convegni.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    La manifattura additiva (AM), conosciuta anche come stampa 3D, è una tecnica che consente la creazione di oggetti 3D complessi, ampliando così lo spazio di progettazione rispetto alle tradizionali tecniche di produzione “sottrattive”. Questa tecnologia è entrata negli ultimi anni in diverse applicazioni, dai settori medicale e aerospaziale a quello automobilistico, grazie a progressi e innovazioni nel campo dei materiali e nelle tecniche di progettazione. Un uso corretto dell'AM richiede anche la conoscenza di software in grado di gestire le complessità geometriche dei componenti progettati e strumenti numerici per la progettazione di materiali e componenti, analisi strutturali e ottimizzazione.

    OBIETTIVI: Fornire, attraverso basi teoriche e apprendimento basato su progetti, la conoscenza di quei processi e strumenti necessari per la reingegnerizzazione del prodotto mediante tecniche moderne di produzione additiva (AM). Il corso è composto da lezioni ed esercitazioni di laboratorio che coprono metodi per la scansione 3D di parti/assiemi esistenti, ottimizzazione strutturale e successiva realizzazione di parti/componenti mediante per AM (con tecnica a filamento, FFF). Sono previste applicazioni pratiche in particolare nel campo dell'ingegneria meccatronica, dell'industria navale e dello yacht design.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Natura del corso

    Introduzione degli aspetti generali riguardanti il Reverse Engineering e l’Additive Manufacturing

    • Scanner 3D
    • Materiali per l’Additive Manufacturing
    • Strumenti software per la progettazione e l’ottimizzazione strutturale

    Approfondimento di alcuni argomenti di particolare interesse professionale per gli ingegneri meccatronici e per gli yacth designers attraverso un progetto di gruppo.

    PREREQUISITI

    Nessuno

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il corso è composto da lezioni teoriche, esercitazioni al calcolatore, e laboratori equamente suddivisi.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Tecnologie di manifattura additiva (Additive Manufacturing – AM)

    • Panoramica delle principali tecnologie di AM e relativi materiali.

     

    Parte A: Reverse Engineering

    • Strumenti hardware e software per la scansione 3D di parti / assiemi:
      • Dimostrazione pratica in laboratorio di scanner 3D basati sulla triangolazione con telecamera laser.
      • Strumenti software per la preelaborazione dei dati acquisiti in 3D e per la generazione di modelli poligonali.
      • Ricostruzione di modelli CAD 3D da dati scansionati mediante modellazione di superfici e modellazione parametrica.
      • Analisi dimensionale da dati scansionati, preparazione di modelli digitali 3D per la stampa 3D.

    Parte B: Modellazione dei materiali e ottimizzazione morfologica

    • Design per l’Additive Manufacturing (DfAM):
      • Linee guida e considerazioni generali.
      •  Progettazione dei materiali.
      • Modellazione numerica di materiali polimerici e compositi.
      • Strumenti computazionali per l'analisi e l'ottimizzazione delle parti in AM (ottimizzazione topologica, ottimizzazione di forma).
      • Design per AM in materiale polimerico tramite Fused Filament Fabrication (FFF).
      • Dimostrazione in laboratorio di stampanti 3D basate su tecnologie FFF.

    Parte C: Case Study

    Progetto di gruppo costituito da scansione 3D, modellazione 3D, stampa 3D e valutazione di un semplice componente strutturale / meccanico selezionato come caso di studio. Particolare attenzione sarà riservata alle specifiche esigenze degli studenti di Ingegneria Meccanica e Nautica.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Testi Consigliati

    • Dispense e video tutorials forniti dal docente (fornite su AulaWeb).

    Testi di Consultazione

    • O. Diegel, A. Nordin, D. Motte, A Practical Guide to Design for Additive Manufacturing, Springer, 2020
    • Lorna J. Gibson, Michael F. Ashby. Cellular Solids: Structure and Properties. Cambridge University Press, 1999
    • N. E. Dowling, Mechanical Behavior of Materials, Editore: Prentice Hall, 2013

    DOCENTI E COMMISSIONI

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

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

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L’esame consisterà nello svolgimento di un progetto (in gruppo) seguito da una prova orale che verterà sugli argomenti del corso e sulla discussione del progetto.

    L’esame consiste in un’unica prova orale e si divide in due fasi di valutazione:

    1. Valutazione del progetto. La prima parte dell’esame verte sulla discussione del progetto sviluppato dagli studenti durante il corso. Il voto, in trentesimi, incide per il 50% della votazione finale.
    2. Valutazione della conoscenza degli argomenti svolti, che verterà sulla discussione delle nozioni teoriche presentate durante le lezioni. . Il voto, in trentesimi, incide per il 50% della votazione finale.

    Il voto finale è dato dalla media pesata delle valutazioni di cui ai punti 1) e 2). 

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    La valutazione del progetto permetterà di valutare le capacità degli studenti di utilizzare gli strumenti di reverse engineering e design for additive nello sviluppo corretto ed efficace di componenti realizzati con tali tecnologie. L'esame orale vuole accertare la conoscenza e la comprensione degli strumenti software, dei materiali e delle tecniche di scansione tridimensionale approfonditi nel corso.

    ALTRE INFORMAZIONI

    Propedeuticità: nessuna propedeuticità richiesta