PRESENTAZIONE

La manifattura additiva sta modificando profondamente diverse attività industriali, promuovendo nuove opportunità tecnologiche. In questo contesto, il corso "Polymers for additive manufacturing" fornisce le basi per un approccio scientifico alla stampa 3D. Gli studenti studieranno i processi chimico-fisici coinvolti nelle tecnologie di manifattura additiva, l'uso di software e stampanti 3D FDM e DLP.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The teaching provides the basics for a scientific approach to 3D printing. The students will study the chemical-physical processes involved in the additive manufacturing technologies, the use of software and FDM and DLP 3D printers

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso Polymers for Additive Manufacturing mira a fornire conoscenze pratiche e teoriche sulla stampa 3D (con particolare attenzione alle tecnologie FDM e DLP). Al termine del corso gli studenti conosceranno i principi di funzionamento e le applicazioni delle principali tecnologie di stampa 3D e acquisiranno esperienza pratica con il software e l'hardware utilizzati per la produzione additiva di polimeri. In particolare, gli studenti studieranno i materiali impiegati nella deposizione di filamenti (polimeri termoplastici e loro proprietà), nella fotopolimerizzazione (meccanismi radicalici e problematiche connesse) e nella stampa 3D a sinterizzazione di polveri. Acquisiranno inoltre una conoscenza dettagliata delle diverse tecnologie di stampa e impareranno a definirne i pro e i contro e gli usi per le diverse applicazioni. Gli studenti saranno infine in grado di correlare le proprietà dei manufatti stampati alle condizioni di stampa e al materiale utilizzato.

PREREQUISITI

Gli studenti devono possedere conoscenze relative ai materiali polimerici. Per questo motivo è necessario aver sostenuto l'esame dell’insegnamento "Scienza e tecnologia dei materiali polimerici" (per gli studenti dell'Università di Genova) o analogo (per gli studenti di altre università).

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento consiste in lezioni in aula (24 ore) e attività di laboratorio (13 ore). Le lezioni presenteranno nozioni di base sulle proprietà chimico-fisiche e sulla lavorabilità dei polimeri termoplastici e termoindurenti e si concentreranno sulla descrizione dettagliata delle tecnologie di manifattura additiva (FDM, DLP, SLA, SLS). 4 laboratori permetteranno poi allo studente di mettere in pratica le conoscenze acquisite durante le lezioni, utilizzando la stampante 3D e il relativo software per esplorare l'effetto dei parametri operativi sulla qualità e sulle proprietà del manufatto stampato. Durante le esperienze di laboratorio, a seconda della numerosità dei frequentanti, gli studenti potranno essere divisi in gruppi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezioni:

1.            Manifattura additiva: La quarta rivoluzione industriale.

2.            Principi della stampa 3D: dal disegno alla stampa a strati.

3.            Polimeri per la manifattura additiva. Proprietà dei polimeri termoplastici e termoindurenti utilizzati nelle tecnologie di stampa.

4.            Fused deposition modeling (FDM). Principi fisici e chimici, materiali e applicazioni.

5.            Stereolitografia (SLA, DLP). Principi fisici e chimici, resine e applicazioni.

6.            Sinterizzazione laser selettiva (SLS). Principi fisici e chimici, parametri fondamentali e applicazioni.

7.            Confronto tra le diverse tecnologie, correlazione tra le variabili di lavorazione e le proprietà dei manufatti.

8.            Prospettive delle tecniche.

Laboratori:

1.            Software per la fabbricazione additiva: Disegno CAD e slicing con software freeware.

2.            Produzione FDM: effetti dei parametri sulle proprietà del manufatto; stampa di polimeri termoplastici amorfi e semicristallini.

3.            Produzione DLP: Spettroscopia UV-Vis del resist prima e dopo la fotopolimerizzazione; effetto delle variabili operative sulle proprietà del manufatto.

4.            Produzione SLS: Sinterizzazione di polveri polimeriche in condizioni di stampa.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Diapositive delle lezioni del corso, fornite dai docenti
• Stampa 3D – Tutto quello che c’è da sapere sull’unica rivoluzione possibile, D. Sher, D. Marinoni, Hoepli Lavis (TN) 2019.

• Stampa 3D – Guida completa, A. Maietta,LSWRLavis (TN) 2014

• Stampa 3D – il manuale pe rhobbisti e maker, P. Calderan, ApogeoTrebaseleghe (PD) 2015

• The 3D printing handbook, B. Redwood, F. Schöffer, B. Garret (3D fans)

• 3D printing for dummies, R. Horne, K.K. Hausman (Wiley)

• Polymer Chemistry, S. Koltenburg, M. Maskas, O. Nuyken (Springer)

• Polymers: Chemistry and Physics of Modern Material, I.M.G. Cowie

• Principles of Polymer Chemistry, P. Flory

• AAVV Fondamenti di Scienza dei Polimeri (AIM)

• Polymer Physics, U.W. Gedde • Introduction to Polymer Physics, L.H. Sperling

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DARIO CAVALLO (Presidente)

MARCELLO PAGLIERO

PAOLA LOVA (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

secondo semestre: ultima settimana di febbraio / prima settimana di marzo. Per maggiori dettagli/aggiornamenti consultare il sito https://corsi.unige.it/9020

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Lo studente discuterà una presentazione originale in power-point su un argomento relativo al corso e dovrà descrivere gli aspetti teorici della relativa tecnica di stampa 3D. Lo studente sceglierà l'argomento con l'aiuto del docente tra quelli riportati nella letteratura scientifica. La presentazione dovrà avere una durata approssimativa di 15-20 minuti. Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i fondamenti fisici/chimici/tecnologici relativi all'argomento scelto e utilizzare un vocabolario tecnico appropriato. Saranno valutate anche la chiarezza della presentazione e la capacità di rispondere alle domande.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo scopo dell'esame è la verifica da parte della commissione del raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. In caso contrario, lo studente sarà invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte dei docenti prima di sostenere nuovamente l'esame. Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell'insegnamento, il programma dettagliato del corso viene caricato su AulaWeb e/o su Microsoft Teams e illustrato all'inizio delle lezioni, in modo che gli studenti possano verificarne il rispetto. Durante le esercitazioni di laboratorio, il docente valuterà l'effettivo coinvolgimento dei singoli studenti nell'esperienza e la capacità di eseguire le misure sperimentali. L'esame orale individuale consentirà di accertare nel dettaglio il raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza nel campo della stampa 3D di materiali polimerici, e in generale la capacità di dedurre relazioni tra condizioni di stampa e proprietà ottenute, anche sulla base delle conoscenze acquisite negli insegnamenti polimerici precedenti.

Per studenti disabili o con DSA, le modalità di esame sono uniformate alla regolamentazione di Ateneo per lo svolgimento di esami di profitto (https://unige.it/disabilita-dsa).

Calendario appelli