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    Claudio LEONE

    Insegnamento di TECNOLOGIA MECCANICA 2

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA MECCANICA

    SSD: ING-IND/16

    CFU: 9,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 72,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Lavorazione della lamiera (16 h): taglio, tranciatura, piegatura, imbutitura. Lavorazioni delle lamiere ad elevata velocità.
    Taglio dei metalli e lavorazioni alle macchine utensili (10 h): Introduzione ai processi di taglio, utensili e loro caratteristiche. Lavorazioni di tornitura. Lavorazioni di fresatura. Ottimizzazione di una lavorazione per asportazione di truciolo.
    Lavorazioni non convenzionali (30 h). Classificazione, condizioni generali, confronti e tendenze. Principi fisici di funzionamento, descrizione del processo caratteristiche delle macchine speciali ed applicazioni delle seguenti lavorazioni non convenzionali: elettroerosione (EDM), lavorazioni con Laser (LBM), lavorazioni chimiche (CM) ed elettrochimiche (ECM), lavorazioni con ultrasuoni (UM), saldature per attrito.
    Controlli non distruttivi (16). Definizione ed finalità dei CND; definizione della difettologia di un prodotto; Classificazione dei CND in base al principio fisico utilizzato e/o al materiale indagato; CND mediante: Ultrasuoni, Raggi X e Gamma, Magnetoscopia, liquidi penetranti, correnti parassite, emissione acustica.

    Testi di riferimento

    Lucidi delle lezioni, reperibili sul sito del Docente.
    Testi consigliati:
    S. Kalpakjian e S.R. Schmid, Tecnologia Meccanica, Ed. Pearson-Prentice Hall.
    M.P. Groover, Tecnologia Meccanica, Ed. CittàStudi.
    F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, Analisi e tecnologie delle lavorazioni meccaniche, Ed. McGraw-Hill.

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone di fornire conoscenze e competenze sui fenomeni che intervengono nei processi di lavorazione delle lamiere, nei processi di asportazione di truciolo ed nei processi di lavorazione non convenzionale.
    Fornire conoscenze sull’effetto della lavorazione sulle proprietà del materiale e le caratteristiche del manufatto.
    Comprendere l’origine dei difetti dovute al processo produttivo, come individuarli mediante tecniche di controllo non distruttivo e come evitare la loro formazione.
    Saper scegliere i processi adatti e le condizioni di lavorazione più opportune per realizzare un componente.

    Prerequisiti

    Tecnologia Meccanica

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali in aula.
    Visite in aziende e/o Laboratori.

    Metodi di valutazione

    Esame scritto (comprendente domande ed esercizi) ed orale.
    La prova scritta ha una durata di circa 100 minuti. Durante la prova non è consentito utilizzare materiale didattico.
    Entrambi le prove si prefiggo lo scopo di accertare le conoscenze acquisite dallo studente, le capacità di saper descrivere e comprendere gli argomenti di studio. La capacità di trarre conclusioni e di risolvere problemi.
    La prova scritta è propedeutica all’orale e si ritiene superata con non meno di 18/30.

    Programma del corso

    Controlli non distruttivi (NDT)
    Introduzione ai Controlli non distruttivi. Classificazione dei CND, definizioni, modalità di svolgimento di un controllo non distruttivo. Livelli di qualifica e certificazione.
    Controllo con liquidi penetranti. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova; attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Controllo con Magnetoscopia. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova; attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Controllo con correnti parassite. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova; attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Controllo con raggi X. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova; attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Controllo con raggi gamma. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova; attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Ultrasuoni. Definizione delle tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione della prova;
    attrezzature e prodotti impiegate/i; tipologie di difetti rilevabili, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Lavorazioni delle lamiere
    Generalità sulle caratteristiche meccaniche delle lamiere. Definizione e misura dell’anisotropia, Fattore di incrudimento e misura del fattore di incrudimento.
    Taglio delle lamiere - Taglio con la cesoia: definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalitàdi esecuzione del processo; caratteristiche del prodotto, cenni sulle attrezzature, vantaggi e limitazionidella tecnica. Tranciatura: definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo; caratteristiche del prodotto, cenni sulle attrezzature, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Piegatura delle lamiere - Piegatura alla pressa: definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione de processo; caratteristiche del prodotto, cenni sulle attrezzature, vantaggi e limitazioni della tecnica,raggio massimo e raggio minimo di piegatura; stiropiegatura, forze di piegatura. Calandratura e nervatura delle lamiere.
    Imbutitura delle lamiere: Definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo; caratteristiche del prodotto, cenni sulle attrezzature, vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Dimensionamento della lamiera. Limite d’imbutitura e imbutitura multipla. Stiroimbutitura, Calcolo delle
    forze d’imbutitura. Difetti tipici del processo.
    Stampaggio mediante: stampo e controstampo, cuscino di gomma, fluido in pressione.
    Processo di formatura per fluotornitura o spinning, formatura incrementale puntuale.
    Pulse Forming: Formatura con esplosivo; Formatura pneumo-meccanica; Formatura elettroidraulica o a scintilla; Formatura elettromagnetica. Formatura superplastica e saldatura per diffusione.

    Lavorazioni non convenzionali
    Lavorazione chimica ed elettrochimica (CM & ECM): Definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo;attrezzature e prodotti impiegate/i; vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Lavorazioni per elettroerosione (EDM): Definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo di elettroerosione a tuffo; attrezzature e prodotti impiegate/i; vantaggi e limitazioni della tecnica. Tecniche di elettroerosione a filo, foratura e finitura superficiale. Definizione della tecnica e caratteristiche generali; attrezzature e prodotti impiegate/i; vantaggi e limitazioni delle tecniche.
    Lavorazioni con gli ultrasuoni (UM): Definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo;attrezzature e prodotti impiegate/i; vantaggi e limitazioni della tecnica. Saldatura ad ultrasuoni ed a vibrazione. Definizione delle tecniche e caratteristiche generali; modalità di esecuzione; attrezzature e procedure impiegate; vantaggi e limitazioni delle tecniche.
    Lavorazione con getto d’acqua e getto idroabrasivo (WJ e AWJ). Definizione della tecnica e caratteristiche generali; modalità di esecuzione del processo;attrezzature e prodotti impiegate/i; vantaggi e limitazioni della tecnica.
    Introduzione ai sistemi di lavorazione Laser
    Sorgenti LASER: Principi fisici dei laser, generalità sulle sorgenti, Parametri caratteristici di un fascio laser. Architetture delle sorgenti. Sorgenti a stato gassoso ed a stato solido. Modalità di emissione (CW,PW,QCW). Sistemi per la propagazione del fascio laser, sistemi di movimentazione, macchine e attrezzature ausiliarie

    Lavorazioni laser
    Processi di Taglio Laser. Meccanismi utilizzati nei processi di taglio: Taglio con gas reattivo ed inerte,taglio per vaporizzazione, taglio per frattura. Taglio per incisione e taglio freddo (cold cutting).
    Processi di Foratura Laser. Caratteristiche delle sorgenti utilizzate nei processi di foratura: Metodi di foratura: percussion, drill on fly, trepanning, elical drilling.
    Saldatura laser. Introduzione alla saldatura. Difetti nella saldatura e principali vantaggi della saldatura laser. Tecnica di saldatura per conduzione e per key hole.
    Marcatura e Microlavorazione laser. Tipologie di macchine e caratteristiche richieste.

    Rapid-prototyping and additive manufacturing
    Introduzione sul rapid-prototyping e sui processi di additive manufacturing processes. Processi sottrattivi e processi additivi.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Sheet metalworking (16 h): cutting; bending; drawing, impulse forming, other sheet-metal-forming operations.
    Nontraditional machining processes (30 h): Introduction on Nontraditional machining processes. Electro discharge machining (ram and wire EDM), Laser beam machining (cutting, drilling, welding, marking and milling), chemical and electrochemical machining, ultrasound machining.
    Machining operations and machine tools (10): turning, milling and related operations; tool materials, tool wear and life, machining economics.
    Non destructive testings (16 h)

    Textbook

    Slides showed at the lessons, available on the teacher's website.
    Recommended books:
    Serope Kalpakjian, Manufacturing Engineering & Technology, Pearson College Div.
    M.P. Groover, Introduction to Manufacturing Processes, Wiley

    Training objectives

    The course provide knowledge and skills about the phenomena occurring during the following processes:
    sheet metalworking;
    nontraditional machining processes;
    machining operations and machine tools.

    How to understand the origin of defects due to the production process, how to identify them by non destructive tests (NDT) and how to avoid their formation.
    Knowing how to choose the right processes and the optimal process conditions to realise a component.

    Prerequisite

    Mechanical Technology

    Teaching methods

    Lectures.
    Visits to companies and laboratories.

    Evaluation methods

    Written and oral examination.
    The written test lasts about 100 minutes. During the test it is not allowed to use educational material.
    Both tests are intended to ascertain the knowledge acquired by the student, the ability to describe and understand the topics of study. The ability to draw conclusions and solve problems.
    The written test is mandatary for the oral examination and is considered passed with no less than 18/30.

    Course Syllabus

    Non destructive tests
    Introduction on non destructive tests. Overview of NDT tests. Processes and Equipment: Penetrant dye, magnetic tests, Heddy current tests, X and gamma ray, ultrasound tests, acoustic emission

    Sheet-metal Forming Processes
    Sheet-metal Forming Processes and Equipment. Introduction on sheet-metal characteristics and formability. Formability: tests for sheet metals. Sheet metal processes: shearing, bending sheets, plate and tubes, deep drawing, rubber forming and hydroforming, spinning, superplastic forming, hot stamping. Specialized forming processes. Design considerations in sheet-metal forming. Equipment for sheet-metal forming.

    Machining Processes and Machine Tools
    Fundamentals of machining. Introduction on mechanics of cutting, cutting forces and power, temperatures in cutting. Tool Life: wear and failure (taylor law). Surface finish and integrity
    Cutting-tool Materials and Cutting Fluids. Introduction to cutting tools. High-speed steels, cast-cobalt alloys, carbides, coated tools, alumina-based ceramics, cubic boron nitride, silicon-nitride-based ceramics, diamond. Cutting Fluids.

    Machining Processes: Turning and Milling
    Introduction on cutting processes. The Turning Process, Lathes and Lathe Operations. Milling and Milling Machines. Overview on Machining Centers, Machine-tool Structures, and Machining Economics.

    Advanced Machining Processes and Equipment
    Introduction to non conventional machining. Chemical Machining. Electrochemical Machining. Electrochemical Grinding. Electrical-discharge Machining. Laser-beam Machining. Water-jet Machining. Abrasive-jet Machining

    Rapid-prototyping and additive manufacturing processes and operations.
    Introduction to rapid-prototyping and additive manufacturing processes. Subtractive processes, additive processes. Virtual prototyping. Direct manufacturing and rapid tooling.

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