INFORMAZIONI SU

Tecnologie innovative di produzione

Programma dell'insegnamento di Tecnologie innovative di produzione - cdl magistrale in Ingegneria Meccanica

Docente

prof. aggr. Marco SORTINO

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso ha la finalità di fornire conoscenze e strumenti per la sperimentazione e l'innovazione dei processi di fabbricazione. In particolare vengono trattati i seguenti argomenti: cenni di pianificazione sperimentale e controllo statistico del processo produttivo, modellazione fisica delle lavorazioni ad asportazione di truciolo, lavorabilità dei materiali metallici, programmazione mediante CAM delle lavorazioni meccaniche, i sistemi CAPP, analisi statica e dinamica delle lavorazioni meccaniche, sistemi intelligenti di lavorazione, tecnologie di microfabbricazione. Gli obiettivi formativi specifici del corso sono la conoscenza di aspetti avanzati delle lavorazioni meccaniche e delle metodologie per la produzione automatizzata e di elevata qualità di pezzi meccanici di precisione.

Competenze acquisite

- Tecniche di analisi dei segnali a tempo discreto.
- Tecniche per la sperimentazione ed analisi statistica dei dati, con finalità di ottimizzazione di processo.
- Tecniche per l’identificazione sperimentale e modellazione di processi manifatturieri.
- Tecniche per la risoluzione di problematiche relative a lavorazioni meccaniche ad asportazione di truciolo.
- Tecniche avanzate di programmazione della produzione (CAM-CNC).
- Tecniche per la produzione di componenti meccanici di precisione ed alta qualità.
- Tecniche per il monitoraggio ed il controllo di processo.
- Conoscenza di sistemi avanzati di produzione tra cui i sistemi di microfabbricazione.

Introduzione: innovazione dei sistemi di produzione; principali tendenze evolutive dei sistemi di produzione; produzione snella; applicazioni e concetti di Industria 4.0; sistemi di produzione digitali (5 ore).
Fondamenti di analisi dei segnali a tempo discreto: introduzione alle tecniche di analisi dei segnali a tempo discreto; trasformata di Fourier e trasformata di Fourier Discreta – DFT di sequenze discrete; il problema del campionamento; cenni sui segnali casuali; identificazione della risposta in frequenza; esempi ed applicazioni (3 ore).
Tecniche statistiche per la qualità: introduzione alla pianificazione ed analisi degli esperimenti; confronto statistico tra popolazioni, t-test e p-value; tecniche per la definizione del piano sperimentale; piani sperimentali fattoriali completi; fattori, livelli, replicazioni; analisi di varianza ed altre tecniche per l'analisi dei dati; tecniche di regressione lineare multipla per l’identificazione di modelli; esempi di applicazione delle tecniche a casi pratici (5 ore).
Modellazione dei processi produttivi: approccio teorico e sperimentale per l’identificazione di modelli; modelli bianchi, grigi e neri; procedura d’identificazione sperimentale; classificazione dei metodi di identificazione; modelli parametrici e non parametrici; approcci off-line e on-line per l’identificazione; metodi di identificazione nel dominio del tempo e della frequenza (4 ore).
Aspetti avanzati delle macchine utensili a controllo numerico: approfondimenti su assi e mandrini CN; dinamica macchina utensile, interprete, interpolatore, asse fisico (3 ore).
Dinamica dei sistemi di lavorazione: modellazione avanzata delle forze di taglio su taglienti di forma complessa e in condizioni dinamiche; modello dinamico della tornitura; vibrazioni anomale in tornitura; l’effetto rigenerativo ed i lobi di stabilità; modello dinamico della fresatura; vibrazioni anomale in fresatura; tecniche per la risoluzione di problemi vibratori nelle lavorazioni ad asportazione di truciolo (6 ore).
Sistemi intelligenti di lavorazione: definizione di sistema intelligente di lavorazione; definizioni generali sul comportamento statico e dinamico dei sensori; sensoristica per le lavorazioni ad asportazione di truciolo; principali metodologie di supervisione delle lavorazioni; sintesi di sistemi di monitoraggio e controllo di processo (6 ore).
Programmazione avanzata delle lavorazioni a controllo numerico CN/CAM: programmazione delle traiettorie nei cicli di lavorazione con utensili a geometria definita; elementi avanzati di programmazione a controllo numerico; il linguaggio APT; i sistemi CAM; post-processore; esempi di programmi per alcune lavorazioni comuni attraverso esercitazione con software CAM commerciale (14 ore).
Tecniche FEM di simulazione numerica dei processi produttivi: introduzione alle tecniche di simulazione numerica dei processi produttivi; volumi ed elementi finiti; metodo di calcolo implicito ed esplicito; applicazione di tecniche FEM per la simulazione di lavorazioni di deformazione plastica; esempi ed esercitazioni tramite software dedicati commerciali (7 ore).
Tecniche di microfabbricazione: materiali per la microfabbricazione; classificazione dei procedimenti di micro fabbricazione; tecniche di microfabbricazione per asportazione di truciolo, per ablazione ed elettrochimiche; microlavorazioni chimiche; tecniche per la deposizione di film sottili; la litografia; procedimento LIGA; procedimenti secondari di micro fabbricazione problemi di packaging e assemblaggio di microprodotti (4 ore).
Esercitazioni: esercitazione su analisi di segnali a tempo discreto e casuali; esercitazione sulla pianificazione sperimentale ed analisi dei dati; esercitazione di identificazione di modelli matematici di sistemi di lavorazione/processi; esercitazione sulla risoluzione di problemi di deformazioni/vibrazioni durante il processo di taglio; esercitazione di programmazione CNC avanzata; esercitazione di alcuni cicli di lavorazione per pezzi meccanici tramite software CAM e simulatore fisico; esercitazione con software FEM commerciale per la simulazione di lavorazioni di deformazione plastica; esercitazione sulla realizzazione di un sistema di monitoraggio (20 ore).
Visite guidate (3 ore).

Bibliografia

- Altintas, Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design, 2nd Edition, 2012, Cambridge University Press
- D.C. Montgomery, Progettazione ed analisi degli esperimenti, 2005, McGraw-Hill (oppure l’originale in inglese: D.C. Montgomery, Design and Analysis of Experiments, 8th Edition, 2012, John Wiley & Sons)
- A. Zompì, R. Levi, Tecnologia Meccanica, Lavorazioni ad asportazione di truciolo, UTET
- A.V. Oppenheim, W.R. Schafer, J.R. Buck, Discrete-Time Signal Processing, 2nd Edition, Prentice-Hall Signal Processing Series
- . Kalpakjian, S. Schmid, Tecnologia Meccanica, 6a edizione, Pearson Prentice-Hall (oppure l’originale in inglese, ovvero: S. Kalpakjian, S. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, 7th edition, Pearson Ed Asia)
- R. Isermann, M. Münchhof, Identification of Dynamic Systems, An Introduction with Applications, 2011, Springer-Verlag Berlin Heidelberg

Modalità d'esame

prova scritta e orale

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili alla pagina