Lo studente deve possedere una buona conoscenza del Disegno tecnico industriale e dei materiali metallici con particolare riferimento a quelli ferrosi.

Il corso affronta le principali problematiche legate alle lavorazioni meccaniche dell’industria manifatturiera. L’obiettivo principale è quello di portare lo studente a conoscere gli aspetti fondamentali, sia teorici che descrittivi, dei processi tecnologici tradizionali impiegati nell'industria meccanica.

Risultati di apprendimento. Concluso il corso lo studente dovrebbe essere in grado di:

• Saper scegliere le diverse lavorazioni che costituiranno il ciclo di lavorazione di un componente industriale.
• Definire le attrezzature e gli utensili necessari ai diversi processi.
• Individuare i parametri di lavorazione più adatti per ciascuna di esse sulla base di considerazioni funzionali, economiche e di qualità del prodotto finito.

Lo studente acquisirà le conoscenze legate ai processi di produzione tradizionali quali fonderia, lavorazioni per deformazione plastica e per asportazione di truciolo (macchine utensili) e quindi sarà in grado di comprendere le problematiche legate alla scelta e definizione delle sequenze operative di lavorazione (dalla scelta del  materiale e del processo primario per la realizzazione del semilavorato e del ciclo di lavorazione alle macchine utensili).

Inoltre, lo studente acquisirà la capacità di operare all’interno di un’azienda grazie alle esercitazioni numeriche ed ai lavori d’anno previsti riguardanti lo studio di fabbricazione di particolari meccanici.

L’autonomia di giudizio sarà acquisita grazie al fatto che ogni studente dovrà fare le scelte giustificandone la correttezza.I

l lavoro, individuale, sarà comunque svolto in collaborazione con altri studenti singoli (formazione del gruppo) e favorendo il colloquio fra gruppi.

La capacità di apprendimento sarà sviluppata grazie ai previsti confronti  fra gruppi e fra loro componenti, e tramite la prevista discussione degli elaborati finali.

Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. 

L’esame prevede:

• Esoneri: Modulo su fonderia e tolleranze; Modulo di taglio e deformazione plastica.
• Per gli studenti che non hanno superato gli esoneri è prevista una prova scritta nelle date previste per gli appelli con copertura di tutti gli argomenti trattati durante il corso.
• Superata la parte scritta verrà svolta una prova orale con discussione delle prove scritte e degli argomenti trattati durante corso.

Richiami sulle proprietà dei materiali metallici: Leghe metalliche ferrose e non e diagrammi Fe-C, diagrammi di Bain TTT, diagrammi TTC. Trattamenti termici e termochimici. Prove meccaniche: prova di durezza, prova di resilienza. Prove tecnologiche: prova di temprabilità (Jominy) e curve di Lamont. 

Lavorazioni per asportazione di truciolo: Schemi delle principali lavorazioni e principali moti caratteristici. I parametri tecnologici: p, a, vt, va nelle principali lavorazioni: tornitura e fresatura. La geometria dell'utensile elementare. Gli angoli caratteristici dell'utensile. Evoluzione del materiale dell'utensile. Criteri di usura utensile e le relazioni fra durata e velocità di taglio. Le forze in gioco nelle lavorazioni meccaniche. Condizioni ottimali di taglio: ve e vp. Meccanica di formazione del truciolo - Il taglio ortogonale. Il controllo numerico delle macchine utensili: linguaggio ISO, cicli Fissi e macroistruzioni. Esercitazioni sugli argomenti trattati. 

Qualità di prodotto: Tolleranze e loro dimensionamento in funzione delle specifiche funzionali. Rugosità superficiale: definizioni, normativa, parametri di profilo. 

Lavorazioni per deformazione plastica: La deformazione plastica dei materiali metallici a freddo e a caldo. L'influenza della velocità di deformazione e della temperatura sul comportamento del materiale. I principali processi di deformazione plastica massiva: laminazione, estrusione e trafilatura. Stampaggio di pezzi assialsimmetrici. Esercitazioni sugli argomenti trattati. 

Fonderia: Cenni alle tecniche di fonderia per la realizzazione di semilavorati definiti. Forme transitorie e permanenti. Modelli ed Anime per la realizzazione di corpi forati. La fonderia in terra. Le tecniche fusorie di colata sottopressione e centrifuga. I modelli transitori in cera e in polistirolo (Policast). Sistemi di colata e di materozzamento. Le spinte metallostatiche. 

Saldatura: Cenni su processo di saldatura dei materiali metallici: classificazione e confronto delle principali tecniche di saldatura convenzionali e non (Laser). 

[1] Groover M.P., Tecnologia Meccanica, Ed. Città Studi Edizioni, 2014.

[2] Giusti F., Santochi M. Tecnologia Meccanica, Ed. Casa editrice Ambrosiana, 2001 e successive edizioni

[3] Materiale didattico fornito dal docente, illustrato durante le lezioni ed esercitazioni in aula

You must have passed the Examination of Mechanical Technology. The contents of the Industrial Design Drawing and knowledge of Technical Industrial Design are also useful.

The course aims to deepen the aspects related to manufacturing technologies applied in aeronautical constructions, with particular reference to the materials selection and application and the related transformation technologies. Materials/technologies solutions will mainly be used for the construction of airframe and motor structures. The aspects of the "Machinability of materials for aeronautical application" in terms of cutting processes will be discussed. The aspects related to the optimization theory applied to the aerospace manufacturing will be presented. The study and the classification of light alloys for aeronautical application, as well as superframes for airframe and motor application, will be addressed. In particular, the main aspects related to the metallurgy and workability of Alluminum alloys and Nickel and Titanium superalloys will be studied taking into account the comparison with real applications. In the field of plastic deformation technologies, the basic principles of Super Plastic Forming and its applicability to the aeronautics industry will be illustrated. On some aspects discussed in the theory section, numerical examples will be carried out to familiarize with the physical quantities that characterize them and laboratory exercises will be focused on Finite Element simulation tools for the machining and forging processes. Moreover, the course aims to provide an overview of Additive Manufacturing processes, explain their underlying physical principles, discuss current research and an appreciation for why AM is so important to many branches of industry. In order to take maximum advantage from the capabilities of additive metal technology in the most economical way, will be studied how to design for this technology by following its principles. At the same time, the aspects relating to the design for additive metal manufacturing (DFAM) concept and, the act of integrating product design and additive manufacturing principles into one activity, will be illustrated. Laboratory exercises will be carried out by 3D printer with FFF (Fused Filament Fabrication) and Wax Jet Printing technology, in addition to laboratory exercises that will be focused on tools for the finite element simulation of additive processes.

During and a the end of the course, the student should be able to acquire:
- An in-depth knowledge of materials for aeronautical application and processes for their transformation;
- A basic knowledge of the Alluminum alloys, Nickel and Titanium superalloys characterization;
- A basic knowledge of the Additive Manufacturing Technologies in terms of characterization and use;
- A basic knowledge of approximantion and optimization with specific focus on the aerospace manufacturing;
- A basic knowledge of the Finite Element manufacturing processes simulation with specific focus on machining and forging.
- Knowledge for characterization and use of Additive Manufacturing technologies.
- Basic knowledge of Design for Additive Manufacturing.

Attività frontale di 81 ore.

Written, oral, written and/or oral.
The exam consists of two consecutive parts:
- A first written part (its duration is about 1 hour) in which the student have to solve a task related to the topics discussed in the course; the test aims to determine the student's ability to carry out calculations related to the physical quantities that characterize the processes discussed during the course;
- The second oral part (which begins immediately after the written part) in which the student discusses both the written part and other contents of the course, in order to illustrate their understanding and knowledge level of the topics discussed and the ability to deliver it to perform relevant kinematic and dynamic analyzes.

- Critical analysis of aeronautical materials/processes for comparison with the reference context. Tutorials on the discussed topics.(9 hours)
- Machining of materials for aeronautical applications (9 hours). Exercises on the discussed topics (6 hours).
- Design of Experiments, Approximation and Optimization (6 hours).
- Further research on the metallurgy of light alloys, Nickel superalloys and Titanium alloys (9 hours).
- Super Plastic Forming technology (3 hours).
- Finite Elements simulation applied to the machining and forging (6 hours) and their application to some cases of study (6 hours).
- Classification of additive manufacturing processes (3 hours).
- Overview of existing manufacturers and their specific equipment (3 hours).
- Additive manufacturing technologies for metallic materials: METAL POWDER, METAL WIRE, METAL SHEETS (3 hours).
- Powder Fusion Mechanisms (solid-state sintering, chemically-induced binding, liquid-phase sintering, full melting) (3 hours).
- AM technologies for plastic component production (powder, solid and liquid material) (3 hours).
- Design for Additive Manufacturing, Additive Manufacturing Process Steps (3 hours).
- Additive manufacturing technologies and applications in the aerospace industry (3 hours).
- Finite element simulation techniques for additive manufacturing and its application to case studies (3 hours).

Small time remodeling is possible between the subjects treated according to the course progress.

[1] F.C. Campbell, Manufacturing Technology for Aerospace Structural materials, First Edition, Elsevier, 2006
[2] M. Donachie, S. Donachie, SuperAlloys a Technical Guide, UniSalento, Second Edition, ASM International, 2002.
[3] Additive Manufacturing  - Innovations, Advances, and Applications, T.S. Srivatsan, T.S. Sudarshan.
[4] Dispense del Corso.