Obiettivi Formativi

Scopo del corso è fornire una conoscenza avanzata di alcune delle più importanti tecnologie di produzione e sviluppo di processo/prodotto con esempi e applicazioni relativi al settore del biomanufacturing. Al termine dell'insegnamento l'allievo dovrà conoscere e applicare le relazioni tra materiali e processi di fabbricazione, conoscere e applicare le principali tecniche di fabbricazione, conoscere e applicare i parametri fondamentali di processo (relativamente ai processi studiati nel settore della biomeccanica) e le loro interazioni con i requisiti del manufatto (qualità, tolleranze, finiture superficiali, etc.). Obiettivo del corso è sviluppare nell'allievo le capacità di scegliere le tecnologie, di valutare i mezzi di produzione, anche collaborando alla loro progettazione, e di elaborare i cicli di fabbricazione dei singoli componenti, costituiti dai vari materiali di interesse ingegneristico. Al termine del modulo lo studente avrà acquisito il linguaggio necessario a stilare relazioni tecniche e comunicare in maniera adeguata e professionale con le altre figure aziendali coinvolte nel processo produttivo. Lo studente saprà utilizzare in maniera autonoma moderni sistemi di progettazione agli Elementi Finiti, avendo utilizzato questi strumenti durante lo svolgimento di un progetto d’anno, guidato dal docente.

Learning Goals

The aim of this course is to provide advanced knowledge on some of the most important production / process/product development technologies with examples and applications related to the biomanufacturing sector. At the end of the course the student should know and apply the relationships between materials and manufacturing processes; know and apply the main manufacturing techniques; know and apply the fundamental process parameters (relative to the processes studied in the biomechanics sector) and their interactions with the requirements of the product (quality, tolerances, surface finishes, etc.). The aim of the course is to develop in the student the ability to choose technologies, to evaluate the means of production, also collaborating in their design, and to elaborate the production cycles of the individual components, made up of the various materials of engineering interest. At the end of the module, the student will have acquired the language necessary to draw up technical reports and communicate adequately and professionally with the other company figures involved in the production process. The student will be able to independently use modern Finite Element design systems, having used these tools during the course of a year project, led by the teacher.

Metodi didattici

- Svolgimento di lezioni ed esercitazioni frontali. - Somministrazione di approfondimenti mediante canali social. - Utilizzo di piattaforme di apprendimento. - Utilizzo di software di progettazione. - Visite.

Teaching Methods

- Frontal lesson and exercises. - Insights through social channels. - Use of learning platforms. - Use of design software. - Visits.

Prerequisiti

Conoscenze di base relative a processi produttivi tradizionali, analisi delle strutture, proprietà dei materiali.

Prerequisites

Basic knowledge of traditional production processes, structural analysis, material properties.

Verifiche dell'apprendimento

- Verifica continua attraverso la somministrazione durante l’intero corso di prove scritte mirate alla verifica dell’apprendimento step-by-step (test in aula o su piattaforma, consegna di elaborati, etc.). La relativa valutazione non sarà formalizzata su piattaforma di ateneo e sarà sempre valida; - Verifica finale attraverso: una prova scritta, che comprende 2 domande a risposta aperta, 6 domande a risposta multipla e 2 esercizi; una prova scritta mirata all’analisi di un caso studio; una prova orale in cui si discuterà il progetto di un modello agli elementi finiti del processo di produzione di un componente utilizzato in ambito biomedico. Di seguito si riporta il peso di ogni prova: Verifica continua: 5/30. Verifica finale | I prova scritta: 10/30. Verifica finale | II prova scritta: 10/30. Verifica finale | prova orale: 5/30 (con eventuale lode). Il voto finale sarà determinato dalla somma dei pesi di ogni prova. Per gli studenti che non seguono e non partecipano alla verifica continua o che non superano la stessa, il peso della prova orale, che verterà non solo sul progetto del modello agli elementi finiti ma sull’intero programma, è: 10/30 (con eventuale lode). I principali parametri di valutazione sono: capacità di corretto utilizzo del lessico tecnico sia nella prova scritta che in quella orale; capacità di organizzare le conoscenze, capacità di analisi critica, capacità di risolvere problemi complessi.

Assessment

- Continuous verification through written tests aimed at verifying step-by-step learning (classroom or platform tests, delivery of documents, etc.). The relative evaluation will not be formalized on the university platform and will always be valid; - Final verification through: a written test, which includes 2 open-ended questions, 6 multiple-choice questions and 2 exercises; a written test aimed at analyzing a case study; an oral test about the design of a finite element model of the manufacturing process of a component used in biomedical field. The weight of each test is shown below: Continuous verification: 5/30. Final verification | I written test: 10/30. Final verification | II written test: 10/30. Final verification | oral exam: 5/30 (with possible praise). The results will be determined by the sum of the weights of each test. For the students that do not follow the lessons and do not participate to the continuous verification or do not pass the same, the weight of the oral verification is: 10/30 (with possible praise). The oral verification will focalized not only on the design of the finite element model but on all contents. The main evaluation parameters are: expertise in the use of specialized vocabulary both in the written and oral test; ability to organize the knowledge; expertise in the critical analysis; problem solving.

Programma del Corso

- GENERALITÀ SULLE TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE NEL SETTORE DELLA BIOINGEGNERIA: Generalità e campi di applicazione. Processo di sviluppo e progetto di una bioprotesi. Scelta delle tecnologie di fabbricazione e loro classificazione. - PROCESSI DI FABBRICAZIONE PER FUSIONE: Generalità. Classificazione. Progettazione dei modelli e delle anime. Solidificazione dei getti. Tecniche di fusione in forma transitoria. Tecniche di fusione in forma permanente. Difetti di fonderia. - LAVORAZIONI PER DEFORMAZIONE PLASTICA: Generalità. Forgiatura. Estrusione. Trafilatura. Laminazione. FEA. - LAVORAZIONI MINORI: Microlavorazioni per asportazione di truciolo. Lavorazioni speciali. Manifattura additiva. - CASI STUDIO.

Course Syllabus

- GENERAL INFORMATION ON MANUFACTURING PROCESSES IN BIOENGINEERING FIELD: General information and applications. Development and design process of a bioprosthesis. Choice of manufacturing technologies and their classification. - METAL CASTING PROCESSES: General information. Classification. Design. Solidification of the castings. Expendable mould casting. Permanent mould casting.  Defects. - FORMING PROCESSES: General information. Forging. Extrusion. Drawing. Rolling. FEA. - OTHER TECHNOLOGIES: Micromachining. Special manufacturing processes. Additive manufacturing. - CASE STUDIES.