Obiettivi Formativi

Il corso si prefigge di: Far acquisire conoscenze sui processi di trasformazione della materia prima indefinita in semilavorati e in prodotti finiti. Far acquisire la conoscenza di centri di lavoro a controllo numerico impiegati nei moderni sistemi produttivi. Far acquisire conoscenze sulle metodologie e sui criteri generali per la pianificazione, la progettazione, la realizzazione degli impianti industriali (o sistemi di produzione). Far sviluppare conoscenze sulle diverse tipologie dei sistemi di produzione e i problemi connessi al dimensionamento e alla disposizione ottimale delle risorse produttive all’interno di uno stabilimento industriale. Far acquisire conoscenze sui metodi per il calcolo dell’affidabilità e della disponibilità dei sistemi e le politiche di manutenzione degli impianti. Far conoscere le politiche di gestione dei magazzini industriali. Far acquisire la capacità di organizzare semplici sequenze di produzione in grado di rispettare i vincoli imposti dal disegno costruttivo. Far acquisire la capacità di valutare in maniera critica e autonoma la scelta di utensili, parametri di lavorazione e strategia di lavorazione. Fornire gli strumenti per ottimizzare il processo di progettazione di un impianto dal punto di vista sia tecnico che economico. Far acquisire competenze sul calcolo della disponibilità dei sistemi, anche complessi. Far sviluppare la capacità di scegliere la politica di manutenzione che minimizza il costo totale di tale servizio. Far sviluppare la competenza di esecuzione di un dimensionamento di massima di magazzini industriali. Far acquisire la capacità di individuare autonomamente gli strumenti e le fonti di dati necessarie alla analisi di un componente, alla valutazione delle criticità per la sua produzione, alla proposizione di opportune modifiche legate ai vincoli e limiti tecnologici ed economici di produzione e saper effettuare un confronto critico tra le diverse soluzioni possibili. Far acquisire la capacità di interloquire con linguaggio tecnico appropriato in modo da dialogare con le altre figure aziendali interessate alla produzione/prototipazione/sviluppo di un prodotto. Far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.

Learning Goals

The course aims to: To acquire knowledge on the transformation processes of the undefined raw material into semi-finished and finished products. To acquire knowledge of numerical control work centers used in modern production systems. To acquire knowledge on methodologies and general criteria for planning, designing, building industrial plants (or production systems). To develop knowledge on the different types of production systems and the problems related to the sizing and optimal arrangement of production resources within an industrial plant. To acquire knowledge on methods for calculating the reliability and availability of systems and systems maintenance policies. Make known the industrial warehouse management policies. To acquire the ability to organize simple production sequences capable of respecting the constraints imposed by the construction drawing. To acquire the ability to evaluate critically and independently the choice of tools, processing parameters and processing strategy. Provide the tools to optimize the plant design process from both a technical and economic point of view. To acquire skills in calculating the availability of systems, even complex ones. Develop the ability to choose the maintenance policy that minimizes the total cost of this service. To develop the competence of execution of a rough sizing of industrial warehouses. To acquire the ability to independently identify the tools and data sources necessary for the analysis of a component, to evaluate the critical issues for its production, to propose appropriate changes linked to the constraints and technological and economic limits of production and to know how to carry out a critical comparison between the different possible solutions. To acquire the ability to speak with appropriate technical language in order to communicate with other company figures interested in the production / prototyping / development of a product. To acquire an individual study method suitable to allow the deepening of knowledge and to face further advanced or sectoral topics.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge sia attraverso lezioni frontali sia attraverso esercitazioni in aula e in laboratorio e mediante somministrazione di approfondimenti tramite canali social. Vi sono esercitazioni guidate svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Nell’ambito del modulo di tecnologie meccaniche, gli studenti usano software specifici per la programmazione delle macchine utensili CNC, in tal senso sviluppano un progetto d’anno sia in modo autonomo sia collaborando in gruppi fra loro. Vengono, inoltre, utilizzate piattaforme di apprendimento ed organizzate visite a impianti industriali Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni (Presentazioni ed approfondimenti alla lavagna)

Teaching Methods

The course, to achieve the expected training objectives, takes place through lectures and through classroom and laboratory exercises and insights through social channels. There are guided exercises carried out by students, with the aim of stimulating the approach to problems with autonomy and a critical sense. In the module of mechanical technologies, students use specific software for programming CNC machine tools, in this sense they develop a year project both independently and collaborating in groups with each other. Furthermore, learning platforms and design software are used and visits to industrial plants are organized. All activities are carried out with the support of lecture slides (presentations and insights on the blackboard)

Prerequisiti

Conoscenze generali sulle proprietà dei materiali e sui fondamenti di meccanica strutturale, conoscenze di base di disegno industriale e di elettrotecnica.

Prerequisites

General knowledge on the properties of materials and on the principles of structural mechanics, basic knowledge of industrial design and electrical engineering.

Verifiche dell'apprendimento

Per entrambi i moduli, la verifica dell’apprendimento viene svolta sia durante il corso sia alla fine, in particolare, vengono programmate due prove scritte in itinere a risposta aperta, che verteranno sulla parte del corso svolta fino alla data della prova. La prima a metà del programma, la seconda alla fine (in date che vengono concordate durante le lezioni con gli studenti). Le prove sono facoltative, vengono proposte quattro domande valutate fino a 7 punti ciascuna. Una lista di domande “tipo” è fornita agli studenti sin dall’inizio del corso per poter orientare lo studio in funzione anche delle modalità d’esame. Pochi giorni prima della prova in itinere vengono discusse in aula le domande “tipo”, per sintetizzare e rivedere gli argomenti oggetto d’esame, le domande proposte durante le prove saranno estratte fra queste ultime. La prova si ritiene superata se il voto è superiore a 17/28. Durante le prove scritte è possibile utilizzare una calcolatrice e consultare del materiale necessario allo svolgimento di esercizi, concordato col docente. Le media delle due prove rappresenta il voto “base” (max 28/30) che verrà integrato con quello relativo alla discussione del progetto eseguito e la realizzazione del progetto in laboratorio (max 2 punti e la lode). L’esito della prova in itinere viene conservato indefinitamente se accettato dallo studente. Per gli studenti che non frequentano o che non hanno sostenuto/superato le prove in itinere, le prove scritte possono essere sostituite integralmente o parzialmente con un esame scritto finale o un esame orale finale, a scelta dello studente. Tale esame verterà intorno alle stesse domande che su cui gli studenti hanno focalizzato l’attenzione durante l’anno. La valutazione delle prove tiene conto delle conoscenze acquisite, della capacità di esporle utilizzando il linguaggio tecnico appropriato. La valutazione del progetto è fatta sulla base della dimostrazione di aver acquisito, da parte dello studente, la padronanza degli strumenti informatici e l’autonomia di scelta. Il progetto è obbligatorio e permetterà di incrementare il punteggio solo se realizzato entro la sessione in cui si conclude il corso (per il II semestre, entro l’ultimo appello di luglio). Anche il progetto realizzato viene conservato indefinitamente, una volta consegnato al docente. Il voto finale, calcolato come la media delle due valutazioni relative ai due moduli, è espresso in trentesimi

Assessment

For both the modules, the verification of learning is carried out both during the course and at the end two on going written exams are scheduled. The test are questions with open answers, which will focus on the part of the course held up to the date of the test. The first in the middle of the program, the second at the end (on dates that are agreed during the lessons with the students). The ongoing tests are optional, four questions are proposed with up to 7 points each. A list of "typical" questions is provided to students from the beginning of the course to guide their study according to the exam methods. A few days before the ongoing exam, the "typical" questions are discussed in the classroom, to summarize and review the topics being examined, the questions proposed during the tests will be extracted from the latter. The test is considered passed if the grade is higher than 17/28. During the written tests it is possible to use a calculator and consult the material necessary for carrying out the exercises, agreed with the teacher. The average of the two tests represents the "basic" grade (max 28/30) which will be integrated with that relating to the discussion of the project carried out and the realization of the project in the laboratory (max 2 points and honors). The outcome of the ongoing test is kept indefinitely if accepted by the student. For students who do not attend or who have not taken / passed the ongoing exams, the written exams can be fully or partially replaced with a final written exam or a final oral exam, chosen by the student. This exam will focus on the same questions that the students focused their attention on during the year. The weights of the tests take into account the knowledge acquired, the ability to present them using the appropriate technical language. The evaluation of the project is made on the basis of the demonstration of having acquired, by the student, the mastery of IT tools and the autonomy of choice. The project is mandatory and will allow the student to increase the score only if done within the session in which the course ends (for the second semester, by the last exam in July). Even the completed project is kept indefinitely, once delivered to the teacher. The final grade, calculated as the average of the two ratings relating to the two modules, is expressed out of thirty.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000305 - TECNOLOGIE MECCANICHE ------------------------------------------------------------ - FONDAMENTI DEL TAGLIO: Meccanica della formazione del truciolo. Usura e cedimento degli utensili. Finitura superficiale e integrità della superficie lavorata. - MATERIALI PER UTENSILI: Acciai al carbonio e medio legati. Acciai superrapidi. Leghe al cobalto. Carburi. Utensili rivestiti. Utensili ceramici. Nitruro di boro. Diamanti. Processi di deposizione CVD e PVD. Fluidi da taglio. - PROCESSI DI TAGLIO PER FORME ROTONDE – Torni: Componenti dei torni. Parametri di tornitura e capacità del processo. Utensili a punta singola e influenza dei diversi angoli di spoglia. Alesatura e alesatrici. Criteri di ottimizzazione di lavorazioni di tornitura. Criteri di scelta delle variabili di tornitura. Foratura e tecnologia di realizzazione di fori. Macchine di foratura. Allargatori e alesatori. Filettatura. - PROCESSI DI TAGLIO PER FORME DIVERSE: Fresatura e fresatrici. Fresatura periferica, frontale e a codolo. Stozzatura. Piallatura. Brocciatura e brocciatrici.   - PROCESSI ABRASIVI E OPERAZIONI DI FINITURA: Il processo di rettifica. Abrasivi ed agglomeranti. Le caratteristiche delle mole. - IL CONTROLLO NUMERICO: principio di funzionamento delle macchine a controllo numerico, la struttura e la componentistica meccanica delle principali macchine per asportazione di truciolo, basi di programmazione ISO, macchine e sistemi di lavorazione, I software CAD/CAM. Applicazioni ed esempi pratici. - ATTREZZATURE DI LAVORO E CICLI DI FABBRICAZIONE: Posizionamento e bloccaggio dei grezzi di lavorazione. Esempi di applicazione. Introduzione alla progettazione dei cicli di lavorazione. Esempi di realizzazione di cicli di lavorazione per asportazione di truciolo. Progetto d’anno. Studio di fabbricazione di un componente meccanico. - LA SALDATURA DEI METALLI: Quadro dei principali procedimenti. Saldatura alla Fiamma ossiacetilenica e taglio ossiacetilenico. Procedimenti ad arco elettrico: saldatura con elettrodi rivestiti MIG/MAG, TIG, Arco Sommerso, TIG/PLASMA. Saldatura e applicazioni tecnologiche del Laser. Saldature a resistenza elettrica. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3088 - IMPIANTI MECCANICI ------------------------------------------------------------ - GENERALITÀ SUGLI IMPIANTI INDUSTRIALI: Definizione di impianto industriale. Prodotti finiti: classificazione. Classificazione degli impianti di produzione. Gli impianti ausiliari o di servizio. Tipi di produzione. Pianificazione e realizzazione degli impianti industriali. Lo studio di fattibilità. Progettazione degli impianti industriali. Realizzazione del progetto. Cenni storici sullo sviluppo dell’industria. Fattori tecnici decisivi per lo sviluppo dell’industria. - OTTIMIZZAZIONE TECNICA ED ECONOMICA DELLA PROGETTAZIONE IMPIANTISTICA: Considerazioni sulla progettazione esecutiva dell’impianto tecnologico principale e degli impianti meccanici di servizio. Esempi di progettazione impiantistica ottimizzata dal punto di vista tecnico ed economico. - STRUMENTI DI VALUTAZIONE ECONOMICA DI UN INVESTIMENTO IMPIANTISTICO: Influenza del tempo sui costi fissi di esercizio. Criteri di valutazione della redditività degli investimenti impiantistici per l’industria. - IMPIANTI DI COGENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E TERMICA: Impianto di cogenerazione di energia elettrica e termica a recupero totale. Impianto di cogenerazione a recupero parziale o con turbina ad estrazione. Autoproduzione di energia elettrica e termica. - IMPIANTO DI PRODUZIONE E DISTRIBUZIONE DI VAPORE TECNOLOGICO: Schema dell’impianto di produzione e distribuzione di vapore tecnologico e rappresentazione del ciclo termodinamico sul diagramma (T,S). Scelta del generatore di vapore. Dimensionamento della rete di distribuzione del vapore. Organi di regolazione. Dimensionamento della rete delle condense. Scarico delle condense e scaricatori. - IMPIANTI TERMICI AD ACQUA CALDA: Fluidi vettori del calore per impianti termici e confronto di prestazioni. Schema dell’impianto termico ad acqua calda. Disposizioni di impianto. Impianti termici ad acqua pressurizzata. Impianti termici ad oli minerali. Criteri di dimensionamento degli impianti termici. Corpi scaldanti. Dilatazioni termiche delle tubazioni. Pressione nominale di esercizio e di collaudo per tubi e flange. - IMPIANTI TERMICI AD ARIA CALDA E IMPIANTI DI ESSICCAMENTO: Impianti ad aria calda per riscaldamento ambientale e per uso industriale. Impianti di essiccamento: generalità sull’essiccamento di sostanze solide. - IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO: Generalità sugli impianti di condizionamento per usi civili e industriali. Condizionamento invernale. Condizionamento estivo. Impianti di condizionamento ad aria ed acqua. - IMPIANTI FRIGORIFERI: Generalità sugli impianti frigoriferi. Impianti frigoriferi ad uno stadio di compressione ad espansione secca. Impianti frigoriferi ad uno stadio di compressione con separatore. Impianti frigoriferi a due stadi di compressione. Scelta della pressione del separatore intermedio. Proprietà dei fluidi frigoriferi. I materiali isolanti e l’isolamento termico. - IMPIANTI IDRICI: Il fabbisogno di acqua per usi industriali. Modalità di approvvigionamento. Criteri di dimensionamento degli impianti per il servizio idrico. - IMPIANTI PER IL SERVIZIO DI ARIA COMPRESSA: Generalità sugli impianti per il servizio di aria compressa. Tipi di compressori. Essiccamento dell'aria compressa. Reti di distribuzione. Tracciato delle tubazioni. Velocità dell’aria nei condotti. Perdite di carico. - IMPIANTI PER IL SERVIZIO DEI COMBUSTIBILI: Generalità sugli impianti per il servizio dei combustibili. Impianti per il servizio di combustibili solidi. Impianti per il servizio di combustibili liquidi. Impianti per il servizio di combustibili gassosi. - IMPIANTI PER IL SERVIZIO ANTINCENDIO: Generalità sugli impianti per il servizio antincendio. Adempimenti legislativi relativi al servizio antincendio. Caratteristiche dell’incendio. Criteri di prevenzione e protezione dagli incendi. Sistemi di rilevazione. Sistemi di spegnimento. - CASI STUDIO.

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000305 - TECNOLOGIE MECCANICHE ------------------------------------------------------------ FUNDAMENTALS OF CUTTING: Mechanics of chip formation. Tool wear and failure of tools. Surface finish and integrity of the machined surface. - TOOL MATERIALS: Carbon and medium alloyed steels. High speed steels. Cobalt alloys. Carbides. Coated tools. Ceramic tools. Boron nitride. Diamond. CVD and PVD deposition processes. Cutting fluids. - CUTTING PROCESSES FOR ROUND SHAPES – Lathes: Lathe components. Lathe types. Turning parameters and process capability. Single-cut tools and influence of the clearance and rake angles. Boring and boring machines. Optimization criteria for turning operations. Selection criteria for turning variables. Drilling and hole-making technology. Drilling machines. Spreaders and reamers. Thread. - CUTTING PROCESSES FOR DIFFERENT SHAPES: Milling and milling machines. Peripheral, front and shank milling. Slotting. Planing. Broaching and broaching machines. - ABRASIVE PROCESSES AND FINISHING OPERATIONS: The grinding process. Abrasives and agglomerants. The characteristics of the wheels. - NUMERICAL CONTROL: Operating principle of numerical control machines, the structure and mechanical components of the main machining machines, ISO programming logic, machines and processing systems, CAD / CAM software. Applications and practical examples. - WORK EQUIPMENT AND MANUFACTURING CYCLES: Purpose of the processing equipment. Application examples. Introduction to the planning of the working cycles. Examples of realization of machining cycles for chip removal. - METALS WELDING: Overview of the main proceedings. Oxyacetylene flame Welding with and oxyacetylene cutting. Electric arc processes: welding with coated electrodes, MIG / MAG, TIG, Submerged Arc, TIG / PLASMA. Laser welding and technological applications. Electric resistance welding. ------------------------------------------------------------ Modulo: 3088 - IMPIANTI MECCANICI ------------------------------------------------------------ - GENERAL INFORMATION ON INDUSTRIAL PLANTS: Definition of industrial plant. Classification of products. Classification of production plants. Auxiliary or service systems. Types of production. Planning and construction of industrial plants. The feasibility study. Industrial plant design. Realization of the project. Historical notes on the development of the industry. Decisive technical factors for the development of the industry. - TECHNICAL AND ECONOMIC OPTIMIZATION OF PLANT DESIGN: Considerations on the executive design of the main technological system and mechanical service systems. Examples of plant design optimized from technical-economic point of view. - ECONOMIC ASSESSMENT TOOLS FOR A PLANT INVESTMENT: Influence of time on fixed operating costs. Evaluation criteria for the profitability of plant investments for industry. - ELECTRICAL AND THERMAL ENERGY COGENERATION PLANTS: Total recovery electrical and thermal cogeneration plant. Partial recovery cogeneration plant or with extraction turbine. Self-production of electricity and heat. - TECHNOLOGICAL STEAM PRODUCTION AND DISTRIBUTION SYSTEM: Scheme of the technological steam production and distribution system and representation of the thermodynamic cycle on the diagram (T, S). Choice of the steam generator. Sizing of the steam distribution network. Regulatory bodies. Sizing of the condensate network. Condensate discharge and drains. - HOT WATER THERMAL SYSTEMS: Heat carrier fluids for thermal systems and performance comparison. Scheme of the hot water heating system. Planting arrangements. Pressurized water thermal systems. Thermal plants with mineral oils. Sizing criteria for heating systems. Heating bodies. Thermal expansion of pipes. Nominal operating and testing pressure for pipes and flanges. - HOT AIR HEATING SYSTEMS AND DRYING SYSTEMS: Hot air systems for environmental heating and for industrial use. Drying plants: general information on the drying of solid substances. - AIR CONDITIONING SYSTEMS: General information on air conditioning systems for civil and industrial use. Winter conditioning. Summer conditioning. Air and water conditioning systems. - REFRIGERATION SYSTEMS: General information on refrigeration systems. Refrigeration systems with a dry expansion compression stage. One stage compression refrigeration systems with separator. Two-stage compression refrigeration systems. Choice of intermediate separator pressure. Properties of refrigerating fluids. Insulating materials and thermal insulation. - WATER SYSTEMS: The need for water for industrial uses. Supply methods. Sizing criteria for water service plants. - COMPRESSED AIR SERVICE SYSTEMS: General information on compressed air service systems. Types of compressors. Compressed air drying. Distribution networks. Piping route. Air velocity in the ducts. Load losses. - FUEL SERVICE PLANTS: General information on fuel service plants. Installations for the service of solid fuels. Installations for the service of liquid fuels. Installations for the service of gaseous fuels. - SYSTEMS FOR THE FIRE SERVICE: General information on the systems for the fire service. Legislative requirements relating to the fire service. Fire characteristics. Fire prevention and protection criteria. Detection systems. Extinguishing systems. - CASE STUDIES.