D1. Conoscenza e capacità di comprensione. Lo studente deve dimostrare di conoscere le tecnologie della produzione Additiva e dei materiali Compositi descritte durante il Corso. D2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente deve dimostrare di sapere applicare le conoscenze acquisite al punto D1 attraverso un elaborato progettuale in cui si descrive il comportamento meccanico (in condizioni di caricamento statico e/o di fatica) di un componente strutturale prodotto con una delle tecnologie additive proposte durante il Corso. D3. Autonomia di giudizio. Al termine del Corso lo studente sarà in grado di individuare, in autonomia, la soluzione progettuale più opportuna per la redazione dell’elaborato progettuale richiesto per la valutazione. D4. Abilità comunicative. Lo studente deve sapere esporre chiaramente gli argomenti descritti al punto D1. Inoltre, lo studente deve sapere intervenire in una discussione critica sugli argomenti svolti durante il corso fornendo validi suggerimenti. D5. Capacità di apprendimento. Al termine del corso, lo studente deve essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti discussi durante il corso e trasferire le nozioni acquisite nei successivi insegnamenti.

Si considerano prerequisiti le conoscenze di Disegno di Macchine, Costruzione di Macchine e Progettazione Meccanica CAD/CAE integrata.

Il corso si propone di fornire allo studente una preparazione solida e strutturata sui concetti fondamentali, sulle definizioni e sulle principali tecnologie di produzione additiva, in conformità con la normativa di riferimento. Particolare attenzione sarà dedicata ai materiali compositi, con focus specifico sui compositi a matrice metallica (Metal Matrix Composites, MMC) ottenuti mediante tecnologia di Oxide Dispersion Strengthening (ODS). Verranno inoltre introdotti gli strumenti teorici necessari per la progettazione e la verifica di componenti strutturali realizzati tramite Additive Manufacturing (AM), con l’ausilio di software basati sul metodo degli elementi finiti (FEM). Attraverso un confronto critico tra dati sperimentali provenienti da test su componenti prodotti con tecnologie sottrattive e additive, lo studente sarà in grado di valutare, in funzione della destinazione d’uso del componente, la tecnologia di fabbricazione più adeguata. Questo approccio contribuirà allo sviluppo dell’autonomia di giudizio nella selezione dei processi di produzione avanzata.

Libro di testo: disponibile in formato elettronico e distribuito gratuitamente agli studenti iscritti al corso. Materiale integrativo: presentazioni PowerPoint, articoli scientifici selezionati e documentazione tecnica saranno forniti dal docente nel corso delle lezioni e resi disponibili sulla piattaforma didattica MS-Teams.

Richiamo sui fondamenti teorici della fatica e frattura nei materiali policristallini. Il modello elastoplastico di von Mises. Fondamenti sui materiali compositi (materiali avanzati) e sulle principali tecnologie produttive. Il comportamento a fatica dei materiali compositi a matrice polimerica. Introduzione alla produzione additiva. La normativa di riferimento: ISO/ASTM 52900. Tecnologie per la realizzazione di parti strutturali tramite Additive Manufacturing. Tecnologie additive: Material Extrusion; Vat Photopolymerization; Laser Powder Bed Fusion (L-PBF); Material Jetting; Binder Jetting; Directed Energy Deposition (DED); Sheet Lamination. I materiali compositi a dispersione di ossido realizzati con Additive Manufacturing (ODS – Oxide Dispersion Strengthened). Fatica e frattura nei metalli duttili prodotti con tecnologie additive.

Lezione frontale, esercitazioni individuali e in piccoli gruppi, seminari. La frequenza è obbligatoria.

Per ogni anno di corso viene attivato un gruppo MS-Teams per facilitare le comunicazioni tra gli Studenti ed il Docente (moderatore) e per la condivisione del materiale didattico.

L’esame consiste in una prova orale basata sulla presentazione e sulla discussione di un elaborato progettuale sviluppato individualmente dallo studente. L’elaborato riguarda la simulazione numerica, mediante il metodo degli elementi finiti, di un albero soggetto a carico combinato flesso-torsionale, con confronto tra proprietà di materiali prodotti mediante tecnologie convenzionali e additive. Attraverso la discussione dell’elaborato viene verificata la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite durante il corso e di collegare le scelte progettuali e i risultati numerici agli argomenti trattati nell’insegnamento. Durante la discussione vengono poste almeno cinque domande. La valutazione è formulata sulla base dei seguenti criteri: 1. Tecnica di modellazione numerica: 60% del voto finale, fino a 18 punti. 2. Analisi e interpretazione dei risultati: 40% del voto finale, fino a 12 punti. Le risposte alle domande, la chiarezza espositiva, l’appropriatezza del linguaggio tecnico e la capacità di collegare l’elaborato agli argomenti del corso concorrono all’attribuzione dei punteggi relativi ai due criteri. Il voto finale è espresso in trentesimi ed è ottenuto sommando: V_finale=V_modellazione+V_risultati, dove il punteggio relativo alla tecnica di modellazione è compreso tra 0 e 18 punti e quello relativo all’analisi e all’interpretazione dei risultati è compreso tra 0 e 12 punti. L’esame è superato con un punteggio complessivo non inferiore a 18/30. La valutazione tiene conto dei seguenti livelli di preparazione: da 18 a 21: conoscenze sufficienti e capacità essenziale di applicazione e interpretazione; da 22 a 24: conoscenze discrete e corretta applicazione delle tecniche di modellazione; da 25 a 27: buona padronanza metodologica e capacità di analisi critica; da 28 a 30: preparazione molto buona o eccellente, autonomia progettuale e approfondita capacità di interpretazione. La lode può essere attribuita allo studente che abbia conseguito la valutazione di 30/30, abbia dimostrato piena padronanza metodologica, autonomia e capacità critica nella discussione dell’elaborato e risponda correttamente a un’ulteriore domanda relativa al materiale integrativo fornito all’inizio del corso e condiviso tramite MS Teams.