Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Principi di tecnologia e materiali per l'ingegneria
Docente
Prof. Giorgetti Alessandro
Settore Scientifico Disciplinare
SSD: ING-IND/22
CFU
6
Descrizione dell'insegnamento

Il corso di Principi di Tecnologia e materiali per l’ingegneria si propone di fornire gli strumenti necessari alla comprensione delle problematiche legate alla scelta dei materiali, alla loro caratterizzazione meccanica e microstrutturale e ai processi produttivi che li utilizzano per produrre prodotti industriali con particolare attenzione ai materiali metallici. Il corso è composto da video lezioni e unità didattiche comprendenti argomenti di scienza dei materiali e metallurgia, controlli non distruttivi e processi tecnologici. Questo insegnamento fornisce, quindi, le basi necessarie per poter comprendere come scegliere i materiali in fase progettuale, utilizzarli all’interno dei processi produttivi e controllarne le caratteristiche nei controlli qualità.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Gli obiettivi che lo studente avrà raggiunto al termine di questo corso saranno l’aver acquisito le seguenti conoscenze:
  • conoscere le varie classi di materiali e le loro caratteristiche;
  • saper valutare le caratteristiche meccaniche delle varie classi di materiali anche attraverso controlli distruttivi e non distruttivi;
  • conoscere le varie categorie di materiali metallici, la loro struttura e le caratteristiche delle leghe;
  • comprendere come si effettuano e quali vantaggi portano i trattamenti termici e di trattamento delle superfici effettuali sui materiali metallici;
  • conoscere i principali processi tecnologici con cui vengono realizzati i prodotti industriali e le modalità utilizzate per massimizzarne le prestazioni. 
Lo studente sarà in grado di applicare tali conoscenze per:
  • aumentare la propria capacità di valutazione e selezione dei materiali in fase progettuale;
  • effettuare analisi di dati di caratterizzazione dei materiali sia per la valutazione dei materiali in fase di progettazione che dei fornitori in fase di produzione;
  • sviluppare analisi di failure utilizzando i risultati di un ampio spettro di analisi;
  • saper selezionare le idonee tecnologie produttive all’interno dello sviluppo di nuovi prodotti conoscendone prestazioni e limiti.
Prerequisiti

Obbligatori: Matematica I, Matematica II, Chimica Generale, Scienza delle Costruzioni, Costruzione di Macchine, Disegno CAD-CAE.

Contenuti dell'insegnamento
Il programma del corso affronta le seguenti tematiche:
  • I materiali nel contesto industriale: famiglie di materiali, la scelta dei materiali nello sviluppo prodotto, i diagrammi di Ashby.
  • I diagrammi di fase: regola delle fasi di Gibbs, Curve di Tamman, diagrammi di stato a due componenti.
  • Materiali Metallici: reticoli cristallini e difetti reticolari, diagrammi di stato applicati alle leghe metalliche, diagramma ferro carbonio stabile e metastabile, Acciai e Ghise, nomenclatura, trattamenti termici, curve di Bain, trattamenti di indurimento superficiale, Leghe leggere.
  • Materiali polimerici: proprietà e strutture e caratteristiche dei polimeri, polimeri termoplastici, termoindurenti ed elastomeri, nomenclatura.
  • Altri materiali di uso industriale: materiali ceramici, refrattari e vetrosi, materiali compositi, rivestimenti superficiali e schiume metalliche, smart materials.
  • Analisi sui materiali (controlli non distruttivi, esami metallografici, frattografia, morfologia della corrosione).
  • Tecnologie per la produzione: Tecnologie e cicli produttivi, distinta base e ciclo di lavorazione, disegno meccanico.
  • Fabbricazione per fusione: creazione del modello, caratteristiche peculiari della fabbricazione per fusione e criticità, processi in forma transitoria, processi in stampo permanente.
  • Lavorazioni per deformazione plastica: processi di formatura plastica, fucinatura e stampaggio, laminazione, estrusione e trafilatura, lavorazione delle lamiere.
  • Lavorazioni per asportazione di truciolo: Processo di taglio e generazione del truciolo, grandezze principali e angoli del profilo, la scelta dell’utensile, formula di Taylor, Tornitura, fresatura, rettifica, foratura, alesatura, filettatura, taglio rettilineo, cicli di lavorazione per lavorazioni per asportazione di truciolo, macchine utensili tradizionali e CNC, l’automazione industriale. 
  • Altre tecnologie per la produzione industriale: processi di produzione per polimeri, realizzazione di materiali compositi, sinterizzazione, trattamento delle superfici, tecnologie speciali.
Attività didattiche
Didattica Erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf. Didattica Interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Sono a tal proposito svolte aule virtuali di due ore che consentono una interazione sincrona con lo studente. In particolare, il docente con le aule virtuali potrà rendicontare agli studenti, attraverso gli esami fatti, i test di verifica ed autovalutazione, relativamente alle maggiori criticità nella preparazione per poter quindi intervenire su specifiche tematiche con ulteriori spiegazioni ed approfondimenti.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame si svolge in forma scritta o orale. La prova ha una durata massima di 120 minuti e durante lo svolgimento della stessa non è consentita la consultazione di libri e materiale didattico.
La prova di esame consiste in quattro domande a risposta aperta. Le domande riguarderanno i contenuti dell’insegnamento e viene richiesto allo studente di motivare in modo adeguato le risposte esponendo in dettaglio gli argomenti richiesti. E' indispensabile rispondere in modo puntuale alle domande poste circoscrivendo gli argomenti richiesti ed eventualmente corredando le risposte con diagrammi, schemi e grafici. Verrà valutato positivamente l’eventuale utilizzo di casi reali o di studio al fine di descrivere argomenti affrontati all’interno del corso.
Sono altresì previste prove di verifica e di autoverifica intermedie erogate in modalità distance learning dal docente che riguardano lo svolgimento di test di autoapprendimento. Sebbene tali prove non contribuiscano alla formulazione del giudizio finale e non siano obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d’esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004, esse sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuale.
La prova finale e le prove di verifica e di autoverifica intermedie consentono nel loro insieme di accertare la capacità di conoscenza e comprensione, la capacità di applicare le competenze acquisite per effettuare valutazioni e analisi di dati di caratterizzazione dei materiali e delle failure in autonomia di giudizio, la capacità di esposizione di concetti relativi alle proprietà dei materiali di interesse industriale e alle principali tecnologie produttive.
Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

  • M. Cavallini, F. Iacoviello, Materiali metallici, Ciolfi Editore, 2003
  • C. Brisi, Chimica applicata, Levrotto Bella, 1997
  • M. Santochi, F. Giusti, Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione, CEA (Casa Editrice Ambrosiana) Editore, 2000
Ricevimento studenti

Previo appuntamento (a.giorgetti@unimarconi.it).