Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: (I descrittore di Dublino)
Al termine dell’insegnamento lo studente avrà integrato le proprie conoscenze di base sui materiali polimerici adatti alla realizzazione di componenti mediante la tecnologia dell’additive manufacturing. Avrà acquisito consapevolezza delle problematiche relative alle tecnologie di additive manufacturing. In particolare, alla fine del corso lo studente sarà in grado di selezionare i materiali opportuni e di progettare e realizzare componenti mediante additive manufacturing.
Competenze: (II Descrittore: Capacità di applicare conoscenza e comprensione)
Mediante le esercitazioni svolte in classe relativamente a tutti gli argomenti del programma, lo studente apprenderà come applicare le conoscenze acquisite in un contesto di progettazione. In particolare lo studente si eserciterà nella stampa additiva e nell'utilizzo delle più semplici stampanti 3D.
Autonomia di giudizio: (III, IV, V descrittore di Dublino)
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere in maniera critica le caratteristiche e il comportamento della materia valutandone le proprietà e l’adeguatezza in relazione alle applicazioni previste. Dovrà inoltre elaborare i relativi dati a verifica delle prestazioni richieste.
Capacità comunicative: (III, IV, V descrittore di Dublino)
Al termine del corso lo studente dovrebbe aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio, quanto meno per quanto attiene la terminologia tecnologica specifica degli insegnamenti.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica e di scienza e tecnologia dei materiali
Contenuti dell'insegnamento
Il modulo si propone di trasmettere allo studente: i) le conoscenze base della tecnologia Additive Manufacturing per le leghe metalliche, ii) le conoscenze per valutare la microstruttura e le proprietà meccaniche di leghe prodotte per AM in condizioni as-built e post trattamento termico. La prima parte del corso sarà quindi basata sulla tecnologia Additive Manufacturing di leghe metalliche, con particolare focus sui processi a letto di polvere, e sugli effetti microstrutturali indotti da tali processi su leghe non-ferrose. La seconda parte del corso sarà focalizzata sull’ottimizzazione delle proprietà meccaniche per mezzo di trattamenti termici e la caratterizzazione base dei materiali metallici per mezzo di attività di laboratorio.
Programma esteso
Il modulo si articolerà sui seguenti argomenti:
1) Definizione del processo Additive Manufacturing (ISO/ASTM 52900) e descrizione dei processi a letto di polvere (parametri di processo e caratteristiche generali)
2) Meccanismi di rinforzo dei materiali metallici
3) Trattamenti termici
4) Leghe metalliche per applicazioni biomediche, aeronautiche e automobilistiche: microstruttura e proprietà meccaniche (Al-Si-Mg, Al-Sc-Zr, Ti6Al4V)
5) Prova di trazione e test di durezza
6) Preparativa metallografica dei campioni e microscopia ottica
Bibliografia
Le slides proiettate durante il corso saranno rese disponibili in PDF sulla piattaforma Elly. Appunti forniti dal docente e parti di articoli suggeriti durante il corso.
Testi consigliati:
Ghio E. et al., Additive Manufacturing of AlSi10Mg and Ti6Al4V Lightweight Alloys via Laser Powder Bed Fusion: A Review of Heat Treatments Effects. Materials, 15(6) (2022) 2047.
Materials Science and Engineering, William D. Callister, David G. Rethwisch, Edises
I.J. Polmear, Light alloys – Metallurgy of the Light Metals, 3 ed. Butterworth-Heinemann, Oxford (2000)
Metodi didattici
Le conoscenze e le capacità sono acquisite dagli studenti, per ciascuna area di formazione, attraverso:
(i) Lezioni frontali in classe avvalendosi della proiezione di slide. Il materiale didattico verrà fornito sulla piattaforma “Elly” (http://elly.scvsa.unipr.it);
(ii) Esercitazioni e laboratori didattici.
(iii) Visite didattiche e/o seminari.
I dettagli in termini di CFU della ripartizione di tale struttura sono riportati nei Syllabus di ciascun modulo afferente al Laboratorio.
Modalità verifica apprendimento
La verifica degli apprendimenti avviene mediante una valutazione delle conoscenze così strutturata:
1) Valutazione scritta dell’apprendimento delle competenze: sarà effettuata una verifica scritta che corrisponde alla valutazione delle competenze acquisite nell’ambito di ogni modulo afferente all’insegnamento. Si tratterà di un esame scritto con 6 domande a risposta aperta in numero proporzionale ai CFU dei singoli moduli. La valutazione sarà effettuata su scala da 0 a 30. Il voto sarò considerato sufficiente se per ciascun modulo sarà raggiunta una votazione di almeno 9/30.
2) Valutazione orale: coloro che avranno conseguito una valutazione allo scritto compresa fra 18 e 21 dovranno sostenere un esame orale. Tutti gli altri, purché con valutazione almeno sufficiente, potranno chiedere di sostenere l’esame orale.
La votazione di ciascun laboratorio sarà unica e rappresenterà la sintesi delle votazioni singole.
Altre informazioni
È caldamente consigliata la frequenza alle lezioni. Sarà effettuata la registrazione delle presenze ai laboratori didattici.
