B024409 - INGEGNERIA INVERSA E PRODUZIONE ADDITIVA

italiano

-Motivazioni, processi e tecnologie del R.E.

-Manipolazione dei dati acquisiti

-Ricostruzione della geometria a partire dai dati acquisiti

-Dimostrazione pratica di scanner 3D

-Dimostrazione pratica di ricostruzione della geometria a partire dai dati acquisiti tramite scanner

-Esempi pratici di applicazione delle tecniche di R.E.

-Motivazioni e tecnologie della P.R.

-Il formato STL

-Materiali polimerici

-Tecniche di Rapid Prototyping

-Rapid Tooling

-Rapid Manufacturing

Non sono disponibili testi di riferimento per gli argomenti trattati.
Il materiale di supporto allo studio è costituito dalle diapositivi proiettate dal docente durante le lezioni. Il materiale sarà fornito agli studenti facendone richiesta direttamente al docente.

OBIETTIVI DEL CORSO
Parte A: Reverse Engineering
Il corso vuole fornire allo studente, attraverso lezioni convenzionali e dimostrazioni pratiche in aula, le conoscenze di base sui dispositivi, le metodologie e le tecniche che permettono di ottenere un modello virtuale (numerico) a partire da un oggetto fisico. I principali argomenti trattati all'interno del corso saranno: dispositivi e tecnologie di scansione 3D, metodi di trattamento dei dati, tecniche per la ricostruzione dei modelli CAD 3D.
Parte B: Prototipazione Rapida
Il corso vuole fornire allo studente, attraverso lezioni convenzionali, seminari ed esercitazioni, la conoscenza delle più innovative tecniche per la costruzione con tecniche additive di un oggetto fisico partendo da un oggetto virtuale. All'interno del corso saranno analizzate le principali tecniche di Rapid Prototyping, Rapid Tooling e Rapid Manufacturing, le tecniche per il trattamento del modello virtuale, i materiali e le macchine disponibili sul mercato.

CAPACITA' ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO
Parte A: Reverse Engineering
Capacità di affrontare un problema di ricostruzione 3D di un oggetto esistente tramite:
Scelta dei dispositivi di scansione 3D più appropriati
Definizione delle necessarie procedure di semplificazione/trattamento dei dati acquisiti
Definizione della tipologia di modello da ottenere e scelta delle tecniche di ricostruzione della geometria più appropriate
Parte B: Prototipazione Rapida
Capacità di elaborare il modello CAD dell'oggetto per la sua importazione al sistema di prototipazione
Conoscenza delle tecniche di prototipazione rapida, delle relative macchine e dei materiali con esse lavorabili
Capacità di definire, per ogni specifica tipologia di oggetto da costruire, il processo ottimale di Rapid Prototyping, Rapid Tooling e/o Rapid Manufacturing

Conoscenze di base di CAD e tecnologia meccanica.

Parte A: Reverse Engineering
La prima parte del programma è dedicata a lezioni teorico-pratiche su dispositivi e tecniche per il Reverse Engineering.
La seconda parte prevede la dimostrazione pratica di apparecchiature per la scansione 3D e di casi di studio reali.

Parte B: Prototipazione Rapida
La maggior parte delle lezioni sono dedicate all'illustrazione delle tecnologie tipiche della prototipazione rapida (macchine e processi). Successivamente, sono previste esperienze pratiche relative all'elaborazione del modello CAD e all'impostazione della lavorazione e seminari dimostrativi.

l'iscrizione alle prove di esame è possibile attraverso il sito:
http://sol.unifi.it/prenot/prenot

La prova di verifica dell'apprendimento consiste in una serie di domande aperte, strutturate in modo del tutto simile a quelle di una prova orale (in altre parole, a cui si risponde prevalentemente in modo discorsivo).

Parte A: Reverse Engineering
1. Motivazioni e campi di applicazione del Reverse Engineering
2. Definizione del processo di Reverse Engineering
3. Introduzione alle tecnologie di Reverse Engineering
4. Classificazione delle metodologie di scansione 3D
5. Sistemi a contatto
a. Caratteristiche generali
b. Sistemi attivi
c. Sistemi passivi
d. modalità di scansione point mode e scanning mode
e. strategie di scansione ed errori possibili
6. Sistemi senza contatto
a. Caratteristiche generali
b. Sistemi ottici
i. Introduzione alle telecamere e alla geometria epipolare
ii. Calibrazione di un sistema di telecamere
iii. I sistemi ottici passivi
1. Stereovisione passiva
2. Forma dall'ombreggiatura
3. Forma dalla testurizzazione
4. Forma da focus-defocus
5. Forma da sagoma
iv. I sistemi ottici attivi
1. Triangolazione laser-camera
2. Stereovisione attiva (tramite luce laser e luce strutturata)
3. Scanner a tempo di volo
7. Manipolazione dei dati acquisiti (pre-processing)
a. Definizione di ovrelapping e oversampling
b. Tecniche di semplificazione e accoppiamento delle nuvole di punti
i. Tecniche per le linee di scansione
ii. Tecniche per le nuvole di punti 2,5 D
iii. Tecniche per le nuvole di punti 3D
c. Valutazione dell'errore commesso
8. Modellazione: ricostruzione della geometria a partire dai dati acquisiti
a. Tassellazione e Triangolazione
b. Ricostruzione con superfici primitive e features
c. Ricostruzione tramite sezioni della tassellazione
d. Ricostruzione tramite patches
9. Dimostrazione pratica di vari scanner 3D (scansione di oggetti)
10. Dimostrazione pratica di ricostruzione della geometria a partire dai dati acquisiti tramite scanner (impiego di pacchetti software dedicati)
11. Esempi pratici di applicazione delle tecniche di Reverse Engineering (casi di studio)


Parte B: Prototipazione Rapida
1. Motivazioni e campi di applicazione della Prototipazione Rapida
2. Introduzione alle tecnologie di Prototipazione Rapida
3. Classificazione delle tecnologie di Prototipazione Rapida
4. Il formato STereoLithography Interface Format (STL)
a. Descrizione del contenuto del file
b. Gestione degli errori e relativi software
5. Materiali polimerici
6. Tecniche di Rapid Prototyping: processo, macchine, materiali
a. Stereolitografia (SLA)
b. Solid Ground Curing (SGC)
c. Fused Deposition Modelling (FDM)
d. Laminated Object Manufacturing (LOM)
e. Selective Laser Sintering (SLS)
f. Metodo Polyjet
g. Three Dimensional Printing (3DP)
h. Multi Jet Modelling (MJM)
i. Ballistic Particle Manufacturing (BPM)
l. Drop On Demand (DOP)
h. Tecniche di prototipazione in materiale metallico
i. Selective Laser Melting (SLM)
ii. Electron Beam Melting (EBM)
iii. Laser EngineeredNet Shaping (LENS)
7. Rapid Tooling
a. Rapid Tooling Diretto
b. Rapid Tooling Indiretto
8. Rapid Manufacturing