Illustrazione e utilizzo pratico di processi di scansione 3D con strumenti a contatto e senza contatto.
Elaborazione dei dati scansionati e modellazione 3D a partire dagli stessi.
Preparazione dei modelli digitali alla stampa 3D.
Illustrazione e utilizzo pratico di processi di stampa 3D che utilizzano tecnologie FDM ed SLS.
Non sono disponibili testi di riferimento per gli argomenti trattati. Il materiale di supporto allo studio è costituito dalle diapositive proiettate dal docente durante le lezioni e scaricabili attraverso la piattaforma moodle.
Obiettivi Formativi
Scopo del corso è quello di fornire le conoscenze applicative per la gestione degli strumenti di scansione 3D, di ricostruzione di modelli CAD e di additive manufacturing con particolare riferimento alla re-ingegnerizzazione di prodotto, ai controlli dimensionali e alla scelta dei parametri del processo costruttivo.Conoscenze acquisite:cc1: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.cc3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica.cc4: La conoscenza dei metodi numerici per la progettazione e verifica di componenti e/o sistemi meccanici, comprensivi dei modelli numerici per la corretta rappresentazione del comportamento dei materiali. La conoscenza delle tipologie di analisi necessarie per eseguire la suddetta attività di progettazione e verifica secondo i più recenti requisiti del mondo industriale. cc12: La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.Capacità di applicazioneca1: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare e realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati;ca2: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica.ca4: La capacità di realizzare progetti ingegneristici adeguati al loro livello di conoscenza e di comprensione, lavorando in collaborazione con ingegneri e non ingegneri. I progetti possono riguardare componenti, apparati e sistemi meccanici di vario genere e per le più ampie applicazioni.ca5: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, conoscendone i limiti e le potenzialità; in particolare la capacità di condurre esperimenti anche complessi, gestire ed impiegare strumentazione e software avanzati, con capacità di analisi adeguata., ca6: La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.ca7: La capacità di definire, progettare e condurre le indagini utili alla comprensione dei problemi, attraverso l’uso di modelli e tecniche sia teorici che sperimentali., ca8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.ca9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
Prerequisiti
nessuno
Metodi Didattici
La prima parte del programma è dedicata a lezioni teorico-pratiche su dispositivi e tecniche la scansione 3D. Gli studenti utilizzeranno in prima persona gli strumenti illustrati nel corso di esperienze di laboratorio.
La seconda parte del programma è composta da lezioni teorico-pratiche su dispositivi e tecniche per la stampa 3D. Gli studenti utilizzeranno in prima persona gli strumenti illustrati nel corso di esperienze di laboratorio.
Nella terza parte del corso gli studenti sceglieranno un caso di studio su cui applicare gli strumenti e le tecniche illustrate dal docente all'interno di attività di laboratorio.
Altre Informazioni
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Modalità di verifica apprendimento
L’esame prevede l'esecuzione di una prova pratica consistente nello svolgimento di un progetto sviluppato nei laboratori del dipartimento; una prova orale volta alla discussione delle modalità di svolgimento e dei risultati del progetto e delle nozioni impartite dal docente nel corso della didattica frontale. In particolare la prova consta di almeno una domanda sulle scelte (parametri, settaggi, procedure) effettuate per scansionare l'oggetto della prova pratica, per ricostruire il design intent del progettista giustificando eventuali modifiche alla scansione ottenuta; almeno una domanda sulla scelta dei parametri macchina per la stampa 3D del modello CAD ottenuto.Lo studente dovrà dimostrare una buona capacità di impiego di strumenti di scansione 3D (cc3, ca5, ca6), una buona conoscenza degli strumenti per la ricostruzione a partire da nuvole di punti o mesh 3D (cc1, ca1, ca7, ca8, ca9), una sufficiente conoscenza di gestione degli strumenti hardware e software per la stampa 3D (cc3, ca5, ca1, ca7, ca8, ca9).
Programma del corso
1. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di scanner 3D a triangolazione laser-camera.
2. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di scanner 3D a braccio articolato (con impiego a contatto e senza contatto)
3. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di software per il processamento dei dati acquisiti da scanner 3D e per la generazione di modelli poligonali.
4. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di software per la ricostruzione 3D di modelli CAD tramite superfici e tramite modellazione parametrica feature-based
5. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di software per l'analisi dimensionale a partire da dati scansionati.
6. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di software per preparazione dei modelli 3D alla stampa 3D.
7. Spiegazione e dimostrazione pratica in laboratorio del funzionamento di stampanti 3D basate su tecnologia FDM e SLS.
8. Svolgimento pratico di un progetto di scansione 3D, ricostruzione del modello CAD, stampa 3D e controllo dimensionale con riferimento ad un caso di studio selezionato dagli studenti e dal docente.