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Francesco GHERARDINI
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Progettazione integrata CAD-based di dispositivi biomedicali
Bioingegneria per l'innovazione in medicina (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Conoscere e comprendere i fondamenti dell’approccio sistematico alla progettazione in ambito ingegneristico.
Conoscere e sapere applicare i fondamenti della progettazione per la produzione di dispositivi biomedicali, con particolare attenzione alla tecnologia di stampaggio a iniezione.
Applicare conoscenze multidisciplinari alla progettazione di dispositivi biomedicali, dall’idea alla produzione della Documentazione Tecnica di Prodotto.
Sviluppare la capacità di operare all’interno di un gruppo di lavoro, pianificando e gestendo le attività necessarie a raggiungere risultati progettuali tecnicamente validi.
Prerequisiti
Disegno Tecnico Industriale
Programma del corso
1,5 CFU (12 ore): Progettazione Sistematica: Fondamenti dell’approccio sistematico alla progettazione; Pianificazione di prodotto e del processo di progettazione; Chiarimento dei compiti e lista dei requisiti; Progettazione concettuale; Progettazione di massima: regole di base e principi; integrazione di prodotto e processo. Progettazione di dettaglio: tolleranze dimensionali e accoppiamenti ISO, tolleranze geometriche, standard ISO and ASME, tolleranze generali, finitura superficiale e rugosità.
0,5 CFU (4 hours) - Design for Manufacturing and Assembly: principi del DFA, famiglia di prodotto, progettazione di prodotti modulari, step dimensionali, analisi di un assieme, semplificazione e standardizzazione di un assieme; principi del DFM.
2 CFU (16 ore): Tecniche e strumenti Computer Aided a supporto della progettazione: CAD 3D: introduzione, parametric design e design intent, modellazione di solidi e superfici, disegni di assieme e di parte. Computer-Aided Engineering: moduli CAE.
2 CFU (16 ore): Design for Injection Moulding: Progettazione di componenti per stampaggio a iniezione. Conoscenza di presse, stampi, elementi dello stampo; linee guida per la progettazione delle parti e dimensionamenti; difetti di produzioni. Norme tecniche di prodotti biomedicali. Casi applicativi di progettazione e sviluppo di dispositivi medicali con Moldex3D.
Metodi didattici
L’insegnamento prevede: lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali. Il materiale didattico viene reso disponibile prima di ogni lezione attraverso la piattaforma “Moodle” (http://moodle.unimore.it); esercitazioni pratiche e attività di laboratorio inerenti la modellazione parametrica 3D assistita da calcolatore, la realizzazione di disegni tecnici quotati e tollerati e la simulazione di prodotto e di processo; seminari tecnici tenuti da specialisti e visite di istruzione presso aziende del territorio.
Testi di riferimento
Il materiale didattico sarà fornito dai docenti attraverso i canali Moodle e comprende le slide utilizzate a lezione ed esercizi assegnati per la preparazione dell'esame.
Per lo studio/For study
G. Pahl, W. Beitz, J. Feldhusen, K.H. Grote, "Engineering Design: a systematic approach", Springer;
K.T. Ulrich, S.D. Eppinger, Product Design and Development, Mc-Graw-Hill.
S. Kalpakajian, S. Schmid, Manufacturing Engineering & Technology, Prentice Hall;
G. Boothroyd, P. Dewhurst, W. A. Knight, Product design for manufacturing and assembly, CRC Press.
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede due prove: una prova scritta con domande aperte e esercizi ed una prova CAD / CAE in laboratorio:
- La prova scritta è costituita da 3 domande aperte e/o esercizi sul programma del corso.
- La prova CAD / CAE prevede l’interpretazione di un disegno tecnico di un dispositivo, la successiva modellazione 3D e la realizzazione del relativo disegno tecnico; lo svolgimento / lettura di una simulazione di stampaggio a iniezione.
Il voto finale risulta dalla media aritmetica dei due voti ottenuti nelle singole prove. L’esame si intende superato se il punteggio di ogni prova risulta almeno sufficiente.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: tramite le lezioni frontali, gli studenti apprendono i metodi e le tecniche principali della progettazione ingegneristica, e sviluppano la capacità di elaborare e applicare idee originali, anche in un contesto di Ricerca & Sviluppo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: tramite le esercitazioni pratiche e le attività di laboratorio inerenti la progettazione assistita da calcolatore, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite, anche in ambiti multidisciplinari nuovi o non familiari.
Autonomia di giudizio: tramite il confronto con il docente, gli studenti sviluppano la capacità di integrare le conoscenze e gestire la complessità, e di formulare giudizi, anche sulla base di informazioni limitate o incomplete, includendo la riflessione sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione delle loro conoscenze e giudizi.
Abilità comunicative: tramite il lavoro in gruppo e il confronto con il docente, lo studente sviluppa la capacità di comunicare criticamente, specialmente attraverso il linguaggio tecnico ingegneristico, informazioni tecniche, idee, problemi, soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
Capacità di apprendere: le attività descritte consentono allo studente di sviluppare le capacità di apprendimento necessarie ad approfondire argomenti tecnici in autonomia, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o ad intraprendere percorsi di formazione successivi.