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SILVIA BARBI

Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. A
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria

Insegnamento: Tecnologia dei Materiali e dei Processi Produttivi

Ingegneria gestionale (D.M.270/04) (Offerta formativa 2023)

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire allo studente le nozioni fondamentali alla comprensione dei meccanismi che regolano le proprietà delle diverse classi di materiali e i principali processi produttivi ad essi correlati. Intende inoltre fornire strumenti innovativi (software dedicati) di progettazione di materiali e di processi in ottica di riduzione sprechi e ottimizzazione di performances finali di prodotto e industriali.
Il corso ha come scopo anche quello di proporre agli studenti delle attività formative volte a migliorare la loro capacità di elaborare un progetto di gruppo inerente ad una delle tematiche affrontate durante il corso applicando le conoscenze acquisite e sviluppando capacità critica sui materiali e sul loro processo produttivo proponendone migliorie e ottimizzazioni in accordo per rispondere ad esigenze di mercato. Il progetto potrà essere esposto in lingua inglese per preparare lo studente all'uso della lingua straniera nell'ambito lavorativo.


Prerequisiti

basi di chimica e fisica applicata

Programma del corso

Il corso prevede i seguenti contenuti corrispondenti a 9CFU e quindi 81 ore di corso complessivo tra lezioni, esercitazioni, progetto e discussione aperta.

1) Introduzione: breve approfondimento sui principali elementi chimico-fisici essenziali alla comprensione dei meccanismi che regolano le proprietà delle diverse classi di materiali (legami chimici e proprietà meccaniche/ chimico-fisiche correlate, difetti) (12 ore)
2) Materiali metallici: classificazione, materie prime e principali tecnologie di produzione associate (metallurgia estrattiva). Materiali ferrosi: acciai e leghe. Trattamenti termici e termochimici. Materiali non ferrosi: alluminio, rame, titanio, magnesio e leghe. Lavorabilità dei metalli e tecnologie associate. Corrosione e metodi di protezione dei metalli. (16 ore)
3) Materiali ceramici: classificazione, analisi delle materie prime e principali tecnologie di produzione (ceramici tradizionali e avanzati). Aspetti ambientali, riciclo e sostenibilità. Vetri e vetroceramici: dalle materie prime al prodotto finito. Materiali leganti (malte cementi, calcestruzzi): classificazione e produzione. (14 ore)
4) Materiali polimerici: classificazione dei materiali plastici (termoplastici, termoindurenti e elastomeri) Processi di sintesi e lavorazione delle plastiche. Riciclo delle plastiche e dei pneumatici. (14 ore)
5) Materiali compositi: classificazione, tecniche di produzione e esempi applicativi (ambito biomedicale, militare, sportivo etc). (7 ore)
6) Smart materials pre applicazioni elettroniche e nel tessile (4 ore)
7) il Design of Experiments (DoE )nella progettazione e ottimizzazione di prodotto e processo.
Durante il corso saranno pianificati dei seminari di approfondimento sulle varie tematiche del corso, esercitazioni in laboratorio informatico con software dedicato (14 ore)

Se possibile verranno organizzate delle visite di istruzione in aziende del comprensorio. (dipende dalla situazione sanitaria e da eventuali disponibilità)

Il programma è indicativo e potrà subire modifiche dovute a situazioni contingenti o a richieste di approfondimenti in un'area piuttosto che l'altra.

Metodi didattici

ll corso è erogato in italiano e prevede lezioni teoriche e uso di strumenti analitici per la progettazione di materiali e ottimizzazione di processo mediante esercitazioni in laboratorio (software dedicati). Sono previsti seminari tematici e visite aziendali comunicate dal docente mediante i canali ufficiali (Teams, mail etc) Materiale didattico di supporto sarà disponibile su piattaforma TEAMS.

Testi di riferimento

Il corso prevede l'uso della piattaforma TEAMS . Le dispense verranno caricate in piattaforma un giorno prima (di norma non è una regola) e analogamente verrà lasciata a disposizione la registrazione dello streaming per due settimane. Verrà creato uno spazio Teams per i vari gruppi che svolgeranno il progetto propedeutico al superamento dell'esame.
I testi di riferimento sono i seguenti:
1. Manuale dei Materiali per l'Ingegneria, a cura di AIMAT, McGraw-Hill, Milano 1996
2. W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali, McGraw-Hill, Milano1995
3. comportamento meccanico dei materiali, P.Davoli, A. Bernasconi, M. Filippini, S. Foletti, McGraw-Hill, 2005
4. Progettazione e analisi degli esperimenti, D.C. Montgomery, McGraw-Hill, maggio 2005
5. G.L. Baldo, M. Marino, S. Rossi (2005) - Analisi del Ciclo di Vita - LCA - Materiali, Prodotti, Processi; Edizioni Ambiente, Milano

Verifica dell'apprendimento

L’esame è orale o scritto (max 2 ore) a seconda delle esigenze contingenti del momento. Nel caso dell’esame scritto si prevedono 3 domande di cui una relativa all’attività progettuale svolta durante l’anno e altre due su argomenti del corso. Ogni domanda presenterà sottoquesiti tematici relativi agli obiettivi di apprendimento e contenuti del corso (punti 1-7).
E’ obbligatorio svolgere una attività progettuale da esporsi in una giornata dedicata a fine corso. Saranno attività di gruppo (massimo 4 persone) su tematiche di approfondimento degli argomenti del corso (1-6). Particolare enfasi sarà data a chi deciderà di sostenere l’esposizione e relative domande/ chiarimenti in lingua inglese. Particolare riscontro sarà dato a chi durante questo elaborato progettuale coinvolgerà in modo autonomo aziende del comprensorio.
Il voto è il risultato della media pesata delle valutazioni delle due componenti dell’esame con i seguenti pesi:
- Attività progettuale 2/12 del voto positivo a superamento esame (16%)
- Prova orale (in presenza) 10/12 (del punteggio positivo a superamento esame (84%)
Le prove potrebbero essere svolte in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19

Risultati attesi

I risultati di apprendimento attesi sono riportati di seguito:
1)Conoscenza e capacità di comprensione 30%
Comprendere i fenomeni chimico fisici che regolano le proprietà finali dei materiali in tutti gli ambiti analizzati dai materiali metallici a quelli compositi e smart (1-6 obiettivi). Conoscenza e comprensione delle principali metodologie di produzione e relativi processi.
(2)Capacità di applicare conoscenza e comprensione 20%
Nella fase di preparazione dell’attività progettuale è possibile introdurre revisioni critiche su processi attuali e eventuali ipotesi di miglioramento anche con l'uso di software DoE.
(3)Autonomia di giudizio 15%
Gli studenti saranno in grado di fare valutazione autonome sulle attuali metodologie di produzione e valutarne gli aspetti positivi e quelli da migliorare.
(4) Abilità comunicative 15%
L’esposizione orale del progetto finale rappresenta un metodo per migliorare la propria capacità di comunicazione, sintesi ed esposizione di una idea progettuale. Tale esposizione puo’ essere svolta in inglese con annesso miglioramento della capacità di comunicazione in un’altra lingua.
(5) Capacità di approfondire 20%
L’insegnamento fornisce le basi per ulteriori approfondimenti su temi di materiali e processi di produzione.
Il voto è espresso in 30 esimi ed è necessario raggiungere la soglia del 18/30 per superare la prova.