Discipline meccaniche e Tecnologia. Meccanica, meccatronica ed energia. Classe: 5^ AMM

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1 Modello per programmazione didattica Anno Scolastico: 2014/2015 Dipartimento: Discipline meccaniche e Tecnologia Disciplina: Tecnologie meccaniche di processo e di prodotto Indirizzo: Meccanica, meccatronica ed energia Articolazione: 1 biennio / 2 biennio / 5 anno 5 anno Docente: Proff. Di Cara - Manni Classe: 5^ AMM Note: Insieme al conseguimento delle suddette competenze, la disciplina contribuisce al raggiungimento anche delle seguenti competenze chiave europee: - Comunicare nella madrelingua - Competenza digitale Altre competenze di indirizzo che la disciplina contribuisce a far conseguire agli allievi sono: - Gestire ed innovare processi correlati a funzioni aziendali - Identificare ed applicare le metodologie e le tecniche della gestione per progetti Alcune conoscenze e abilità (prove elettriche, su fluidi Attrezzature Prevenzione incendi ) sono conseguite in discipline concorrenti (Sistemi, Macchine, DPOI) Codice: MOD Data revisione: 19/09/2014 Nome file: Programma_5_per competenze_svolto_2014_2015_mod171 Pagina 1

2 COMPETENZA DI INDIRIZZO n. 1 Individuare le proprietà dei materiali in relazione all impiego, ai processi produttivi e ai trattamenti ABILITA CONOSCENZE ARGOMENTI (UdA n 1) Utilizzare materiali innovativi e non convenzionali. Individuare i processi corrosivi e identificarne le tecniche di prevenzione e protezione. Nanotecnologie, materiali a memoria di forma. Meccanismi della corrosione. Sostanze e ambienti corrosivi. Metodi di protezione dalla corrosione. MATERIA E MATERIALI: NANOTECNOLOGIE - MATERIALI A MEMORIA DI FORMA - CORROSIONE E SUA PROTEZIONE NANOTECNOLOGIE e MATERIALI A MEMORIA DI FORMA - NANOTECNOLOGIE Metodi costruttivi: bottom up e top down. Utilizzi di nanoparticelle: applicazioni. - MATERIALI A MEMORIA DI FORMA Trasformazione martensitica termoelastica. Leghe a memoria di forma di interesse commerciale: applicazioni. CORROSIONE E PROTEZIONE DEI METALLI La corrosione: definizione e sua incidenza sulla qualità dei prodotti. - CAUSE DELLA CORROSIONE Fattori che influenzano la corrosione: fattori esterni e fattori interni. Morfologia della corrosione. - Corrosione in ambiente umido Corrosione chimica e corrosione elettrochimica. Passivazione. Cinetica della corrosione elettrochimica: la pila galvanica. Corrosione elettrochimica di materiali diversi posti a contatto; corrosione delle leghe ferrose; corrosione per aerazione differenziale. Corrosione nelle acque dolci: influenza della durezza dell acqua; corrosione nelle acque di mare. Pagina 2 di 10

3 - Corrosione in ambiente secco Corrosione dovuta a fumi presenti nell aria. Corrosione da idrogeno. Ossidazione a caldo. Corrosione del vapore d acqua in pressione. - Corrosione coatta Corrosione sottosforzo (tensiocorrosione). Corrosione per correnti vaganti. Corrosione intergranulare: cause, la sensibilizzazione degli acciai inossidabili. - PROTEZIONE DALLA CORROSIONE Prevenzione in fase progettuale: precauzioni e scelta dei materiali. Resistenza alla corrosione di alcuni materiali metallici e non metallici. Gli acciai inossidabili. Protezione passiva. Il rivestimento: proprietà, preparazione della superficie. Rivestimenti metallici: requisiti, elettrodeposizione (zincatura), immersione in metallo fuso (zincatura e stagnatura). Rivestimenti non metallici: materiali inorganici e materiali organici. La verniciatura: requisiti della vernice, caratteristiche e costituzione degli strati. Difesa attiva: protezione catodica. Pagina 3 di 10

4 COMPETENZA DI INDIRIZZO n. 2 Misurare, elaborare e valutare grandezze e caratteristiche tecniche con opportuna strumentazione ABILITA CONOSCENZE ARGOMENTI (UdA n 3) Eseguire prove non distruttive. Sistemi automatici di misura. PROVE E CONTROLLI, QUALITÀ, CERTIFICAZIONE Sviluppare, realizzare e documentare procedure e prove su componenti e su sistemi. Utilizzare gli strumenti per il controllo statistico della qualità di processo/prodotto osservando le norme del settore di riferimento. Controllo computerizzato dei processi. Prove con metodi non distruttivi. Controlli statistici. Sistema di gestione per la qualità. Metodi di collaudo, criteri e piani di campionamento. Certificazione dei prodotti e dei processi. PROVE E CONTROLLI Controlli preliminari, intermedi e finali. PROVE SUI MATERIALI Scopo. Sollecitazioni e deformazioni. Prove distruttive e non distruttive. Prove meccaniche e prove tecnologiche. - Prove meccaniche Durezza: definizione, da cosa dipende. Durezza Brinell: impiego, determinazione del carico da applicare, condotta della prova secondo le Norme UNI e UNI EN ISO 6506, calcolo della superficie dell impronta, veridicità della prova. Durezza Vickers: impiego, condotta della prova secondo la Norma UNI 1955 e UNI EN ISO 6507, calcolo della superficie dell impronta. Durezza Rockwell B e C: campi d impiego, condotta della prova secondo la Norma UNI 562 e UNI EN ISO 3738 e Considerazioni sui metodi di prova di Durezza: scelta del metodo di prova. Resilienza: definizione, scopo. Il pendolo di Charpy. Provette unificate. Condotta della prova secondo la Norma UNI EN Esame della frattura: materiali tenaci e materiali fragili. Influenza della temperatura sulla resilienza. Trazione: importanza. Macchina universale, provette proporzionali. Condotta della prova secondo la Norma UNI EN 10002/1. Diagramma carichi-allungamenti. Carichi unitari. Modulo di elasticità. Indice di qualità. Rottura duttile e rottura fragile. Coefficiente di Pagina 4 di 10

5 strizione. Allungamento dopo rottura: misurazione. Esercitazioni: Prove di durezza Brinell, Rockwell, Vickers. Prova di resilienza Charpy. Prova di trazione: determinazione del carico di rottura e dell allungamento. - Prove tecnologiche Temprabilità e prova Jominy. Forma e dimensioni della provetta. Apparecchiatura per la prova Jominy: condotta della prova. Diagramma di temprabilità: acciai a bassa e ad alta temprabilità. Esercitazione: Prova di temprabilità Jominy. PROVE NON DISTRUTTIVE Scopo delle prove non distruttive. Difetti di produzione e difetti di esercizio. Esame con liquidi penetranti: fasi, impieghi. Controllo mediante ultrasuoni: generazione e propagazione degli ultrasuoni, fenomeno piezoelettrico, proprietà della riflessione. Sonde e onde. Esame a contatto per riflessione e per trasparenza; esame per immersione. SISTEMI DI PIANIFICAZIONE DEI PROCESSI PRODUTTIVI ASSISTITI DAL CALCOLATORE - CONTROLLI STATISTICI Requisiti, specifiche, caratteristiche, prodotto conforme e non conforme. Termini, simboli, definizioni. Classi, foglio per spunti, distribuzione di frequenza, istogramma, poligono delle frequenze, curva di Gauss. Metodi di controllo per variabili: carte di controllo X ed R. Metodi di controllo per attributi. Collaudo mediante campionamento statistico: livello di qualità accettabile (LQA); piano di campionamento e grado di severità; valutazione del rischio: rischio del fornitore e rischio del committente. Livello di qualità e costo: il costo della qualità. Pagina 5 di 10

6 Esercitazione: Controllo per variabili, mediante apposita strumentazione e software, di una serie di pezzi con rappresentazione della distribuzione di frequenza, istogramma e curva di Gauss, determinazione dello scarto quadratico medio e tracciamento delle carte di controllo X ed R. - SISTEMI DI GESTIONE PER LA QUALITÀ Qualità Totale: definizione, linee guida e principi (soddisfazione, miglioramento ). Le leve della Qualità Totale: coinvolgimento motivazione e responsabilizzazione. Catena cliente-fornitore. Metodologie della QT: i sette strumenti. PDCA, Brain storming. Sistema Qualità: il manuale della qualità. CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI E DEI PROCESSI La certificazione di qualità (ISO). Strumenti della certificazione. Accreditamento e certificazione. Pagina 6 di 10

7 COMPETENZA DI INDIRIZZO n. 3 Organizzare il processo produttivo contribuendo a definire le modalità di realizzazione, di controllo e collaudo del prodotto ABILITA CONOSCENZE ARGOMENTI (UdA n 2) Comprendere e analizzare le principali funzioni delle macchine a controllo numerico anche con esercitazioni di laboratorio. Selezionare le attrezzature, gli utensili, i materiali e i relativi trattamenti. Identificare e scegliere processi di lavorazione di materiali convenzionali e non convenzionali. Realizzare modelli e prototipi di elementi meccanici anche con l impiego di macchine di prototipazione. Attrezzature per la lavorazione dei manufatti Programmazione delle macchine CNC. Metodi di prototipazione rapida e attrezzaggio rapido. Lavorazioni speciali. Deposizione fisica e chimica gassosa. Lavorazioni elettrochimiche e tranciatura fotochimica. Plasturgia. Trasformazione del vetro. Strumenti di pianificazione dei processi produttivi assistita dal calcolatore. MACCHINE UTENSILI A CONTROLLO NUMERICO: PROGRAMMAZIONE, ATTREZZATURE PROTOTIPAZIONE RAPIDA E ATTREZZAGGIO RAPIDO LAVORAZIONI SPECIALI PLASTURGIA LAVORAZIONE DEL VETRO CONTROLLO COMPUTERIZZATO DEI PROCESSI: MACCHINE UTENSILI C. N. C. Controllo Numerico: significato, tipologie di informazioni, programmazione. Confronto economico di convenienza fra i vari tipi di macchine utensili. Motivi che giustificano l adozione delle MU/CN. - L ARCHITETTURA DELLE MACCHINE C.N. Componenti di una MU/CN: guide, unità di governo, servomeccanismi (viti a ricircolazione di sfere), motori. Sistemi di controllo ad anello aperto e ad anello chiuso. Schema a blocchi semplificato per il controllo dello spostamento di una tavola. Trasduttori: classificazione, tipi. Principio di funzionamento del Resolver, dell Inductosyn lineare e dell Encoder. Assi di riferimento delle MU/CN. Quote, coordinate (sistema assoluto e sistema incrementale). Tipi di CN: punto a punto, parassiale, continuo. L interpolazione. Centri di lavoro: struttura, vantaggi. - ATTREZZATURE PER LA LAVORAZIONE DEI MANUFATTI Le attrezzature e gli utensili per le lavorazioni. Le attrezzature ed i processi produttivi. Attrezzature porta utensili: magazzino utensili; cambio pallet. Attrezzature porta pezzo: funzione, elementi, struttura, posizionamento e bloccaggio del pezzo. Pagina 7 di 10

8 - PROGRAMMAZIONE DELLE MU/CN Programmazione: linguaggio ISO. Numero di operazione (blocco, sequenza), funzione preparatoria, informazioni di spostamento, velocità di avanzamento, velocità di rotazione del mandrino, selezione degli utensili, funzione ausiliaria. Punto zero macchina, punto zero pezzo e punto zero utensile. Parametri di interpolazione I, J e K. Macroistruzioni (G41 e G42, G71 e G70, G81 e G83, G74...). Tecnica dei sottoprogrammi. Esercitazioni: Programmazione manuale su tornio a Controllo Numerico Utita (controllo Siemens). Programmazione manuale del Centro di lavoro Famup (controllo Fanuc). - PROGRAMMAZIONE ASSISTITA DA COMPUTER: CAD/CAM Programmazione assistita dal calcolatore. I software per la programmazione delle macchine utensili. Generazione del Part-program. Realizzazione del Cl-file. Il Postprocessor per la generazione del programma macchina. Programmazione CAD/CAM su Centro di lavoro Famup (controllo Fanuc) tramite programma Goelan: dal disegno al programma di lavorazione (spianatura, contornatura, foratura, scanalatura, tasca) con simulazione. Esercitazioni: Programmazione automatica del Centro di lavoro Famup (controllo Fanuc) mediante programma Goelan. PROTOTIPAZIONE RAPIDA Dal disegno al prototipo. StereoLitographic Apparatus (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modelling (FDM). ATTREZZAGGIO RAPIDO Tecniche dirette e tecniche indirette. LAVORAZIONI SPECIALI (NON CONVENZIONALI) Pagina 8 di 10

9 Lavorazioni non convenzionali (o con metodi inconsueti o non tradizionali) - ULTRASUONI Lavorazione abrasiva dinamica. Generazione delle vibrazioni: magnetostrizione, elettrostrizione. - Il trapano ad ultrasuoni Principio di funzionamento, polveri abrasive, finitura delle superfici, impieghi. Saldatura per ultrasuoni. - ELETTROEROSIONE Classificazione delle macchine elettroerosive: a tuffo ed a filo. Elettroerosione a tuffo. Principio di funzionamento: schema. Funzione del liquido dielettrico. Elettrodi: caratteristiche e materiali. Dati di lavorazione: finitura superficiale, precisione. Il ciclo dell elettroerosione: sgrossatura e finitura; formazione del canale ionizzato. Il gap. - LASER Definizione. Stato fondamentale e stato eccitato. Emissione spontanea ed emissione stimolata. Il laser nelle lavorazioni meccaniche: principio di funzionamento. Proprietà del laser. Impieghi. Funzionamento continuo e impulsato. Classificazione delle apparecchiature laser: laser allostato solido e laser a gas. - PLASMA Fenomeno della ionizzazione. Formazione del gas ionizzato. Impieghi del plasma. - TAGLIO AD ACQUA Processo di taglio. Abrasivo. Applicazioni. Conegliano, 10/06/2014 Prof. Di Cara Nicola Pagina 9 di 10

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