TECNOLOGIA DEI PROCESSI PRODUTTIVI Introduzione 1
TECNOLOGIA DEI PROCESSI PRODUTTIVI Docente F. Veniali ORARIO Lezioni: Lunedì 12:00 14:00 Aula 33 Martedì 15:00 16:00 Aula 33 Mercoledì 17:00 18:00 Aula 33 Esercitazioni Mercoledì 18:00 19:00 Aula 33 Question time: Sabato xx novembre yy dicembre Ricevimento: Giovedì 8:00-11:00 INDIRIZZI telefono: 25239 ufficio: stanza #25, Dipartimento di Meccanica e Aeronautica e-mail: francesco.veniali@uniroma1.it sito web: http://dma.ing.uniroma1.it/users/veniali/gpp.htm. Introduzione 2
Propedeuticità Struttura corso Esercitazioni -- Fisica Chimica (Disegno di macchine, Metallurgia, Scienza delle costruzioni ) (Meccanica applicata alle macchine) -- 45-50 ore di lezioni teoriche -- 10-15 ore di esercitazioni -- 3-4 in officina -- in classe / a casa (esercizi) -- in officina -- a casa (analisi dati, stesura relazioni) NB: -- le esercitazioni devono essere realizzate in gruppi da 4 ± 1 -- ogni gruppo deve iscriversi alle esercitazioni, scegliendo un nome -- ogni gruppo deve consegnare una copia di riferimento -- i moduli per l iscrizione saranno disponibili in rete -- l invio del modulo di iscrizione avviene per posta elettronica -- ultima data di consegna: 28 gennaio 2011 Svolgimento e valutazione esame -- esame scritto 70-75% -- discussione orale dell esame scritto +-30% Introduzione 3
Svolgimento e valutazione esame -- esame scritto 70-75% -- discussione orale dell esame scritto +-30% Esempio calcolo voto finale prova voto coefficiente voto scritto 24 0.73 24 x 0.73= 17.5 discussione 25 +-0.3 (25-15) : 15 x 30 x 0.3 = 6.0 totale 23.5 voto finale 24 Introduzione 4
Storia dei materiali e dei Introduzione 5
Introduzione 6
Introduzione 7
Sistemi produttivi dalla concezione del prodotto alla sua immissione nel mercato Concezione del prodotto Prestazioni desiderate (eventuale feed-back) Progettazione del prodotto Progettazione del processo Processo produttivo Scelta delle attrezzature Controllo e ottimizzazione della produzione Prodotto finito assemblato controllato pronto all uso Introduzione 8
Studi e progettazione ideazione del prodotto da fabbricare definizione dei disegni di insieme e di dettaglio scelta dei materiali condizioni funzionali con prototipi Industrializzazione controllo dei disegni modalità di fabbricazione di - mezzi - attrezzature - utensili cicli di fabbricazione cicli di montaggio Fabbricazione distribuzione del lavoro ai reparti controllo della lavorazione flusso dei materiali Controllo qualità rispondenza del prodotto ai requisiti funzionali richiesti Introduzione 9
La singola tecnologia di fabbricazione Ciclo di fabbricazione forma/dimensione tolleranze finitura superficiale - disegno del finito - analisi dei materiali e dei trattamenti - analisi critica del progetto - tecniche di fabbricazione Tecnologie meccaniche come successione di cambiamenti di forma Introduzione 10
Dalla singola tecnologia al processo produttivo Controllo di prodotto / processo Assemblaggio Saldatura / incollaggio Fonderia PROCESSO PRODUTTIVO Lavorazioni non convenzionali Deformazione plastica Asportazione di truciolo Introduzione 11
Dal processo produttivo al sistema produttivo Processo produttivo Impianto industriale Organizzazione della produzione Risorse umane SISTEMA PRODUTTIVO Finanzia aziendale Economia Management Introduzione 12
Dal sistema produttivo al sistema integrato di produzione Beni immateriali Beni materiali Competenze tecnologiche Macchine/attrezzature Competenze impiantistiche SISTEMA INTEGRATO DI PRODUZIONE Materiali Competenze economiche Risorse umane Introduzione 13
Offerta formativa SSD ING/IND-16 Tecnologie e sistemi di lavorazione Laurea Laurea magistrale Indirizzo produzione Tecnologia meccanica Tecnologie speciali Tecnologia dei Additive manufacturing and production systems Programmazione e controllo della produzione Introduzione 14
Tecnologia meccanica Tecnologia dei Offerta formativa SSD ING/IND-16 Tecnologie e sistemi di lavorazione Introduzione 15
Tecnologie speciali Offerta formativa SSD ING/IND-16 Tecnologie e sistemi di lavorazione Introduzione 16
Additive manufacturing and production systems Offerta formativa SSD ING/IND-16 Tecnologie e sistemi di lavorazione Introduzione 17
Programmazione e controllo della produzione Offerta formativa SSD ING/IND-16 Tecnologie e sistemi di lavorazione Introduzione 18
La filiera produttiva dell industria meccanica Progettazione prodotto/processo -- forma Disegno del finito -- tolleranze -- materiale Scelta della tecnologia modifiche del finito design for manufacturing grezzo fonderia, deformazione plastica, asportazione di truciolo, lavorazioni speciali, saldatura Realizzazione prodotto finito (fonderia, deformazione plastica) asportazione di truciolo, lavorazioni speciali controlli dimensionali, strutturali Introduzione 19
Scelta della tecnologia al fine di ottenere una determinata forma finale oggetto da produrre forma liquido prima parte 1 dopo adesivo materiale rimosso parte 2 fonderia deformazione plastica asportazione di materia aggiunta di materia Introduzione 20
Scelta della tecnologia in funzione delle tolleranze ± Tolerance,.001 in. Processi tradizionali Processi non tradizionali Taglio alla fiamma Rettifica a mano Troncatura, Limatura Tornitura, Fresatura Foratura Alesatura Barenatura, Brocciatura Rettifica Lappatura, Lucidatura, Levigatura Lavorazione ad arco plasma Lavorazione per elettroerosione (EDM) Lavorazione chimica Lavorazione elettrochimica Lavorazione con fascio laser Rettifica elettrochimica Elettropulitura 100 50 20 10 5 2 1 0.5 0.2 0.1 2.0 0.05 0.5 0.2 0.05 0.02 0.005 0.002 Costo delle tolleranze costo ± Tolerance, mm tipica tolleranze possibile Introduzione 21
Scelta della tecnologia in funzione delle rugosità RUGOSITA` MEDIA DEI VARI METODI DI FINITURA 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 m 0.80 0.40 0.20 0.10 0.05 0.025 0.012 Costo della rugosità costo Taglio con il cannello Sbavatura alla mola Segatura Piallatura, limatura Foratura Fresatura chimica Elettroerosione Fresatura Alesatura Svasatura Lavorazione con fascio elettronico Lavorazione al laser Lavorazione elettrochimica Alesatura, tornitura Burattatura Granigliatura elettrolitica Brunitura Granigliatura Lapidatura (lisciatura) Pulitura elettrolitica Levigatura Lappatura Superfinitura Sabbiatura Laminazione a caldo Forgiatura Getti in forme permanenti Fusione a cera persa Estrusione Laminazione a freddo, trafilatura Pressofusione 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.80 0.40 0.20 Applicazioni: Frequenti Meno frequenti 0.10 0.05 0.025 0.012 rugosità m Introduzione 22
Tolleranze e dimensioni Introduzione 23
Tolleranze e rugosità Introduzione 24
Processi e materiali Introduzione 25
In conclusione ampia scelta di tecnologie possibili ampia versatilità delle singole tecnologie ampia disponibilità di materiali La domanda nasce spontanea: qual è la migliore combinazione? La risposta a questa domanda è un altra domanda: migliore per che cosa? Costi? Finiture? Tolleranze? Qualità? Tempi? Flessibilità?? Introduzione 26
Decision making framework for manufacturing Le decisioni devono essere prese con una adeguata combinazione di competenze tecnologiche e gestionali costi basate su 4 attributi - costi - tempi - flessibilità - qualità tempi flessibilità tetraedro della produzione qualità Introduzione 27
equazioni tecnologiche equazioni economiche processi macchine parametri materiali modelli tecnoeconomici variabili decisionali attributi decisionali Introduzione 28
costi tempi attrezzature materiali manodopera manutenzione infrastrutture capitali costi V t tempo di lavorazione cambio utensili attrezzaggio manutenzione capacità di reagire a perturbazioni (volute o non volute) tempi V t flessibilità qualità macchine processi prodotti quantità espandibilità ordinativi PPC = penale * probabilità (PPC = penale per il cambio) finitura superficiale tolleranze ripetibilità ciclo di vita accettazione/rifiuto soddisfazione del cliente R a r a Introduzione 29
Progetto del corso : TEORIA Introduzione le tecnologie produttive Materiali struttura e comportamento prove dei materiali Fonderia studio del processo tecniche di fonderia Taglio dei metalli meccanismi di taglio, utensili ed usura degli utensili, lavorazioni, macchine, materiali ESERCITAZIONI 1) metrologia dimensionale e superficiale 2) struttura dei materiali 3) prova di durezza 4) progetto di un grezzo 5) visita in officina lavorazione di semplici oggetti 6) progettazione di un ciclo di lavorazione Introduzione 30
Testi S. Kalpakjian, S.R. Schmid, Manufacturing Processes and Technology, Prentice Hall Tecnologia meccanica (ed.italiana), Pearson Prentice Hall F. Mazzoleni, Tecnologia dei Metalli, UTET T. Spur, T. Stoferle, Enciclopedia delle Lavorazioni Meccaniche, Tecniche Nuove F. Giusti, M. Santochi, Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione, Ambrosiana F. Gabrielli, R. Ippolito, F. Micari, Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche, McGraw Hill Lucidi delle lezioni, disponibili sul sito WEB Introduzione 31
Produrre un manufatto non è difficile Difficile è produrre un manufatto - di alta qualità - a basso costo - in tempi brevi Introduzione 32