TECNOLOGIE AVANZATE PER LA PRODUZIONE DI MATERIALI COMPOSITI E PLASTICI
Anno accademico 2025/2026 - Docente: CLAUDIO TOSTORisultati di apprendimento attesi
Le competenze acquisite sono spendibili nell’ambito della selezione, progettazione e trasformazione dei materiali per applicazioni ingegneristiche, con attenzione alla sostenibilità, all’efficienza energetica e all’innovazione tecnologica, in accordo con gli obiettivi 7, 9, 11, 12 e 13 dell’Agenda 2030 delle Nazioni Unite per lo sviluppo sostenibile.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
Conoscenza dei contenuti del corso di Scienza e Tecnologia dei Materiali e di Scienza delle Costruzioni
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
A) Teoria
1a.Tecniche di Manifattura Additiva per materiali polimerici: Manifattura Additiva per Estrusione (FFF, FDM); Stampa 3D mediante polimerizzazione di resina (DLP; LCD; LCA; InkJet Printing); Sinterizzazione Laser (SLS).
2a. Processi di lavorazione dei materiali polimerici: Estrusione, Stampaggio ad Iniezione, Stampaggio per Soffiaggio, Stampaggio per compressione.
3a. Miscelazione reattiva dei polimeri
4a. Reologia e cinetica di reazione dei materiali termoindurenti
5a. Processi di produzione dei materiali compositi.
B) Esperienze di Laboratorio
1b) Esercitazioni di manifattura additiva: Impostazione del processo di stampa mediante software dedicati; Esperimenti di stampa 3D su geometrie semplici; Esempi di stampa 3D su geometrie complesse (casi studio)
2b) Esercitazioni di estrusione: Preparazione di una miscela polimerica binaria; Preparazione di una compound polimerico rinforzato.
3b) Esercitazione di stampaggio ad iniezione: preparazione di campioni ad "osso di cane" o altra geometria semplice utilizzano le formulazioni preparate al punto 2b).
4b) Esercitazioni di realizzazione manufatti in materiale fibrorinforzato: preparazione di pannelli, o geometrie semplici, utilizzando la tecnica del Hand Lay Up o del VARTM.
C) Caso Studio: Lo studente selezionerà almeno un caso studio da realizzare autonomamente.
Testi di riferimento
1) I. Gibson l D. W. Rosen l B. Stucker "Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing", Springer, ISBN: 978-1-4419-1119-3
2) Tim A. Osswald and George Mendez "Materials Science of Polymers for Engineers", Hanser.
3) Raju S. Davé and Alfred C. Loos, "Processing of Composites", Hanser.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Course Introduction | Slides |
| 2 | Extrusion Additive Manufacturing | Chapter 6, Book 1 // Slides // Technical Papers |
| 3 | Photopolymerization | Chapter 4, Book 1 // Slides // Technical Papers |
| 4 | Selective Laser Sintering and Powder Based Processing | Chapter 5, Book 1 // Slides // Technical Papers |
| 5 | Extrusion | Chapter Book 2 |
| 6 | Composites Processing | Slides and Technical papers |
| 7 | Thermal Properties: CTE and Thermal Conductivity | Chapter Book 2 |
| 8 | Thermoset Cure Kinetic and Rheology | Book 3 // Slides // Technical Papers |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento sarà basata sul completamento di test concettuali (domande a risposta multipla ed aperta), realizzazione delle esperienze pratiche e dei casi studio, discussione orale finale.
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Si riporta di seguito un esempio di Test concettuale
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la relazione tra l'estrusione AM di polimeri rispetto alla formatura di polimeri convenzionale (ad esempio, stampaggio a iniezione)?
Quali materiali vengono tipicamente utilizzati nel processo di produzione additiva per estrusione?
I materiali termoplastici sono considerati la materia prima principale per l'estrusione AM. I materiali termoplastici possono essere riscaldati ed estrusi, stampati o altrimenti lavorati più volte con una degradazione minima del materiale (un requisito per l'estrusione basata sulla fusione). Al contrario, la reazione chimica che crea le plastiche termoindurenti non è reversibile al riscaldamento, il che ne impedirebbe l'utilizzo nei processi di estrusione (sebbene esistano alcune eccezioni, come il processo di Massivit3D, ma questo è atipico).
Le materie prime più comunemente utilizzate per i sistemi desktop di estrusione AM di polimeri sono sotto forma di?
L'estrusione è uno dei processi AM più versatili, il che la rende adatta a un'ampia varietà di applicazioni. Quale applicazione non rientra tra gli usi commerciali più comuni dell'AM per estrusione? Suggerimento: considerare la finitura superficiale, le proprietà meccaniche e altre caratteristiche dei componenti prodotti con l'AM per estrusione.