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METODI DI SELEZIONE DEL MATERIALE

Attività formativa monodisciplinare

Scheda dell'insegnamento

Codice attività didattica:

A003634

Anno accademico di immatricolazione:

2018/2019

Anno accademico di erogazione:

2018/2019

Tipologia di insegnamento:

Affine/Integrativa

Afferenza:

Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA PER L'INNOVAZIONE DEI MATERIALI E DEL PRODOTTO

Settore disciplinare:

SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (ING-IND/22)

Lingua:

Italiano

Attivita' formativa capogruppo:

POLIMERI E COMPOSITI PER L'INNOVAZIONE DI PRODOTTO

Crediti:

Anno di corso:

Docente e Collaboratori:

PANDINI Stefano Responsabile

Ciclo:

Secondo Semestre

Ore di attivita' frontale:

Ore di studio individuale:

Prerequisiti:

Per la fruizione dell'insegnamento non sono necessarie specifiche competenze e/o conoscenze pregresse diverse da quelle richieste per l'iscrizione al Corso di Studio.

Obiettivi formativi

Il modulo “METODI DI SELEZIONE DEL MATERIALE” ha come obiettivo quello di fornire agli studenti gli strumenti e le competenze per affrontare, nell’ambito della progettazione con polimeri e compositi, la selezione del materiale più idoneo sulla base di requisiti meccanici e funzionali, e di supportarla con una efficace raccolta di dati utili alla progettazione e un continuo aggiornamento su nuovi materiali, tecnologie e soluzioni progettuali. La ricerca bibliografica e di mercato su specifiche classi di polimeri innovativi permetterà allo studente di maturare la capacità di approfondire in maniera autonoma le proprie conoscenze, sviluppando autonomia di giudizio, oltre a servire come utile esercizio all’utilizzo della la lingua inglese nella sua forma tecnica e per lo sviluppo di abilità comunicative.
Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di mettere in atto strategie per la selezione del materiale, programmare campagne sperimentali per l’ottenimento di dati utili alla selezione del materiale e alla progettazione, ed eseguire in maniera accurata e critica ricerche bibliografiche e di mercato su materiali innovativi.

Contenuti

Il secondo modulo, “METODI DI SELEZIONE DEL MATERIALE”, e con specifico riferimento ai materiali polimerici e compositi, gli studenti acquisiranno le competenze utili per affrontare la selezione del materiale in fase di progetto, distinguendone tre principali ambiti: 1. approcci analitici ed applicazione pratica di criteri e strategie per la selezione del materiale; 2. raccolta di dati utili per la selezione del materiale e il dimensionamento del manufatto; 3. ricerca e comprensione delle potenzialità offerte da materiali polimerici innovativi e dei risultati di ricerche avanzate sul comportamento in esercizio di polimeri e compositi. Verranno quindi illustrati i principali criteri di selezione del materiale, suggerendo la natura fondamentale di questo passaggio all’interno della progettazione di un manufatto. Si mostreranno strategie sperimentali che permettano di condurre progettazioni avanzate, come nel caso della progettazione con materiali viscoelastici, e di valutare in maniera opportuna la risposta di strutture in materiali compositi. Infine, lo studente verra guidato nell’esecuzione di una ricerca bibliografica e di mercato inerente polimeri innovativi.

Programma esteso

I. Strategie per la selezione del materiale: analisi del prodotto, utilizzo delle materie plastiche e selezione del materiale nella progettazione; procedura di selezione del materiale e criteri (mappe di Ashby; indici pesati; profilo di proprietà); progettazione mirata (basata su: performance, rigidezza/resistenza; tecnologia; costo; sensazione) e case histories; sostituzione del materiale; confronto di soluzioni alternative.
II. Reperimento e organizzazione di dati tecnici per la progettazione: reperimento dati per i materiali viscoelastici; le analisi dinamico-meccaniche per la descrizione del comportamento viscoelastico; curva maestra e shift factor; interconversione di funzioni viscoelastiche e loro estrapolazione a temperature differenti; valutazione di parametri di resistenza a snervamento e a frattura; approccio alla progettazione pseudo-elastica; generalità sul testing sui materiali compositi; metodologie di caratterizzazione dei compositi per il reperimento di dati utili alla progettazione (prove di trazione; prove di trazione “off-axis”; prove di compressione; prove di taglio; prove di delaminazione; misura dei coefficienti di espansione termica); comportamento dei compositi in condizioni di esercizio (impatto; fatica; effetti ambientali).
III. Polimeri e plastiche innovative: polimeri intelligenti; polimeri che rispondono a stimoli esterni (temperatura; pH; stimoli luminosi; campi magnetici; enzimi); polimeri a memoria di forma; idrogeli intelligenti; polimeri autoriparanti); campi di applicazione delle plastiche intelligenti (ingegneria tissutale; rilascio di farmaci; dispositivi biomedicali; biotecnologie; tessuti; packaging; data storage).

Bibliografia consigliata

N.G. McCrum, C. P. Buckley, C. B. Bucknall,“Principles of Polymer Engineering” OUP Oxford Science Publications
B.D.Agarwal, L.J. Broutman, K. Chandrashekhara,“Analysis And Performance of Fiber Composites” John Wiley & Sons Inc
Maria Rosa Aguilar, Julio San Román, “Smart Polymers and their Applications”, Woodhead Publishing
Eric Larson, “Thermoplastic Material Selection - A Practical Guide”, William Andrew Publishing, United States (2015)
Materiale didattico e letture consigliate verranno fornite dal docente attraverso la piattaforma Moodle.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Il corso si articolerà principalmente in lezioni frontali ed in esercitazioni, in aula e in laboratorio, finalizzate all’applicazione pratica degli argomenti trattati a lezione. La parte relativa ai materiali innovativi verrà svolta in parte in lezioni monografiche su alcune classi di polimeri funzionali, in parte svolgendo lavori di ricerca bibliografica con gruppi di studenti su specifiche classi di polimeri intelligenti.

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale del Corso. L’esame è costituito da un esame orale, inerente le parti relative i criteri di selezione e le modalità di esecuzione di test per la raccolta di dati utili alla progettazione con materiali polimerici e compositi, e della presentazione di una ricerca bibliografica, svolta da gruppi di studenti o da studenti singoli, su specifiche classi di polimeri funzionali e intelligenti. Necessario al superamento dell’esame è un corretto utilizzo della terminologia.
La ricerca bibliografica sarà illustrata dal gruppo di studenti in una presentazione di 15 minuti seguita da domande di approfondimento. Per studenti non frequentanti, la stessa ricerca sarà richiesta e presentata prima dell’esame orale. La presentazione della ricerca è da considerarsi parte integrante del corso e requisito fondamentale per l’ammissione all’orale. La ricerca bibliografica avrà voto espresso in trentesimi.
Per accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione della ricerca bibliografica maggiore o eguale a 18/30. Per superare l’esame il voto finale , che tiene conto dei voti della presentazione e dell’orale, deve comunque esser maggiore o uguale a 18/30.
Il voto finale del modulo “metodi di Selezione del Materiale” concorre alla determinazione del voto finale del corso “Polimeri e Compositi per l'Innovazione di Prodotto”, e verrà mediato con il voto del modulo “Proprietà Meccaniche e Funzionali dei Polimeri e dei Compositi”.

Valutazione:

Voto Finale

Calendario attività didattiche

Data di inizio del periodo didattico:

Lunedì, 18 Febbraio, 2019

Data di fine del periodo didattico:

Venerdì, 7 Giugno, 2019

Altre informazioni