Introduzione alla TecnologiaMeccanica (I parte)

Il ruolo della tecnologia

Nella produzione industriale, la tecnologia costituisce l’insieme dei processi necessari a trasformare materie prime (grezzi o

semilavorati) in prodotti finiti aventi valore di mercato, attraverso processi produttivi realizzati su macchine o sistemi.

La tecnologia è quella scienza che studia:• i materiali • la loro composizione • le loro caratteristiche • le lavorazioni necessarie e le trasformazioni che possono

subire e il loro impiego

LA TECNOLOGIA

• Qualsiasi oggetto del mondo che ci circonda è stato realizzatomediante processi di fabbricazione e di montaggio che, conopportune macchine e attraverso l’organizzazione del lavoro, lohanno portato ad assumere la forma corrente.

• Tali prodotti possono essere di forma semplice, ovverocomposti da un solo componente, oppure di forma moltocomplessa, cioè realizzati montando centinaia di elementifabbricati anch’essi con processi tecnologici più o menosofisticati

LA TECNOLOGIA

ESEMPI

OROLOGIO

Prodotto semplice

Prodotto complesso

CLIP FERMACARTE

ESEMPI

ESEMPI

• Tra i processi di fabbricazione che convenzionalmente vengonoinclusi nella tecnologia meccanica non rientrano però i processia monte, cioè quelli necessari a trasformare i minerali neimateriali utilizzati dall’industria meccanica e in particolare iprocedimenti metallurgici atti a trasformare un minerale in unmetallo o in una lega metallica

• Si comprende, quindi, che il campo di azione della tecnologiameccanica risulta di conseguenza perfettamente definito: per imateriali metallici tale campo di azione è delimitato a montedai prodotti dell’industria metallurgica, costituiti in genere dalingotti di prima fusione, e a valle dai prodotti finiti

LA TECNOLOGIA

LA TECNOLOGIA

La tecnologia, quindi, rende possibile il passaggio dal progetto alla realizzazione fisica di un oggetto

Base di partenza per “PRODURRE”

“Dare, fornire un prodotto come risultato di una serie di lavorazioni o trasformazioni operate dall’uomo”

(da IL NUOVO ZINGARELLI)

CHE COSA VUOL DIRE "PRODURRE"?

La scelta dei materiali utilizzati e dei processi tecnologici influenzano notevolmente le caratteristiche del prodotto finito

• La corretta realizzazione di un qualsiasi pezzo richiedepertanto, in fase di progetto, la scelta del materiale e delprocesso di produzione da impiegare.

• Le varie selezioni vengono fatte non solo in base aconsiderazioni tecniche ma anche economiche: nonbasta, infatti, che il prodotto soddisfi i requisiti tecnici, madeve essere ottenuto in maniera economica.

LA TECNOLOGIA

Introduzione alla Tecnologia Meccanica (I parte)

Perché studiare i materiali?

Ai numerosissimi materiali naturali vanno aggiunti quelli che l’uomo è riuscito a fabbricare e continua a produrre, spesso ad

imitazione di ciò che è presente in natura

PERCHÈ STUDIARE I MATERIALI?

I materiali hanno accompagnato il progresso dell’umanità: nuovescoperte hanno richiesto “nuovi” materiali e viceversa.

Si parla di civiltà tecnologica in quanto il progresso dell’uomo ècondizionato da come riesce a sfruttare i materiali naturali e afabbricarne altri che abbiano proprietà sempre più rispondentiall’impiego a cui sono destinati.

PERCHÈ STUDIARE I MATERIALI?

Poiché la realizzazione di vari prodotti richiede l’impiego dimateriali, occorre conoscere la struttura interna e le proprietà deidiversi materiali in modo da poter scegliere il materiale piùadatto per ogni applicazione:

– si possono usare materiali tradizionali– si possono creare nuovi materiali– si possono modificare le proprietà dei materiali già

esistenti

PERCHÈ STUDIARE I MATERIALI?

PERCHÈ STUDIARE I MATERIALI?

Nell’attuare un processo tecnologico con l’obiettivo di costruireun dato manufatto per una ben definita prestazione in esercizio,è necessario considerare i vari fattori e le varie fasi di lavorocoinvolto:

• Scelta della materia prima per le sue proprietà intrinseche edi lavorabilità

• Costo della materia prima• Scelta dei processi di fabbricazione• Costo dell’impianto di lavorazione• Costo della lavorazione• Tempo di vita del manufatto in servizio• Richiesta di mercato• Riciclaggio del manufatto in disuso

PERCHÈ STUDIARE I MATERIALI?

Introduzione alla TecnologiaMeccanica (I parte)

Esempio sulla scelta dei materiali

Di seguito è riportato un esempio, riferito ad un oggetto di uso comune,che chiarisce in modo semplice quali sono i principi di impostazione diun problema di fabbricazione di un prodotto.

QUALE MATERIALE SCEGLIERE PER UN DEFINITO MANUFATTO CHE IMPLICA LAVORAZIONE?

In figura è mostrata la prestazione di due porta-abiti costruiti confilo di acciaio dolce, lega Fe-C con bassa percentuale di carbonio,che, come materia prima, è facilmente deformabile allo stato diricottura.

Poiché l’acciaio dolce si corrode facilmente (arrugginisce, cioè siossida per azione dell’aria umida) dopo trafilatura è zincato, cioèricoperto con zinco per immersione in zinco fuso o per zincaturaelettrolitica. La lavorazione a freddo e il trattamento termicoinfluiscono sull’efficienza di prestazione dei due porta-abiti.

QUALE MATERIALE SCEGLIERE PER UN DEFINITO MANUFATTO CHE IMPLICA LAVORAZIONE?

Il porta-abiti in acciaio lavorato afreddo, e quindi indurito perlavorazione durante la riduzione didiametro alla filiera, mostra buoneproprietà meccaniche per cui laforma è mantenuta sotto lasollecitazione del carico dell’abito ela prestazione è appropriata.

QUALE MATERIALE SCEGLIERE PER UN DEFINITO MANUFATTO CHE IMPLICA LAVORAZIONE?

Il porta-abiti in acciaio ricottomostra una resistenza meccanicatroppo bassa (l’acciaio a basso C ètenero) per cui la forma iniziale simodifica per il carico dell’abito e laprestazione è inadeguata.

QUALE MATERIALE SCEGLIERE PER UN DEFINITO MANUFATTO CHE IMPLICA LAVORAZIONE?

Questo semplice esempio dimostra come per ottenere unprodotto che abbia un’efficiente funzionalità nel periodo di uso esoddisfi la richiesta di mercato sia essenziale una buonaconoscenza della correlazione tra composizione chimica,caratteristiche strutturali dei materiali e loro proprietà intesecome risposta a definite sollecitazioni (chimiche, fotochimiche,meccaniche, termiche, elettriche, ecc.).

QUALE MATERIALE SCEGLIERE PER UN DEFINITO MANUFATTO CHE IMPLICA LAVORAZIONE?

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I processi di produzione

La produzione di beni in genere può essere suddivisa in:

•produzione per processo

•produzione manifatturiera

TIPOLOGIE DI PROCESSI DI PRODUZIONE

E’ caratterizzata da:

• elementi originari che costituiscono il prodotto finale nonfacilmente identificati

• prodotto che non può essere scomposto a ritroso, poiché icomponenti originari non sono più distinguibili tra loro o hannocambiato natura (acciaio, carta, cemento, prodotti chimici,ecc.).

PRODUZIONE PER PROCESSO

E’ caratterizzata da:

•prodotti finali composti da un numero finito di componentidiscreti o parti (automobili, televisori, calcolatori, macchineutensili, abiti, calzature, ecc.)

•processo produttivo costituito da due fasi:

1. fase di fabbricazione dei componenti

2. fase di assemblaggio

PRODUZIONE PER PARTI O MANIFATTURIERA

FASE DI FABBRICAZIONE:

Insieme delle lavorazioni (trasformazioni) che modificano forma,dimensioni e/o stato superficiale di singole parti

FASE DI ASSEMBLAGGIO:

Insieme delle operazioni di montaggio di parti singole per formareun assieme

PRODUZIONE PER PARTI O MANIFATTURIERA