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Tecnologia MeccanicaTecnologia Meccanica1

Tecnologia Meccanica

UniversitUniversitàà di Bergamodi BergamoFacoltFacoltàà di Ingegneriadi Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Laurea in Ingegneria Gestionale

Anno Accademico 2008-09

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La TECNOLOGIA MECCANICA, o meglio le TECNOLOGIE DI LAVORAZIONE MECCANICA,costituiscono l’insieme dei processi che permettono la trasformazione di grezzi o di semilavorati in prodotti finiti.Attraverso le Tecnologie meccaniche diviene possibile il passaggio dal progetto di una parte alla sua realizzazione fisica. Le Tecnologie di lavorazione meccanica sono quindi di base per poter “PRODURRE”.

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Materie primeComponenti

DALLE FUNZIONI AL PRODOTTODALLE FUNZIONI AL PRODOTTO

PROGETTAZIONE

PRODUZIONE

Specifiche

Funzioni

Prodotto

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IL PRODOTTO…..

Realizzazione concreta e tangibile di un’idea,

capace di attuare funzioni reali

Esempi: motore a combustione interna, pentola, elettrodomestico, etc.

Se il prodotto deve essere immesso nel mercato, esso

deve essere realizzato in termini economicamente validi,

riferiti al suo intero ciclo economico di vita

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PRODOTTO

Idea e Funzioni

Caratteristiche materiali e componenti- Fisiche

- Resistenziali

- Costo

Tecnologie- di lavorazione

- di unione

- di protezione

Costo delle fasi

Costo globale- costo iniziale

- costo di esercizio

…………I SUOI ELEMENTI

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Materiali

Tecnologie

Costi

PRODOTTO

LA REALIZZAZIONE DI UN PRODOTTO

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Anello di congiunzione necessario per

concretizzare le idee e

realizzare le funzioni attraverso

la TRASFORMAZIONE dei materiali

LE TECNOLOGIE

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Esempi:• Trasformazione di forma e dimensioni

(macro-geometria della parte)

• Trasformazione del grado di finitura di una superficie(micro-geometria della parte)

• Trasformazione delle caratteristiche meccaniche(durezza, carico di rottura, etc.)

• Trasformazione di stato, di temperatura, etc.

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Sistemi convenzionali di lavorazione meccanica:

1) Asportazione di materiale

2) Deformazione plastica a caldo o a freddo

3) Cambiamento dello stato fisico del materiale

4) Compattazione meccanica di materiale pulvurulento in uno stampo

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Tipologie di prodotto:

Semplice (1 componente, 1 materiale, 1 tecnologia)

Complesso (Nc componenti, Nm materiali, Nt tecnologie)

Materiali Tecnologie

PRODOTTO

COSTO

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1) In legnotornitura di un tronchetto e successiva decorazione

2) Metallico spiraliformedeformazione plastica a freddo mediante avvolgimento di un filo d’acciaio, successivamente verniciato

Esempio prodotto: IL PORTAUOVOProdotto semplice (monofunzione, monomateriale, monotecnologico)

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3) Metallico (lamiera d’acciaio)imbutitura di una lamiera d’acciaio inossidabile

4) Metallico (lamiera d’alluminio)imbutitura e piegatura di una lamiera d’alluminio

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5) Plastico materiale plastico iniettato in vari stampi

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7) Porcellanaformatura a freddo, cottura e decorazione

6) Vetro riscaldamento del materiale e formatura plastica

E’ evidente lo stretto collegamento tra materiale, forma che realizza la

funzione, tecnologia di ottenimento e costo di ciascun prodotto

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Esempio 2 – Ancora un prodotto “monocomponente”

Nonostante l’intrinseca semplicità,il prodotto dovrà rispettare i requisiti di progetto in termini di:funzionalità, forma e aspetto estetico

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• Materiale

• Sezione filo

• Diametro filo

• Finitura

• Processo produttivo

• Dimensione lotto di produzione

Esempio 2 – SCELTE PROGETTUALI

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• Il materiale sopporterà la piegatura senza rompersi?

• Il filo potrà essere tagliato senza provocare usura eccessiva dell’utensile?

• Il taglio provocherà bave?

• Qual è il sistema di produzione piùeconomico per realizzare il lotto richiesto ed essere competitivi?

Esempio 2 – PROBLEMI TECNOLOGICI

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• PROCESSO TECNOLOGICO

• MACCHINE UTENSILI

• UTENSILI

• ATTREZZATURE

Esempio 2 – SCELTE NECESSARIE PER LA PRODUZIONE

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esempio: la bicicletta

Componenti complessi (Nc componenti, Nm materiali, Nt tecnologie)

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Altri esempi: la turbina per propulsione aerea

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Altri esempi:

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COMPONENTI

In fase di progettazione il prodotto finale va pensato suddiviso nei diversi componenti in modo che ciascuno di essi

- sia realizzabile con materiali adatti alle sue funzioni

- sia assiemabile agli altri in modo opportuno

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MATERIALICaratteristiche da conoscere:

- fisiche

- resistenziali meccaniche

- tecnologiche

- di componibilità

- di resistenza alla corrosione

- di finitura e di protezione superficiale

- compatibilità a trattamenti termici

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TECNOLOGIE

Conoscere i parametri operativi delle lavorazioni prescelte alle quali sottoporre i materiali

- asportazione di truciolo (fresatura, tornitura, ecc.)

- deformazione plastica a caldo e a freddo (fucinatura, imbutitura, ecc.)

- per variazione di stato fisico (fusione, iniezione, ecc.)

- per compattazione di materiale in polvere e innalzamento della temperatura del compattato (sinterizzazione)

Conoscere i parametri operativi per le tecniche di unione (saldatura, brasatura, aggraffaggio, chiodatura, incollaggio, ecc.)

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La realizzazione di un PRODOTTO

Componenti

-Tipologia

- Quantità

Materiali

-Tipologia

- Quantità

Fasi tecnologiche

Costo degli elementi

Per rendere concreto, anche in termini economici, un generico prodotto reale, più o meno complesso, dobbiamo considerare nel loro insieme quattro

aggregazioni elementari

Strettamente correlate tra loro e tutte presenti nel prodotto reale, anche in termini economici

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COSTO

Ciascuna fase realizzativa di un prodotto (progettazione, materiali, costruzione, imballaggi e trasporti, installazione e messa in opera, ecc.) ha un costo la cui somma fornisce il COSTO INIZIALE (CI)

CI = Cf1 + Cf2 + ….. + Cfn = ∑=

n

fCf

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CI = costo iniziale

Cf1 = costo della fase 1

n = numero delle fasi realizzative

Il costo iniziale è legato alle scelte realizzative del prodotto in termini di materiali e tecnologie ed è

calcolabile all’atto della sua progettazione

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Durante l’intero ciclo di vita del prodotto, esso ha altri costi (CV)

- costi di manutenzione

- costi delle perdite causate dal “fuori servizio”

- costi di sostituzione delle parti usurate

Al termine del ciclo di vita, il prodotto possiede un valore residuo (VR)

- positivo (se può essere ancora utilizzato)

- negativo (costi si smantellamento e smaltimento)

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CE = CI + CV + VR

CE = costo di esercizio

CI = costo iniziale

CV = costo durante l’utilizzo

VR = valore residuo del prodotto

COSTO DI ESERCIZIO di un prodotto

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CI = costi iniziali

pv (CE) = costi di esercizio attualizzati

LCC = CI + pv (CE)

LIFE CYCLE COST di un prodottoè un parametro economico valutabile come

Scelte progettuali

(materiali, tecnologie)

Il trinomio progetto – materiali – tecnologie deve essere pilotato verso “prodotti realmente economici”

rispetto al loro ciclo di vita