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Meccanici dal 1863Storia del Dipartimento di Meccanica

Andrea Curami, Edoardo Rovida, Emanuele Zappa M

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Meccanici dal 1863Storia del Dipartimento di Meccanica

Andrea Curami, Edoardo Rovida, Emanuele Zappa

Sommario

1 GLI INIZI (1863-1951) p. 3

1.1 Introduzione p. 3

1.2 La Meccanica applicata p. 4

1.3 Il Disegno di macchine p. 8

1.4 La Costruzione delle macchine p. 12

1.5 Alcuni laureati “meccanici” illustri p. 22

2 ISTITUTO DI MECCANICA APPLICATA E COSTRUZIONE DI MACCHINE (1951-1981) p. 31

2.1 Cronologia ed evoluzione delle strutture p. 31

2.2 Direttori p. 35

2.3 Didattica p. 37

2.4 Ricerca p. 43

2.4.1 Strumenti p. 43

2.4.2 Macchine p. 45

2.4.3 Temi di ricerca p. 47

2.5 Alcune immagini sulla vita dell’Istituto p. 52

3 DIPARTIMENTO DI MECCANICA p. 53

3.1 Cronologia ed evoluzione delle strutture p. 53

3.2 Struttura organizzativa attuale del Dipartimento p. 63

3.3 Direttori p. 65

3.4 Didattica p. 68

3.5 Ricerca p. 74

4 Photogallery: la vita del Dipartimento p. 93

A cura di: Andrea Peluso

Grafica e impaginazione: Servizi Grafici Editoriali srl

Le figure 1.36, 1.37, 1.38, 1.40 sono state tratte dal libro “Dal Politecnico di Milano protagonisti e grandi progetti” Associazione Laureati del Politecnico di Milano 2003, per gentile concessione di Telesma, editore del volume

Milano, 2015

Quest’opera è stata iniziata – ormai diversi anni orsono – insieme al collega e amico Prof. Andrea Curami, grande appassionato e studioso di storia della tecnologia ed è stata completata in sua memoria.

Premessa

Le primissime origini del Dipartimento di Meccanica risalgono al periodo contemporaneo alla fondazione del Politecnico, intorno ai primi anni Sessanta dell’Ottocento. Infatti, l’allora Regio Istituto Tecnico Superiore, fin dal principio, accanto ai corsi di Ingegneria Civile, alla Scuola di Applicazione per gli Architetti Civili e al Corso Normale per la Formazione di Insegnanti per le Discipline Scientifiche, istituisce un corso di Ingegneria Meccanica. Al suo interno sono impartiti i primi insegnamenti “meccanici” e, perciò, ad esso si può ricondurre il primo nucleo dei corsi che ora caratterizzano il Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica e che oggi fanno capo al Dipartimento. È interessante osservare che proprio Giuseppe Colombo, uno dei fondatori del Politecnico, figura anche tra i grandi docenti “meccanici”.Il volume del Dipartimento di Meccanica è suddiviso in tre sezioni organizzate sulla base del periodo storico preso in esame: la prima intitolata “Gli inizi” ripercorre gli avvenimenti salienti dal 1863 al 1951; la seconda “Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione delle Macchine” – che prende il nome dall’omonimo Istituto – analizza il periodo che va dal 1951 al 1981; la terza e ultima sezione dal nome “Dipartimento di Meccanica” si focalizza sul periodo dal 1981 ad oggi.A queste tre sezioni se ne aggiunge una quarta che si pone l’obiettivo di ritrarre all’interno di una raccolta per lo più fotografica, strumenti, prove e ricerche che hanno impegnato e valorizzato particolarmente l’operato del Dipartimento, oltre che momenti conviviali e di ritrovo tra colleghi e amici.

1 Gli inizi (1863-1951)

alle macchine, cioè alla costruzione delle macchine, al disegno di macchine e a esercizi pratici di meccanica. A tal proposito, nei paragrafi a seguire, per ognuna delle tre materie citate saranno illustrati i corsi in generale di ognuna, analizzandone poi l’evoluzione in Istituti. La Figura 1.1 mostra un dipinto che ritrae la prima sede del “vecchio Politecnico” vicino a Piazza Cavour ormai demolita benché il ricordo permanga grazie alla denominazione dell’omonima via “del vecchio Politecnico”. Il dipinto è stato realizzato negli anni Venti dall’Ing. Maganzini, laureatosi al Politecnico nel 1925.

Figura 1.1 Il “vecchio Politecnico” in un dipinto dell’Ing. Maganzini (anni Venti)

1.1 IntroduzioneIl nome originario del Politecnico di Milano è Regio Istituto Tecnico Superiore. Tuttavia, nell’arco di tempo che si prenderà in analisi nei prossimi capitoli la denominazione cambia diverse volte. A seguito delle modifiche apportate dalla legge Gentile assume il nome di Regia Scuola di Ingegneria e poi di Istituto Superiore di Ingegneria secondo il Testo Unico delle leggi sull’istruzione superiore (R. Decreto 1952 del 31 agosto 1933). In seguito, dal 1° luglio 1937, si introduce la nuova denominazione di Regio Politecnico di Milano. L’allora Regio Istituto Tecnico Superiore è a sua volta organizzato in due scuole, la Scuola Speciale per ingegneri civili e la Scuola Speciale per ingegneri meccanici. Al primo anno (1863-64), le differenze fra i due diversi corsi di diploma civile e meccanico sono modeste, tuttavia, in breve tempo le diversità si accentuano e il programma stabilito è più aderente alle intrinseche necessità della preparazione dell’ingegnere meccanico. Infatti, se al secondo anno non vi sono sostanziali differenze se non nella durata dei corsi, al terzo anno l’istruzione diventa sempre più pratica aprendo la strada a una vera e propria biforcazione. L’insegnamento all’ultimo anno, perciò, è completamente indirizzato alle applicazioni della meccanica

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1891-1892 Francesco PonzioAntonio Leoni

Teoria delle macchine

1892-1895 Giuseppe ColomboFrancesco Ponzio

Teoria delle macchine

1895- 1914 Ugo Ancona Teoria generale delle macchine

1914-1915 Ugo Ancona Teoria generale delle macchine (meccanica applicata alle macchine)

1915-26 Ugo Ancona Meccanica applicata alle macchine (allievi civili e industriali)

1915- 1926 Iginio Tito Saraceni (prima affianca e poi sostituisce Ugo Ancona)

Meccanica applicata alle macchine (allievi civili e industriali)

1926-1935 Iginio Tito Saraceni Meccanica applicata alle macchine

1935- 1958 Ottorino Sesini Meccanica applicata alle macchine (dal 1952-53 si separano i corsi per allievi civili e industriali)

Tra i sussidi didattici adottati durante i corsi attivi in questi anni, di particolare rilievo sono il testo di G. Colombo “Meccanica industriale: appunti presi alle lezioni” (1884); i testi di O. Sesini “Appunti dalle lezioni di meccanica applicata alle macchine” (1944) e “Meccanica applicata alle macchine” (1947-1953) e i testi di G. Scotto Lavina “Esercitazioni di meccanica applicata alle macchine svolte con il sistema di misure Giorgi: Parte 1° – Il sistema MKS” (1945), “Applicazioni di meccanica delle macchine: il volano, il calcolo del rendimento, le velocità critiche flessionali” (1949), “Applicazioni di meccanica delle macchine” (1951).I docenti dei corsi riconducibili alla Meccanica applicata raccolgono da subito un’ampia biblioteca che è strumento sia per la didattica, sia per le prime attività di ricerca. Alcuni esempi di testi sono riportati nella Figura 1.2, nella Figura 1.3 e nella Figura 1.4.

■■ Figura 1.2 Il testo “Theorie der Reibung” di J.H.Ellet, edito da Teubner a Leipzig (1890)

Le origini di quello che diventerà l’Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine (1951) e, successivamente, il Dipartimento di Meccanica (1981) possono essere fatte risalire a tre “anime” distinte. Esse, partite come gruppi di docenti di materie affini e con interessi scientifici comuni, nel 1951 diventeranno Sezioni del nuovo Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine.

1.2 La Meccanica applicataNei primi anni accademici dell’Istituto Tecnico Superiore di Milano e precisamente dalla fondazione fino all’anno 1867-68

non esiste un insegnamento equivalente a quello odierno di Meccanica applicata alle macchine.Uno dei nuclei di quello che sarà l’Istituto di Meccanica Applicata alle Macchine va individuato nel gruppo di docenti che, a partire dagli anni Sessanta dell’Ottocento, affianca Giuseppe Colombo nell’insegnamento della Meccanica industriale.La Tabella 1.1 presenta una sintesi dei corsi “meccanici” dalle origini fino ai primi anni Cinquanta del Novecento. Oltre ai corsi, sono indicati i docenti.

Tabella 1.1 Corsi riconducibili alla Meccanica applicata, impartiti al Politecnico, dalle origini agli anni Cinquanta del Novecento

Anni Docente Corso

Dal 1865 al 1869 Giuseppe Colombo Meccanica industriale

Esercizi pratici di meccanica

1868-1869 Palamede Guzzi Cinematica ed organi elementari delle macchine

1869 -1872 Palamede Guzzi

Palamede Guzzi

Teoria dei meccanismi (allievi civili)

Teoria dei meccanismi e costruzione di macchine (allievi industriali)

1872- 1875 Cesare Saldini Teoria dei meccanismi (allievi industriali)

1875- 1877 Dino Padelletti Teoria dei meccanismi

1877-1881 Carlo Barzanò Teoria delle macchine (allievi civili e industriali)

1881-83 Carlo Barzanò Teoria delle macchine

1883-1888 Giuseppe ColomboFrancesco Ponzio

Teoria delle macchine

1888-1890 Francesco PonzioGiuseppe ColomboLuca Beltrami

Teoria delle macchine (i tre docenti trattano ciascuno una parte dell’insegnamento)

1890-1891 Giuseppe ColomboFrancesco Ponzio

Teoria delle macchine

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Di particolare interesse didattico è la collezione di modelli di cinematismi, raccolti soprattutto da Ottorino Sesini (Figura 1.5), che nelle lezioni e nelle esercitazioni utilizza ampiamente cinematismi con i quali insegna in modo efficace i principi della Meccanica. Tali modelli, grazie alla grande semplificazione, alla visibilità totale e alla facilità d’utilizzo da parte

degli allievi, consentono un’osservazione efficace e interattiva. I modelli rappresentati possono essere raggruppati in tre macro-categorie. I manovellismi sono utilizzati per la trasformazione del moto rotatorio continuo in traslatorio alternativo o viceversa (Figura 1.6); i capsulismi, per la variazione di volume di cavità (Figura 1.7) e i ruotismi, per la trasformazione del moto rotatorio (Figura 1.8). Molti di essi sono stati realizzati nel Laboratorio della Società di Incoraggiamento Arti e Mestieri e sono stati largamente usati sia da Ottorino Sesini, sia dai suoi successori. Nel 1951 l’Istituto di Meccanica Applicata alle Macchine diviene una delle Sezioni del più vasto Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine.

■■ Figura 1.6 Modello di manovellismo (anni Trenta)

■■ Figura 1.7 Modello di capsulismo ■■ Figura 1.8 Modello di ruotismo

■■ Figura 1.4 Sintesi grafica di un’analisi cinematica di un meccanismo tratta dal testo in Figura 1.3

■■ Figura 1.3 Il testo “Cinematica della biella piana” di L. Allievi (1895)

■■ Figura 1.5 Una pagina del registro dei cinematismi didattici (anni Trenta)

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1.3 Il Disegno di macchine

Altro nucleo di quello che sarà l’Istituto di Meccanica Applicata alle Macchine va individuato nel gruppo di docenti elencato nella Tabella 1.2. Nel 1870 Giuseppe Colombo, che già da alcuni anni insegna la Meccanica industriale e quella che oggi si chiama Costruzione delle macchine,

ritiene necessario far precedere a questo insegnamento uno in cui, prima di apprendere i metodi ed i procedimenti di calcolo, gli allievi prendessero familiarità con il tracciamento grafico di organi di macchine, eseguendo dei disegni.Nella Tabella seguente sono riassunti i corsi di disegno di macchine e i docenti, in funzione degli anni.

con la rappresentazione grafica dell’oggetto. Gli allievi, in questo modo, analizzando, smontando e rimontando i gruppi meccanici della collezione, apprendono una visione progettuale basata su fondamenti fisici e matematici. La nuova denominazione che l’insegnamento assume nel 1936, “Disegno di macchine e progetti”, è in grado si esprimere al meglio il concetto da veicolare.Nella Figura 1.10 si vede un esempio tratto da un catalogo di prodotti ferrosi, utilizzato dai docenti di disegno. La Figura 1.11, invece, mostra due esempi di biella risalenti agli anni Venti e Trenta costruiti da Breda Siderurgica e Franco Tosi.

Tabella 1.2 Corsi di Disegno di macchine dalle origini alla metà del XX secolo

Anni Docente Corso

1870-91 Giuseppe Colombo Disegno di macchine

1891-92 Giuseppe PonzioAlfredo GilardiG.Battista Bianchi

Disegno di macchine

1892-93 Giuseppe Colombo Disegno di macchine

1893-1908 Giuseppe Ponzio Disegno di macchine

1908-09 Giuseppe PonzioAlfredo Gilardi

Disegno di macchine

1909-1932 Alfredo Gilardi Disegno di macchine

1932-1944 Ugo Lombardi Disegno di Macchine e Progetti (dal 1936)

1944-1959 Mario Speluzzi Disegno di Macchine e Progetti

Tra i sussidi didattici adottati durante i corsi attivi in questi anni, di particolare rilievo sono il testo di A. Gilardi “Note al corso di disegno di macchine” (1926) e quelli di Mario Speluzzi “Disegno di Macchine ad uso didattico e pratico per disegnatori progettisti e tecnici d’officina” (1949) e “Note al corso di disegno di macchine e progetti”.Giuseppe Ponzio e, successivamente, Alfredo Gilardi raccolgono un’ampia collezione di pezzi e modelli, anche grazie

alla disponibilità di molti ex allievi divenuti poi imprenditori. La Figura 1.9 mostra una lettera di ringraziamento (1934) inviata all’Alfa Romeo in seguito a una donazione all’Istituto di pezzi meccanici per uso didattico.Grazie a un approccio pragmatico, l’insegnamento del disegno di macchine supera l’aspetto puramente grafico e coinvolge tutta una serie di prospettive progettuali e tecnologiche, da esprimere

■■ Figura 1.9 Lettera di ringraziamento inviata all’Alfa Romeo

■■ Figura 1.10 Un esempio di catalogo di prodotti ferrosi

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Nella Figura 1.12, nella Figura 1.13 e nella Figura 1.14 si riportano alcuni disegni realizzati dagli allievi che rappresentano soggetti riconducibili alla Meccanica da cui è possibile evincere le grandi abilità e competenze non solo tecniche ma anche manuali che consentono la realizzazione di disegni di livello estetico eccellente.Gli allievi dei corsi sopraelencati dedicano molte ore all’elaborazione di calcoli e all’esecuzione di disegni relativi a componenti meccanici. In Figura 1.15 è rappresentata la copertina di un testo “classico” sul Disegno di macchine ad opera di Alfredo Gilardi.

■■ Figura 1.11 Due bielle di grandi dimensioni della collezione dei docenti di Disegno di macchine

■■ Figura 1.12 Esempi di particolari meccanici in un elaborato di costruzioni idrauliche (1910)

■■ Figura 1.13 Un altro esempio di disegno relativo ad un particolare meccanico di un elaborato relativo ad un sistema idraulico (anni Dieci)

■■ Figura 1.15 Un testo “classico” di Disegno di Macchine”

■■ Figura 1.14 Un altro esempio di disegno relativo ad un particolare meccanico di un elaborato relativo ad un sistema idraulico (anni Dieci)

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Di particolare interesse per gli allievi dei tempi, nell’ambito del grande numero di ore di esercitazione dedicate al calcolo e al disegno degli organi di macchine, è il regolo calcolatore (Figura 1.16) oggi sconosciuto soprattutto ai più giovani, ma strumento di calcolo per eccellenza fino agli anni Settanta per ingegneri e tecnici. Si basa sui logaritmi ed è costituito da una parte fissa, da una

scorrevole e da un cursore. Allineando tali elementi, è possibile compiere un gran numero di operazioni con approssimazioni nell’ordine del 5%.Nel 1951, l’Istituto di Disegno di Macchine – al pari di quello di Meccanica Applicata alle Macchine – entra a far parte, quale Sezione, del più ampio Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine.

Tabella 1.3

Anni Docente Corso

1863-64 Giuseppe Colombo Meccanica industriale e disegno di macchine

1864-65 Giuseppe Colombo Meccanica industriale, conduttura delle acque e disegno di macchine

1875 Giuseppe Colombo Meccanica Industriale, costruzione di macchine e tecnologie meccaniche

1875-95 Giuseppe Ponzio Elementi delle macchine

1895-07 Giuseppe Ponzio Costruzione delle macchine

1907-08 Federigo Giordano Costruzione delle macchine

1908-44 Federigo Giordano Costruzione delle macchine

1944-49 Mario Tessarotto Costruzione delle macchine

1908-13 Giuseppe Belluzzo Costruzione delle turbine

1908-13 Gerolamo Merlini Esperienze di Meccanica

1912-21 Gerolamo Merlini Meccanica applicata

1921-22 Gerolamo Merlini Meccanica sperimentale

1913-25 Giuseppe Belluzzo Costruzione dei motori termici e idraulici

1925-26 Giuseppe BelluzzoMichele Lo Presti

Costruzione dei motori termici e idraulici

1926-29 Michele Lo Presti Costruzione dei motori termici e idraulici

1929-30 Federigo Giordano Costruzione dei motori termici e idraulici

1930-31 Federigo Giordano Costruzione e sperimentazione delle macchine e dei motori

1931-36 Michele Lo Presti Costruzione dei motori termici e idraulici

1936-1945 Michele Lo Presti Costruzione di macchine (motori)

1945-1953 Vincenzo Rubbo Costruzione di macchine (motori)

Tra i sussidi didattici adottati durante i corsi attivi in questi anni, di particolare rilievo sono i testi di F. Giordano “Alcuni argomenti sulla costruzione delle macchine” – che racchiude molte delle lezioni tenute nel R. Istituto Tecnico Superiore di Milano dall’Ing. Federigo Giordano pubblicate

a cura dell’allievo Vittorio Cocco (1899) – e “Lezioni sopra alcuni elementi delle macchine: chiodature, sopporti, sedi, giunti, innesti, stantuffi, scatole a stoppa” (1892); il testo di Mario Tessarotto “Disegno di Macchine: terza edizione: a uso didattico e pratico per disegnatori, progettisti e tecnici

■■ Figura 1.16 Regolo calcolatore (anni Cinquanta)

1.4 La Costruzione delle macchine Gli inizi dell’Istituto risalgono al 1912-13 ma già prima d’allora esistono – proprio come per altre materie – insegnamenti che si possono considerare corrispondenti al corso di Costruzione delle macchine. Anche in questo caso, inizialmente, la parte

fondamentale dell’insegnamento è compresa nel corso di Giuseppe Colombo. La tabella 1.3 presenta una sintesi dei corsi afferenti al Gabinetto e, successivamente, Istituto di Costruzione delle Macchine, dalle origini alla metà del XX secolo.

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d’officina (1961); i testi di G. Belluzzo “Costruzione dei motori termici ed idraulici: le turbine a vapore (1915-16) e “Costruzione dei motori: note alle lezioni”; i testi di M. Lo Presti “Le turbine idrauliche” (1922), “Lezioni di costruzione di motori” (1932-33), “Lezioni di macchine e motori idraulici (1919-20) e “Motori a combustione interna pesanti: fissi e marini” (1930) utilizzato dagli ingegneri, dai tecnici e dagli allievi delle scuole di applicazione.

Nella Figura 1.17 e nella Figura 1.18 sono riportate due lettere che documentano l’attività di ricerca negli anni Trenta e

Quaranta, anche in relazione al clima politico dell’epoca.Tornando a ciò che riguarda più da vicino l’Istituto di Costruzione delle Macchine – dapprima denominato Gabinetto di Costruzione delle Macchine – vale la pena sottolineare la difficile formazione segnata da iniziative, eventi e contributi che hanno influito fortemente sulla definizione delle direttive dell’Istituto, sui risultati ottenuti e sul futuro dell’istituzione. Il vero iniziatore di una dotazione di macchine e strumenti può essere considerato Federigo Giordano, il quale organizza, nell’antica sede di Piazza Cavour (Figura

1.19), una collezione di motori, trasmissioni, macchine utensili, attrezzi e strumenti: questo primo nucleo di laboratorio è particolarmente orientato alla Meccanica agraria, che resterà sempre uno dei principali interessi di Giordano. La Figura 1.20 rappresenta un esempio di appunti alle lezioni di Giordano raccolti dall’allievo Mario Vedovelli e relative all’anno accademico 1922-23. Nel 1915, agli inizi della Prima Guerra Mondiale, Federigo Giordano propone la costituzione di un Comitato nazionale di esame delle invenzioni relative al materiale di guerra. Tale Comitato nasce sotto la presidenza di Giuseppe De Capitani D’Arzago e trova spazio per la propria sede – così come per i mezzi di ricerca e sperimentazione, presso l’Istituto dello stesso

Giordano, il quale ne tiene la direzione finché non inizia a prestare servizio volontario in guerra. A quel punto gli succede Ugo Lombardi.Al termine della guerra l’Istituto aumenta le sue dotazioni, anche perché riceve dal Ministero deputato l’uso perpetuo di alcune macchine, temporaneamente assegnate al Comitato nazionale di esame delle invenzioni relative al materiale di guerra. In seguito, ottiene altre macchine e libri dalla Germania, in conto riparazione danni di guerra.L’Istituto di Costruzione delle Macchine, dato l’orientamento delle ricerche verso la Meccanica Agraria, è considerato dal Governo come primo nucleo di un Istituto sperimentale di Meccanica Agraria: è fondato nel 1920, ha come Presidente Giuseppe Colombo e come Direttore

■■ Figura 1.19 Un edificio dell’Istituto di Costruzione delle Macchine nel “vecchio Politecnico”

■■ Figura 1.18 Lettera di Cesare Cuttica relativa alla necessità di covoni di grano per svolgere alcuni esperimenti

■■ Figura 1.17 Lettera di Federigo Giordano nella quale viene sottolineato il contributo dato dal corso all’autarchia

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Federigo Giordano. L’attività del nuovo Istituto si svolge in stretta connessione con quello di Costruzione delle Macchine e nel periodo 1923-26 è notevole e ricca di risultati. A partire dall’agosto 1926, però, tale collaborazione si interrompe, in quanto l’Istituto sperimentale di Meccanica Agraria si aggrega alla Scuola di Agricoltura (ora Facoltà di Agraria).Nel 1926-27 l’Istituto si trasferisce nella nuova sede di Città Studi, dove può disporre di locali più ampi per uffici e laboratori.Dopo la scomparsa di Federigo Giordano (23 dicembre 1944), la direzione è affidata

a Mario Tessarotto, per poi passare a Italo Bertolini, il quale dà un particolare impulso alle ricerche teoriche e sperimentali relative allo studio delle sollecitazioni statiche e a fatica di organi di macchine.La Figura 1.21, la Figura 1.22 e la Figura 1.23 (pagine successive) si riferiscono a tre immagini del Gabinetto di Costruzione delle Macchine risalenti agli anni Trenta: nell’ordine troviamo un primo salone riservato alle ricerche tecniche, alle prove dimostrative, al museo e alle collezione dei disegni; un secondo salone utilizzato come laboratorio-officina e, infine, un ufficio.

■■ Figura 1.20 Appunti dalle lezioni di Federigo Giordano

■■ Figura 1.22 Gabinetto di Costruzione delle Macchine: laboratorio-officina (anni Trenta)

■■ Figura 1.21 Gabinetto di Costruzione delle Macchine: salone per ricerche tecniche, prove dimostrative, museo, collezioni dei disegni (anni Trenta)

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La Figura 1.24 mostra una puleggia innovativa sviluppata da Federigo Giordano.La Figura 1.25 e la Figura 1.26 mostrano alcuni strumenti (anni Trenta) appartenenti all’antico Gabinetto di Costruzione delle Macchine e attualmente appartenenti al patrimonio storico del Dipartimento di Meccanica. Tali figure si riferiscono, in particolare, a una serie di calibri e ai compassi per spessori.

La Figura 1.27, la Figura 1.28, la Figura 1.29 e la Figura 1.30 mostrano alcuni esempi di macchine di prova e macchine utensili appartenenti alla dotazione del Gabinetto di Costruzione delle Macchine

risalenti alla prima metà del Novecento.Nel 1951, anche l’Istituto di Costruzione delle Macchine diventa una delle Sezioni del più ampio Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine.

Figura 1.28 Macchina universale di prova materiali (anni Trenta)

■■ Figura 1.27 Macchina universale per prove meccaniche (anni Dieci)

■■ Figura 1.26 Compassi per spessori (anni Trenta)

■■ Figura 1.25 Calibri (anni Trenta)

■■ Figura 1.24 Una delle pulegge espandibili, sistema Giordano

■■ Figura 1.23 Gabinetto di Costruzione delle Macchine: ufficio (anni Trenta)

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Di seguito si riportano quali esempi dello sviluppo della ricerca svolta dall’Istituto alcuni dei progetti più interessanti dell’epoca che hanno peraltro contribuito alla risoluzione di importanti problemi.

Dinamometro rigido

Federigo Giordano partendo dalla constatazione sperimentale che gli attacchi elastici o ammortizzatori a molla riducono lo sforzo medio di traino modificando il regime dinamico di trazione, introduce per primo nelle ricerche di Meccanica Agraria il dinamometro anelastico (Figura 1.31 e Figura 1.32), meglio noto come rigido. A differenza delle prime forme di bilance a liquido pressoché inutilizzabili, questo strumento è utilizzato nello specifico adattando allo scopo le capsule dinamometriche che fino ad allora erano adoperate solo nell’ambito delle macchine di prova dei materiali.

Baroscopi

La misura di pressioni per unità di superficie su pareti spinte da masse plastiche o sciolte (graniformi) trova numerose applicazioni nelle ricerche d’Ingegneria industriale e civile: Giordano accenna a sette gruppi di indagini all’inizio del suo lavoro, dove riferisce i tentativi che hanno preceduto lo studio al quale ha apportato un notevole contributo personale, costruendo vari tipi di baroscopi tra il 1908 e il 1922. La Figura 1.33 e la Figura 1.34 rappresentano gli esemplari più recenti costruiti nel 1922.

■■ Figura 1.33 Sonda baroscopica Giordano, costruzione 1922

■■ Figura 1.32 Dinamometro rigido Giordano (registratore, attacco cardanico e contrappeso)

■■ Figura 1.31 Dinamometro rigido Giordano (registratore, attacco cardanico e contrappeso)

■■ Figura 1.30 Macchina per prove materiali (1948)

■■ Figura 1.29 Tornio di precisione (1950)

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Meccanizzazione della produzione

La struttura riportata nella Figura 1.35 – costruita nel 1924 – tenta di rispondere al problema della meccanizzazione della produzione in ambito cantieristico: l’utilizzo di questo macchinario risolverebbe da un lato il trasporto dei materiali pesanti da costruzione, dall’altro l’aspetto economico

arrivando a spendere solo da 1 a 2 centesimi di energia elettrica invece dei circa 100 grammi di combustibile per ogni mattone.

1.5 Alcuni laureati “meccanici” illustri

A titolo di esempio, si citano in questo capitolo alcuni fra i tanti laureati illustri del periodo che hanno operato nel campo della Meccanica, diffondendo le competenze e conoscenze apprese dai propri insegnanti. Le loro opere, pertanto, vanno considerate a tutti gli effetti esempi tangibili dei risultati industriali provenienti dagli insegnamenti ricevuti durante la formazione presso il Politecnico.Tra i fondatori del Regio Istituto Tecnico Superiore di Milano, poi Politecnico di Milano, figura Giuseppe Colombo. Nel 1865 ricopre la cattedra di Meccanica industriale e dal 1897 al 1921 ne è il Rettore. Tra i suoi allievi spiccano nomi come Cesare Saldini, Giovanni Battista Pirelli, Angelo Salmoiraghi, Egidio e Pio Gavazzi, Alberto Riva, Ernesto Galimberti, Rodolfo Rusca, Ettore Conti, Giacinto Motta e Guido Ucelli che rappresentano pienamente il genio tecnico e imprenditoriale del tempo. È autore del “Manuale dell’ingegnere” pubblicato nel 1877. Nel 1883, per sua iniziativa, in via Santa Radegonda a Milano si inaugura la prima centrale elettrica dell’Europa continenatale. Nel 1896 Colombo diventa presidente della società elettrica Edison.

Bartolomeo Cabella (lauree nel 1868 e 1869)Consegue nel 1868 la laurea in Ingegneria Civile e nel 1869 quella in Ingegneria Industriale, meritando la lode da parte della commissione di laurea e l’encomio di F. Brioschi. Invitato dal Brioschi a rimanere in

qualità di insegnante presso il Politecnico, preferisce tuttavia dedicarsi alla professione, impegnandosi subito in importanti lavori e studi, tra cui si annoverano quelli relativi al canale Villoresi. Nel 1870 entra a far parte del Tecnomasio italiano, assumendone la direzione dopo solo un anno, contribuendo ad accrescerne l’importanza e dando il via a una serie di importanti ricerche, e relative produzioni, che portano l’azienda ad avere fama dapprima nazionale e poi internazionale.

Cesare Saldini (laurea nel 1870)Allievo e successore di Giuseppe Colombo, oltre a ricoprire il ruolo di Professore di Tecnologie Meccaniche e Disegno di Impianti Industriali all’Istituto Tecnico Superiore di Milano (1882) e di Professore Emerito dell’Istituto Tecnico Superiore di Milano, poi Politecnico di Milano, ne diventa anche Rettore dal 16 gennaio 1921 al 19 aprile 1922. Ricopre numerose cariche tra cui spiccano quelle di Presidente della Scuola elettrochimica, di Presidente della Società nazionale per lo sviluppo delle imprese elettriche, di Presidente del Comitato permanente del lavoro e di Presidente del Consiglio per gli Ingegneri.È nominato Senatore il 6 ottobre 1919 e riceve altresì le onorificenze di Cavaliere dell’ordine della Corona d’Italia e di Grande ufficiale dell’Ordine della Corona d’Italia.Nel campo dell’Ingegneria, è progettista di numerosi impianti industriali (mulini, tessiture, cartiere, pastifici) tra i più avanzati dell’epoca.

Angelo Salmoiraghi (laurea nel 1870) Nel 1866 con lo scoppio della terza guerra d’indipendenza si arruola giovanissimo nel Corpo Volontari Italiani di Giuseppe Garibaldi combattendo nella campagna in Trentino contro gli austriaci. Subito dopo essersi laureato al Politecnico di Milano sotto la guida di Ignazio Porro, entra nella Filotecnica. In breve tempo arriva a ricoprire funzioni di responsabilità, fino ad acquisirne la proprietà, trasformando il nome della ditta in Filotecnica-Salmoiraghi. Sotto la sua guida la ditta si sviluppa notevolmente, acquisendo un ruolo di primo piano tra i produttori di strumenti ottici e di precisione e diventando il primo produttore di macchine per cucire in Italia. La Figura 1.36 mostra alcuni strumenti Salmoiraghi presentati alle Esposizioni Riunite di Milano (1844).Tra le cariche ricoperte si ricordano quella di Presidente della Camera di Commercio

■■ Figura 1.35 Meccanizzazione della produzione in cantiere

■■ Figura 1.36 Strumenti Salmoiraghi: strumento dei passaggi e grande azimutale, presentati alle Esposizioni Riunite di Milano nel 1894 (Archivio Filotecnica Salmoiraghi Instruments, Milano)

■■ Figura 1.34 Sonda baroscopica Giordano, costruzione 1922

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di Milano, di Primo Presidente della neo-costituita Unioncamere e, dai primi anni del Novecento, quella di Senatore.

Gian Battista Pirelli (laurea nel 1870)Aggiudicatosi una borsa di studio come migliore studente del corso, si dedica a viaggiare per l’Europa per studiare la crescita

della neonata industria della gomma. Nel 1872, rientrato in patria, sottopone ad un gruppo di imprenditori meneghini un progetto industriale, basato sullo sviluppo della gomma, che convince un gruppo di banche cittadine a sovvenzionare la nascita della “G. B. Pirelli & C.”, embrione della futura Pirelli.

Nel 1909 è nominato Senatore del Regno da Vittorio Emanuele III di Savoia, mentre nel 1919 assume la carica di Presidente della Confederazione Generale dell’Industria Italiana, meglio nota oggi come “Confindustria”. La Figura 1.37 fa riferimento ad alcuni appunti di viaggio di Pirelli risalenti al 1870-71.

Alberto Riva (laurea nel 1870)È tra i primi ingegneri industriali del Politecnico insieme al carissimo amico Pirelli.

È il fondatore della Riva (Figura 1.38) insieme a Enrico Galimberti (1877) e Ugo Monneret di Villard (1904). A fine Ottocento contribuisce allo sviluppo del nascente mercato dell’energia elettrica e vende le sue turbine in tutto il mondo. Riva partecipa anche alla vita cittadina: è Consigliere Comunale, Direttore della sede milanese della Banca d’Italia ed è nominato Commendatore e Cavaliere del lavoro, proprio negli anni in cui a Milano si sviluppano e diffondono luce, trasporti, scuole e servizi sanitari.

■■ Figura 1.37 Appunti di viaggio di Gian Battista Pirelli (1870-71) - Biblioteca Capitolare del Duomo di Monza Figura 1.38 Brevetto di Alberto Riva (1893) - Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere, Milano

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Enrico Forlanini (laurea nel 1875)Conosciuto per il notevole contributo dato all’evoluzione del volo nell’età pionieristica, a lui si devono molte realizzazioni per la conquista del cielo. Significativi i suoi studi sull’elicottero, che hanno portato alla costruzione di un elicottero sperimentale a pale controrotanti, prima macchina più pesante dell’aria in grado di alzarsi da terra.

Giulio Prinetti (laurea nel 1872)Ricopre la carica di Ministro degli esteri e dei Lavori Pubblici, oltre a essere fondatore della casa automobilistica Prinetti & Stucchi (1875).

Angelo Bertini (laurea nel 1882)Diplomatosi al Regio Istituto Tecnico Superiore di Milano, Bertini diviene il braccio destro di Giuseppe Colombo, fondatore della Edison – azienda della quale Bertini diventa direttore generale – durante la costruzione del primo grande impianto europeo di distribuzione dell’illuminazione elettrica. In seguito, coordina anche i lavori della centrale idroelettrica di Paderno d’Adda, anche questa una tappa fondamentale della storia dell’industria elettrica italiana.

Guido Sagramoso (laurea nel 1895)L’attività lavorativa al fianco di Ernesto Breda presso la sua azienda comincia presto, riuscendo a distinguersi per le

■■ Figura 1.39 Guido Sagramoso con un aereo Breda 51 (Dal catalogo della mostra commemorativa del 125° anniversario dalla fondazione del Politecnico)

■■ Figura 1.40 La “San Giusto”, vettura fortemente innovativa progettata da Guido Ucelli: motore raffreddato ad aria, telaio a trave centrale, quattro ruote indipendenti (Archivio Umberto Uccelli, Milano)

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notevoli capacità non solo ingegneristiche ma anche amministrative. Dopo la morte di Ernesto Breda, nel 1918, il figlio affida a Sagramoso la guida della società, nominandolo Amministratore Delegato il 6 novembre 1918. Nel corso della sua carriera professionale è inoltre nominato Presidente delle Industrie meccaniche e aeronautiche meridionali, della S.A.E.R. – Elettrica nazionale e della Società commerciale siderurgica Milanese. Tali meriti nell’attività industriale italiana gli valgono, il 9 agosto 1939, la nomina a Senatore del Regno. La Figura 1.39 ritrae Sagramoso accanto ad un aereo Breda 51.

Riccardo Giuseppe Badoni (laurea nel 1907)Industriale, nato a Lecco il 24 novembre 1882, morto nella stessa città il 21 luglio 1974. Si laurea nel 1907 e l’anno dopo

entra nella società “Antonio Badoni e C.” come gerente responsabile; nel 1922 diviene Amministratore Delegato e Direttore Generale della ditta stessa che assume la ragione di Società per azioni “Antonio Badoni’’. Nel 1947 promuove la costituzione dell’ACAI (Associazione fra i Costruttori d’Acciaio Italiani) della quale diventa Presidente. È nominato Cavaliere dell’Ordine dei SS. Maurizio e Lazzaro, Grand’ufficiale della Corona d’Italia e Cavaliere del Lavoro.

Guido Ucelli (laurea nel 1909)Dirigente della Riva, promotore del “Museo nazionale della Scienza e della Tecnica”, ora “Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia”, progettista di un’autovettura fortemente innovativa (Figura 1.40) ed artefice del recupero delle navi romane dal Lago di Nemi.

Mario Castoldi (laurea nel 1913)Allo scoppio della Prima Guerra Mondiale entra come sottotenente di complemento nei servizi tecnici dell’aeronautica e, subito dopo, alla direzione tecnica dell’aviazione militare a Torino. Nel settembre 1922 Castoldi diventa progettista presso la Società anonima Nieuport Macchi (divenuta in seguito Aeronautica Macchi S.p.A.) di Varese, della quale sarà Direttore Tecnico fino alla fine della Seconda Guerra Mondiale (1945). Tra le altre cose, è ricordato anche per essere progettista di molti aerei (Figura 1.41).

Adele Racheli (laurea nel 1920) Adele Racheli, affascinata dalla Meccanica, è la prima donna a varcare la soglia del Politecnico di Milano grazie a una passione nata per la riparazione delle biciclette che, a quei tempi, come lei stessa dichiara, si rompevano sempre. Entrata come semplice impiegata in un ufficio brevetti, diventa titolare di uno dei più prestigiosi studi milanesi.

Agostino Rocca (laurea nel 1921)Nel 1923 entra alla Dalmine, controllata dalla Banca commerciale italiana, come ingegnere tirocinante, divenendo successivamente direttore dei laminatoi e consulente per l’organizzazione interna, gli impianti, i programmi tecnico-industriali e i contatti con l’estero. Nel 1933 è Consigliere d’amministrazione in rappresentanza del controllante Iri. Due anni dopo diviene Vice-Presidente con funzioni di amministratore delegato. Mantiene la carica fino al 1944. Lascia l’Italia alla volta dell’America Latina nel febbraio del 1946, dopo aver fondato, qualche mese prima, la Compagnia Tecnica

Internazionale – Techint. Dalla metà degli anni Cinquanta, in Argentina, lavora al progetto per realizzare a Ensenada, a sud di Buenos Aires, un impianto a ciclo integrale che alimenta i laminatoi per prodotti piani dell’impresa statale Somisa.

Alfredo D’Arbela (laurea nel 1923)Oltre ad essere un alto dirigente delle Ferrovie dello Stato, è il creatore del “separatore D’Arbela”, un dispositivo elettromeccanico progettato e costruito per interrompere il circuito elettrico ad alta tensione delle locomotive elettriche italiane a corrente continua tra il pantografo e il circuito elettrico di bordo.

Egidio e Pio Gavazzi (laurea nel 1869), fondatori della “Egidio e Pio Gavazzi”, prima tessitura di seta.

Davide Bernasconi (laurea nel 1872), fondatore della “Tessitura Bernasconi”, con molti stabilimenti nel Comasco.

Giuseppe Ponzio (laurea nel 1875), progettista e dirigente di molti impianti industriali.

Egidio Garuffa (laurea nel 1879), dirigente e consulente di numerose aziende.

Emilio Magatti (laurea nel 1883), dirigente e consulente di numerose aziende.

Celeste Malavasi (laurea nel 1883), iniziatore del “Vademecum per l’ingegnere costruttore meccanico”.

Francesco Minorini (laurea nel 1889), dirigente ATM ed autore di numerosi studi sui trasporti.

Evaristo Stefini (laurea nel 1892), dirigente di molte aziende meccaniche.

■■ Figura 1.41 Alcuni aerei progettati da Mario Castoldi (Dal catalogo della mostra commemorativa del 125° anniversario dalla fondazione del Politecnico)

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2 Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine (1951-1981)

Gino Turrinelli (laurea nel 1897), imprenditore nel campo dei veicoli elettrici e progettista egli stesso (Figura 1.42).

Ottorino Pomini (laurea nel 1904), innovatore nell’Azienda omonima.

Ugo Monneret di Villard (laurea nel 1904), tra i fondatori della Riva.

Giovanni De Renzio (laurea nel 1913), attivo in campo navale.

Guglielmo Del Guerra (laurea nel 1919), attivo in campo ferroviario.

Mario Soldini (laurea nel 1919), dirigente Tecnomasio Italiano Brown Boveri.

2.1 Cronologia ed evoluzione delle strutture

Nel 1951 nasce l’Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine dalla fusione dei tre Istituti di allora, quello di Meccanica Applicata alle Macchine, quello di Costruzione delle Macchine e quello di Disegno di Macchine.

In Figura 2.1 è riprodotto lo stralcio del verbale del Consiglio di Amministrazione del Politecnico (30.10.1951), contenente la delibera della fusione degli Istituti finalizzata alla costituzione del grande Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine.La Figura 2.2 mostra una visione aerea risalente ai primi anni Sessanta del Politecnico di Piazza Leonardo da Vinci che comprende la sede dell’Istituto e del Laboratorio di Meccanica e Costruzione delle Macchine.Tali Istituti, confluendo nel più grande, ne divengono Sezioni. Ad esse, successivamente, se ne aggiungono altre. Da questa unione e dall’arricchimento scientifico e culturale che ne consegue deriva una più proficua collaborazione tra docenti e un migliore utilizzo dei laboratori e delle

■■ Figura 1.42 Veicolo militare di progettazione Turrinelli (1915) - Archivio Storico Ansaldo, Genova

■■ Figura 2.1 Copia del verbale del Consiglio di Amministrazione del Politecnico (30.10.1951)

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apparecchiature con un notevole vantaggio per l’insegnamento e la ricerca scientifica. Inoltre, dal secondo dopoguerra si assiste all’applicazione di metodi e mezzi di tipo elettronico nella misura di grandezze meccaniche, che permette una ripresa e un affinamento della sperimentazione. Si ricorda, a titolo di esempio, l’avvento degli estensimetri elettrici a resistenza e delle apparecchiature ad essi connesse. Si tratta di una vera e propria apertura verso nuovi orizzonti, così come, in seguito, si verificherà con la comparsa degli elaboratori elettronici digitali.Nello stesso periodo, vengono realizzati alcuni nuovi laboratori, attrezzati con apparecchiature adeguate e molto moderne

per l’epoca. Ad esempio, Ottorino Sesini realizza un laboratorio particolarmente attrezzato per lo studio delle vibrazioni meccaniche grazie a un piastrone di ancoraggio in ghisa corredato da due vibrodine a masse controrotanti, progettate ad hoc, e azionate da un gruppo Ward-Leonard. Il laboratorio dispone anche di una centralina Hathaway a 12 canali e di un registratore ottico a galvanometri, anch’esso a 12 canali. Ciò permette l’utilizzo di estensimetri a resistenza elettrica e di trasduttori di vario genere (vibrometri, sismografi, accelerometri).Tra le strutture di rilievo si annovera anche un laboratorio realizzato da Italo Bertolini, attrezzato con una gru a ponte da

5 tonnellate e una pressa da 50 tonnellate, appositamente progettata per ricerche sperimentali su vari componenti meccanici. A partire dalla sua costituzione, Ottorino Sesini, ordinario di Meccanica Applicata alle Macchine, è a capo dell’Istituto, e ne tiene la direzione fino al 1961-62, anno in cui andrà fuori ruolo. Uno degli interessi suscitati da Ottorino Sesini è lo studio di fenomeni e problemi meccanici collegati con i processi e le macchine impiegate nell’industria tessile. Va ricordato che nel secondo dopoguerra tale settore subisce, a fasi alterne, una profonda trasformazione, sia per l’avvento e lo sviluppo delle fibre artificiali, sia per il progressivo abbandono della produzione di massa ma a scarso contenuto tecnologico – divenuto ormai appannaggio di Paesi a economia emergente – in favore di una produzione più sofisticata. Pertanto l’industria meccanotessile deve adeguarsi alle nuove esigenze, rivolgendosi alla produzione di macchine e impianti a tecnologia più all’avanguardia. Alla fine del mandato di Ottorino Sesini, la direzione dell’Istituto è assunta da Italo Bertolini.Nel 1963 le Sezioni diventano cinque: Meccanica delle Macchine, Costruzione delle Macchine, Disegno di Macchine, Disegno Industriale II (Macchine) e Meccanica Agraria. Quest’ultima uscirà dall’Istituto nel 1973.Alle cinque Sezioni sopracitate, negli anni successivi se ne aggiungono altre quattro. La prima ad aggiungersi è quella di Tecnologie e Impianti Industriali – nata come Istituto autonomo – nel 1964. Su alcuni documenti della seconda metà degli anni Sessanta, la sua denominazione è “Sezione di Tecnologie ed Impianti Meccanici”.

Nel 1967 anche la Sezione di Costruzioni Automobilistiche, dopo varie vicissitudini, entra a far parte dell’Istituto. L’insegnamento, allora denominato “Motori alternativi a combustione interna e costruzioni automobilistiche”, nasce alla fine degli anni Quaranta nell’ambito della Cattedra di Costruzione di Macchine II. Nel 1956 cade l’aggettivo “alternativi” e la denominazione dell’insegnamento diviene “Motori a combustione interna e Costruzioni automobilistiche”, collegato ad una Sezione omonima dell’Istituto di Fisica Tecnica e Macchine.La Sezione di Ergotecnica, invece, si aggiunge nel 1979.L’ultima Sezione a entrare nell’Istituto è quella di Metallurgia (1988) proveniente dall’allora Istituto di “Chimica-Fisica, Elettrochimica, Metallurgia”, “portando in dote” il Fondo Falck, che era stato istituito nel 1962 con apposito atto notarile e che ancora oggi dispone di un notevole patrimonio.L’ampliamento del numero di Sezioni va di pari passo con un’evoluzione delle risorse umane e materiali, indispensabile per uno sviluppo moderno delle scienze tecniche in ambito meccanico che, per loro natura, richiedono ampia disponibilità di uomini e mezzi oltre che di spazi, soprattutto per la parte delle ricerche sperimentali. A ciò si aggiunge anche, in seguito al numero sempre crescente di studenti, una forte esigenza di investimenti nell’attività didattica.Nel 1965, la nuova sede in via Bonardi (Figura 2.3) permette di raggiungere in misura sufficiente – sempre in rapporto alle esigenze dell’epoca – le esigenze richieste e gli obiettivi prefissati. Data la sua forma, che ricorda vagamente lo scafo di una nave,

■■ Figura 2.2 Visione aerea dei primi anni Sessanta, della sede di Piazza Leonardo da Vinci del Politecnico

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l’edificio inizia a essere denominato prima confidenzialmente dagli studenti e, in seguito, anche nei documenti ufficiali “La Nave”. Nel 1981, la continua evoluzione dell’Istituto ne modifica la formazione. Le Sezioni diventano nove: Meccanica delle Macchine, Costruzione di Macchine, Tecnologie ed Impianti Industriali (con l’Officina didattica “F. Mauro” annessa), Disegno di Macchine, Costruzioni Automobilistiche, Gabinetto di Ergotecnica, Centro di Cinematografia Scientifica. Quest’ultimo, fondato nel

1949 con la denominazione di “Centro tecnico-scientifico di cinematografia”, dopo essere divenuto “Istituto di Cinematografia Scientifica” nel 1951 anche in seguito alla direzione da parte di Ottorino Sesini, entra nell’orbita dell’Istituto di Meccanica e Costruzione di Macchine e nel 1973 ne diviene una Sezione. Negli anni Novanta, poi, assume la denominazione di “Centro di Cinematografia Scientifica e Comunicazione Visiva” (CSCV), per poi chiudere nel 2003.

2.2 Direttori In questo capitolo sono elencati i Direttori dell’Istituto, con le date di inizio e fine del loro mandato e con alcune informazioni relative al loro operato.

Ottorino Sesini (1951-1961)

Ottorino Sesini, docente di Meccanica Applicata alle Macchine, svolge un’ampia attività di ricerca sulle sollecitazioni e deformazioni di solidi elastici e di strutture iperstatiche, sull’equilibrio elastico e sollecitazioni dinamiche di strutture, sulle oscillazioni torsionali di alberi di trasmissione, sull’avvolgimento di fili, sulla coppia vite senza fine-ruota elicoidale. Inoltre, collabora con il collega e amico Italo Bertolini nella costituzione dell’Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine. Contestualmente, Sesini realizza anche il Laboratorio di Meccanica Industriale ed è l’iniziatore del Centro Tecnico-Scientifico di Cinematografia.Fra le varie attività scientifiche e culturali

si annoverano quella di Presidente dell’ANIPLA (Associazione Nazionale Italiana per l’Automazione), di Vicepresidente dell’AMI (Associazione Meccanica Italiana), di Membro del Consiglio Direttivo dell’Istituto Dinamometrico Italiano del CNR e di Membro effettivo dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere.

Italo Bertolini (1961-1969)

Italo Bertolini, docente di Costruzione di Macchine e promotore del corso di Costruzione di macchine II, svolge un’ampia e articolata attività di ricerca nel campo della resistenza dei materiali e del loro comportamento a fatica, delle macchine di sollevamento e trasporto, delle funi e delle strutture in acciaio.In campo tecnico-scientifico e culturale Italo Bertolini ricopre la carica di Presidente delle Commissione per le funicolari aeree e terrestri del Ministero dei Trasporti e dell’Aviazione Civile, di componente della Commissione Centrale Tecnica dell’UNI

■■ Figura 2.3 L’edificio “La Nave” di via Bonardi, sede dal 1965 ai primi anni Novanta del Dipartimento di Meccanica

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(Ente Nazionale Italiano di Unificazione), di componente dell’UNIFER (Ente di Unificazione in campo ferroviario), di componente dell’UNSIDER (Ente di Unificazione dei prodotti siderurgici).Bertolini, inoltre, è Membro effettivo dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere.

Antongiulio Dornig (1969-1972; 1978-1984)

Titolare del corso di Costruzione di Macchine, Antongiulio Dornig, svolge un’intensa attività di ricerca nel campo degli organi di macchine, della cinematica, della dinamica, dei collegamenti forzati, degli ammortizzatori di vibrazioni, dei transitori di avviamento degli oscillatori, delle singolarità di funzionamento delle trasmissioni meccaniche. Inoltre, è organizzatore dell’Officina didattica, sviluppatore del settore dell’impiantistica industriale, Consigliere di Amministrazione

del Politecnico e Membro della Commissione di Ateneo per la sperimentazione.Inoltre, Antongiulio Dornig svolge un ruolo particolarmente attivo nella strutturazione dei piani di studio dei due livelli di laurea e dello Statuto del Politecnico.Dornig, poi, è Membro effettivo dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere.

Giovanni Bianchi (1972-1976)

Giovanni Bianchi è docente di Meccanica applicata alle macchine. L’attività principale della sua ricerca verte sul comportamento elasto-plastico dei metalli, sui fenomeni della propagazione di onde d’urto nei metalli, sulla teoria dei meccanismi e sulla teoria delle vibrazioni meccaniche.Giovanni Bianchi svolge anche un’ampia attività tecnico-scientifica e culturale: è Presidente dell’IFToMM (International Federation of the Theory of Machines and Mechanisms), Segretario Generale del CISM (Centro Internazionale di Scienze Meccaniche), Presidente dell’AIMETA (Associazione Italiana di Meccanica Teorica

ed Applicata), Membro straniero della Società di Meccanica Teorica ed Applicata di Polonia, Membro dell’Assemblea Generale IUTAM (International Union of Theoretical and Applied Mechanics) e Membro effettivo dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere.

Emilio Massa (1976-1978)

Emilio Massa è docente di Meccanica applicata alle Macchine e svolge attività di ricerca negli ambiti degli organi delle macchine, della dinamica delle macchine, delle vibrazioni meccaniche e fluidodinamiche, dello smorzamento delle vibrazioni, della stabilità del moto, della dinamica del veicolo, dell’engineering education. Inoltre, ricopre la carica di Preside della Facoltà di Ingegneria dal 1980 al 1987 e di Rettore del Politecnico dal 1987 al 1994. È poi uno dei principali promotori del decentramento del Politecnico a Milano e in Lombardia, e della conseguente nascita delle nuove sedi di Bovisa, Como, Lecco, Cremona, Mantova e Piacenza. Sotto il suo

rettorato, nascono nuove lauree e i diplomi universitari. Nel campo dell’attività tecnico-scientifica, Emilio Massa è Membro effettivo dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere e Socio dell’AIMETA (Associazione Italiana di Meccanica Teorica ed Applicata).

2.3 Didattica Subito dopo la fine della guerra, i tempi sono maturi per una riorganizzazione della didattica e l’Istituto di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine si trova anch’esso impegnato in tale compito. Già nell’anno accademico 1947-48 i Corsi di Ingegneria industriale e di Ingegneria civile iniziano a differenziarsi e, a partire dal quinto anno di corso, prevedono un certo numero di insegnamenti fra i quali l’allievo può scegliere quelli da seguire.A titolo di esempio, la Figura 2.4 e la Figura 2.5 mostrano rispettivamente la copertina e la prima pagina della prova di stampa di un’opera di Italo Bertolini.I Corsi erogati dall’Istituto si occupano in particolar modo della formazione degli Ingegneri meccanici, tuttavia, contribuiscono anche alla preparazione in tale ambito degli ingegneri delle altre Scuole di Ingegneria.Nel 1960, con il nuovo ordinamento, si inaugura una maggiore differenziazione fra i corsi di laurea; le materie cominciano ad essere diversificate per contenuto in base al Corso di laurea di appartenenza. Quello che fino ad allora era il corso di Ingegneria industriale meccanica diviene il corso di laurea in Ingegneria meccanica che, a sua volta, conta cinque indirizzi: Costruzione

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di Macchine, Termotecnico, Trasporti, Tecnologico, Impianti.Nella Figura 2.6 e nella Figura 2.7 sono raffigurati due esempi di elaborati progettuali degli anni Cinquanta che denotano una grande capacità sia di proporzionamento, sia di rappresentazione da parte dell’allievo.Alla fine degli anni Sessanta, l’Istituto – come tutte le istituzioni dell’Ateneo e anche gli altri atenei – si ritrova coinvolto in una serie di eventi di notevole impatto sull’attività didattica: le contestazioni del 1968. Le manifestazioni studentesche, che si protraggono per diversi anni, portano alla liberalizzazione degli studi. Grazie

a tale svolta ne consegue un notevole aumento del numero di matricole e una grande eterogeneità della formazione. Ciò comporta la messa a punto di tutta una serie di accorgimenti organizzativi – quali ad esempio l’aumento del numero di sezioni e di docenti – e didattici, tra cui l’individualizzazione dell’insegnamento e delle esercitazioni. A partire dai primi anni Settanta, inoltre, un notevole impatto sulla didattica a livello tecnico è rappresentato dall’avvento del calcolatore che arriva a rivoluzionare progressivamente l’insegnamento. Gli allievi si trovano a doverne apprendere l’utilizzo nei

■■ Figura 2.4 Copertina della “prova di stampa” di un’opera di Italo Bertolini

■■ Figura 2.5 Prima pagine della “prova di stampa” di un’opera di Italo Bertolini

■■ Figura 2.6 Elaborato progettuale relativo a componenti automobilistici (anni Cinquanta)

■■ Figura 2.7 Elaborato (fine anni Sessanta) relativo al calcolo di una struttura imbollonata

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vari campi di attività didattica, dal disegno al calcolo e alla scrittura. Contestualmente all’evoluzione tecnologica, la didattica si avvale ancora notevolmente dell’esame di pezzi meccanici reali, eventualmente “preparati”, e del rilievo dal vero. La Figura 2.8 mostra due stantuffi sezionati risalenti alla fine degli anni Sessanta.

La Figura 2.9 mostra alcune bielle per motore a combustione interna degli anni Cinquanta appartenenti a un pannello che ha lo scopo di evidenziare le varie soluzioni del centraggio del cappello sulla testa e cioè, da sinistra verso destra:• Sulle superfici di frattura fragile;• Sulle viti di collegamento;• Su due gradini;• Su una serie di dentelli.

Nel corso degli anni sono state sviluppate tecniche di formazione “personalizzata”, dapprima in forma cartacea e in seguito

mediante il calcolatore: in tal caso si ottiene da un lato l’automatizzazione della parte nozionistica dell’insegnamento, dall’altro si consente all’allievo di seguire il ritmo di apprendimento che gli è più confacente.La Figura 2.10 mostra lo schema di un programma di istruzione individualizzata sperimentata negli anni Settanta da alcuni docenti dell’Istituto. Nell’unità di istruzione UI(n) viene impartita all’allievo una certa informazioni: la bontà dell’apprendimento è verificata con il successivo test T(n). Se l’allievo dimostra di avere appreso correttamente, passa all’unità successiva UI(n+1), dove riceve un’ulteriore quantità di informazioni. In caso di risposta errata, invece, attraverso l’unità ausiliaria UIA(n) l’allievo riceve la stessa quantità di informazione in maniera più diluita. In caso di risposta positiva al successivo test TA(n), l’allievo viene inviato all’unità UI(n+1). Se

la risposta, invece, è negativa, si ipotizza che ciò sia dovuto a una disattenzione: dopo un richiamo motivazionale IA(n), l’allievo viene invitato a ripercorrere l’unità UI(n).Uno schema del genere si presta sia all’utilizzo cartaceo, sia a quello informatico e può essere considerato il predecessore di alcune delle forme di apprendimento personalizzate che nel tempo si sono evolute in tutti i Paesi.La Figura 2.11 mostra un esempio di unità di istruzione relativa al concetto “dimensione nominale” costituita da una parte informativa, in cui il concetto viene definito, da una parte applicativa, dove il concetto viene collegato a un esempio concreto e da una parte applicativa, in cui il concetto viene applicato a un semplice esercizio. Nei primi anni Ottanta, la didattica vede

l’utilizzo sempre più ampio del calcolatore. Inizialmente, durante le esercitazioni si svolgono applicazioni da parte di gruppi singoli di allievi, mentre, col passare del tempo, le applicazioni del calcolatore vedono un utilizzo sempre più diffuso tra tutti gli studenti.

■■ Figura 2.10 Schema di programma di istruzione individualizzata

■■ Figura 2.8 Stantuffi sezionati della fine degli anni Sessanta

■■ Figura 2.9 Bielle per motore a combustione interna degli anni Cinquanta

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2.4 RicercaL’attività di ricerca, dopo la fine del secondo conflitto mondiale, favorita anche dalle sinergie derivanti dalla costituzione dell’Istituto, si sviluppa in modo significativo. Gli artefici della rinascita sono, come è logico attendersi, Italo Bertolini e Ottorino Sesini. Anche grazie alla loro amicizia personale si rafforza una collaborazione sempre più stretta, arricchita oltretutto da frequenti contatti con studiosi di altre Università.

2.4.1 StrumentiLa Figura 2.12, la Figura 2.13 e la Figura 2.14 mostrano alcuni strumenti dei Laboratori dell’Istituto risalenti agli anni Cinquanta. Si tratta prevalentemente di strumenti di misura di grandezze meccaniche che trovano impiego sia nella ricerca, sia nelle esercitazioni didattiche sperimentali.La Figura 2.12 rappresenta un planimetro polare, costruito dalla Amsler, risalente agli anni Cinquanta. Si tratta di uno strumento per la misura di superfici piane, aventi anche un perimetro molto irregolare ed è costituito da due bracci rettilinei, uno dei quali è vincolato a una cerniera piana posta alla sua estremità, mentre l’altro è vincolato con una cerniera mobile, posizionata all’altra estremità.In Figura 2.13 è rappresentato un durometro fabbricato dalle Officine Galileo di Firenze e risalente al 1955. Si tratta di uno strumento in ottimo stato di conservazione, costituito da un’incastellatura metallica che contiene nella parte inferiore l’accessorio porta pezzi, su cui viene posta la parte della quale si vuole rilevare la durezza. Nella parte superiore, ■■ Figura 2.11 Esempio di unità di comunicazione relativa ad un’applicazione cartacea di istruzione

individualizzata ■■ Figura 2.13 Durometro (1955)

■■ Figura 2.12 Planimetro polare (anni Cinquanta)

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invece, troviamo il dispositivo di carico e di misura che può essere effettuata secondo i tre metodi fondamentali Brinell, Vickers e Rockwell.La Figura 2.14 mostra un microscopio da officina Ernst Leitz, risalente al 1959. Lo strumento, in ottime condizioni di conservazione, è costituito da una piattaforma portaoggetti traslabile secondo gli assi orizzontali. La parte ottica può essere posizionata mediante l’azionamento di un montante. Si tratta di uno strumento fondamentale per i controlli meccanici che può essere considerato un precursore dei moderni strumenti di controllo.

2.4.2 MacchineLe macchine relative a questo periodo possono essere ricondotte a due grandi categorie, le macchine utensili e quelle di prova. Fra le macchine utensili, la Figura 2.15 rappresenta un tornio parallelo Pasquino del

1952. Si tratta di una macchina in buone condizioni, caratterizzata da un notevole “incavo” che la rende particolarmente adatta alle lavorazioni di pezzi di grandi dimensioni, come, ad esempio, grandi flange. La Figura 2.16 mostra invece un tornio parallelo Grazioli S225 (1954) con le seguenti

■■ Figura 2.16 Tornio parallelo (1954): in alto la macchina, in basso il manuale di istruzioni■■ Figura 2.15 Tornio parallelo (1952): a sinistra la macchina, a destra la relativa offerta

■■ Figura 2.14 Microscopio da officina (1959)

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specifiche tecniche: • Distanza fra le punte 1000 mm;• Altezza punte 250 mm;• Diametro foro mandrino 45 mm;• Potenza 5 HP.La Figura 2.17 mostra una fresatrice Rambaudi modello VR2 del 1963, in buone condizioni di conservazione. Una caratteristica interessante di questa macchina è la possibilità di spostamento verticale della testa, che la trasforma facilmente in un trapano. Di seguito sono riportate alcune delle specifiche tecniche:• Attacco mandrino ISO 30

• Potenza motore mandrino 3,4 HP• Potenza motore avanzamento 0,7 HPLa Figura 2.18 mostra una rettificatrice idraulica Olivetti modello R 4-300 del 1954 – caratterizzata da un’elevatissima precisione di lavorazione – con le seguenti specifiche tecniche: • Lunghezza rettificabile 300 mm;• Altezza punte 130 mm;• Potenza motore testa porta pezzo 0,5 HP;• Potenza motore mola 3 HP.La Figura 2.19 mostra un tavolo vibrante Schenk PRV 420 del 1958. Un sistema eccentrico, attraverso leveraggi, induce nella

tavola vibrazioni orizzontali. La macchina appoggia su un basamento di calcestruzzo. L’utilizzo di questa macchina è orientato soprattutto alle prove di comportamento vibrazionale su componenti meccanici. Alcune delle specifiche tecniche sono riportate di seguito:• Gamma di frequenze 10-250 Hz;• Accelerazione massima 55 g;• Massa massima del provino 50 kg.

2.4.3 Temi di ricerca

Meccanica Applicata alle MacchineLe ricerche, negli anni Cinquanta e Sessanta, riguardano, in linea di massima, i seguenti temi:

• Vibrazioni meccaniche, in particolare: Metodi per la determinazione delle frequenze proprie delle vibrazioni e per la determinazione delle velocità critiche, assorbitori dinamici e altri mezzi per l’isolamento delle vibrazioni, vibrazioni non lineari e relativa stabilità, vibrazioni di piastre soggette a stati di coazione;

• Dinamica delle macchine, in particolare: Dinamica delle macchine a regime periodico, transitori di avviamento dei rotori con passaggio attraverso le velocità critiche, meccanica tessile;

• Propagazione delle onde d’urto in campo plastico, in particolare: progetto di apparecchiature per produrre e misurare onde d’urto e analisi del loro comportamento, comportamento dinamico di metalli oltre il limite di elasticità;

• Ingranaggi, in particolare: comportamento dinamico degli ingranaggi, tribologia degli ingranaggi.

Le figure da 2.20 a 2.24 rappresentano immagini d’epoca relative alle ricerche sopracitate.

■■ Figura 2.19 Tavolo vibrante (1958)

■■ Figura 2.18 Macchina rettificatrice

■■ Figura 2.17 Fresatrice (1963): a sinistra la macchina, a destra i certificati di collaudo e il libretto di istruzioni

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Costruzione delle MacchinePer quanto riguarda invece la Sezione di Costruzione delle Macchine, i temi fondamentali di ricerca perseguiti negli anni Cinquanta e Sessanta sono i seguenti:• Resistenza a fatica degli organi di

macchine;• Trasporti funiviari e loro elementi – in

particolare, funi;• Stato di sollecitazione in pulegge e ruote

dentate a razze;• Forzamento di mozzi su alberi e stato di

sollecitazione di alberi con calettati organi rotanti mediante forzamento;

• Transitori nei problemi di dinamica delle macchine;

• Indagini fotoelastiche sul comportamento di organi meccanici.

Le immagini da 2.25 a 2.29 documentano alcune delle ricerche sopraelencate.

■■ Figura 2.20 Esperienze sulla propagazione di onde d’urto in nastri di metallo in campo plastico: veduta generale dell’apparecchiatura di prova

■■ Figura 2.23 Strumento per la misura della potenza istantanea trasmessa da una puleggia, composta da torsiometro e dinamo tachimetrica alimentatrice

■■ Figura 2.24 Esperienze per la determinazione delle caratteristiche dinamiche di assorbitori di vibrazioni per conduttori di linee elettriche

■■ Figura 2.27 Calcolatore analogico diretto per l’analisi statica e dinamica di sistemi elastici unidimensionali

■■ Figura 2.26 Dispositivo per ricerche sullo stato di sollecitazione in mozzi forzati a caldo su alberi assoggettati a flessione rotante

■■ Figura 2.25 Macchina universale della portata di 50t per prove statiche su strutture e organi meccanici

■■ Figura 2.22 Esperienze sulla stabilità delle vibrazioni forzate di sistemi a due gradi di libertà con accoppiamento elastico non lineare: modello del sistema vibrante e strumentazione di misura

■■ Figura 2.21 Esperienze sulla propagazione di onde d’urto in nastri di metallo in campo plastico: apparecchiatura per generare l’onda d’urto e strumentazione di misura e registrazione

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Disegno di MacchineLe Sezioni “Disegno di Macchine” e “Disegno Industriale II (Macchine)”, alle quali fanno capo i vari insegnamenti di disegno, svolgono prevalentemente un’attività didattica e negli anni Cinquanta si occupano solo marginalmente di ricerca nel campo del disegno. Alla fine degli anni Sessanta, iniziano a occuparsi di grafica computerizzata – allora denominata “disegno automatico” – realizzando i primi programmi di disegno di organi meccanici con il supporto delle schede perforate.Nel 1971 viene acquisito dalla Sezione un plotter Benson, costituito da un lettore di nastri mod. 411 e da una tavola piana formato A0 (mod. 220), per il quale viene realizzata la libreria software di base per un uso applicativo e con il quale sono svolte numerose applicazioni dando il via ad attività di ricerca nel settore – innovativo per i tempi – del CAD meccanico. La Figura 2.30 mostra la copertina del manuale d’istruzioni del plotter, realizzata presso la Sezione.Questa linea di ricerca porterà alla realizzazione dei primi modellatori geometrici, di superfici e di solidi, sviluppati nell’ambito del Progetto Finalizzato Informatica del CNR dal 1979 al 1983, nonché del progetto CADME in

collaborazione con le maggiori industrie nazionali (Aermacchi, Agusta, Alfa Romeo, CESI, C.R.Fiat, DEA, Olivetti, Selenia, Systems and Management) con l’Università della Calabria, l’Università di Bologna e l’Istituto di Matematica Applicata del

CNR. La Figura 2.31 mostra il modulo di modellazione di superfici di Bèzier del sistema CADME.

Tecnologie ed Impianti IndustrialiPer quanto riguarda l’Istituto di Tecnologie e Impianti Industriali, al momento del suo ingresso (1964) come Sezione omonima nell’Istituto di Meccanica e Costruzione delle Macchine, il lavoro si concentra sull’analisi di temi di ricerca relativi alla truciolabilità dell’acciaio nei suoi vari aspetti: geometria dell’utensile, sforzo di taglio, capacità dell’utensile a tagliare, temperatura del filo tagliente, precisione di lavorazione, nuovi materiali, capacità refrigerante e lubrificante dei fluidi da taglio. Non mancano altresì studi sulla rigidità statica delle macchine utensili. La Figura 2.32, Figura 2.33 e la Figura 2.34 documentano alcune fasi di tali ricerche.

■■ Figura 2.33 Misura delle componenti dello sforzo di taglio in una lavorazione di tornitura

■■ Figura 2.32 Misura della temperatura nel punto di contatto utensile-truciolo in una lavorazione di tornitura usando due utensili

■■ Figura 2.31 Modulo di modellazione di superfici di Bèzier del sistema CADME

■■ Figura 2.30 Manuale di istruzione del plotter Benson, realizzato nel 1971 presso la Sezione “Disegno di Macchine”

■■ Figura 2.29 Dispositivo di prova per ricerche sulla resistenza a fatica di elementi saldati

■■ Figura 2.28 Apparecchiatura per ricerche sperimentali sul comportamento di sistemi oscillanti smorzanti, soggetti ad eccitazioni inerziali in regime transitorio

■■ Figura 2.34 Misura della rigidità statica di un tornio parallelo

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3 Dipartimento di Meccanica

2.5 Alcune immagini sulla vita dell’IstitutoDi particolare interesse è senz’altro la documentazione della vita lavorativa nei Laboratori del Dipartimento. La Figura

2.35 mostra un’immagine del Laboratorio di Costruzione di Macchine alla fine degli anni Sessanta: in piedi a sinistra troviamo Marzio Falco mentre al centro Aldo Mondina, iniziatore degli studi di fotoelasticimetria; al centro, in primo piano, Paolo Clerici. La Figura 2.36, invece, risalente ai primi anni Settanta raffigura partendo da destra, Aldo Mondina, Paolo Clerici, Michele Sangirardi in un altro scorcio del Laboratorio.La Figura 2.37 mostra un documento relativo a una ricerca effettuata nel corso degli anni Sessanta.La Figura 2.38 documenta la partecipazione al Congresso di Ingegneria automotoristica FISITA di Barcellona (1968) della delegazione dell’Istituto.

3.1 Cronologia ed evoluzione delle strutture Nel 1981, in seguito all’istituzione dei Dipartimenti, nasce anche il Dipartimento di Meccanica. Nella Figura 3.1 è riportata la lettera – firmata dall’allora Direttore Giovanni Bianchi – di accompagnamento alla proposta di istituzione di un Dipartimento di Meccanica, presentata dai docenti dell’Istituto e risalente al 30 aprile 1981.In origine le Sezioni del Dipartimento e i relativi campi d’interesse scientifico e didattico sono otto.

Costruzioni Meccaniche e Resistenza dei Materiali si occupa, in particolare, dell’analisi delle sollecitazioni, del dimensionamento degli organi di macchine, della resistenza dei materiali, dei metodi numerici di calcolo e della sperimentazione sui componenti delle macchine.

Ergotecnica Industriale si interessa agli aspetti legati all’ingegneria della produzione, in particolare impiantistici, ergonomici e logistici, connessi alla progettazione e gestione dei sistemi di produzione.

Meccanica degli Azionamenti è interessata soprattutto alla cinematica dei meccanismi, agli studi teorici e alla ricerca sperimentale nel campo dei sistemi e delle apparecchiature di azionamento e, in campo biomeccanico, a studi sull’articolazione del ginocchio e sulla protesi d’anca.

Meccanica dei Sistemi prende in esame in particolar modo lo studio del comportamento dinamico e vibrazionale dei sistemi meccanici e delle macchine e lo studio della meccanica dei robot.

Misure e Tecniche Sperimentali si occupa delle misure e dei rilievi sperimentali con particolare riguardo alla metrologia meccanica e termica e all’impiego dei metodi ottici (fotoelasticimetria ed olografia) e di

■■ Figura 2.38 Congresso FISITA, di Ingegneria automotoristica, di Barcellona (1968): l’arrivo della delegazione dell’Istituto: da destra Giorgio Diana, Carlo Doniselli, Edoardo Rovida

■■ Figura 2.37 Contratto di ricerca (1966) firmato da Antonio Fessia

■■ Figura 2.36 Un altro scorcio dei Laboratori dell’Istituto: da destra, Aldo Mondina, Paolo Clerici, Michele Sangirardi

■■ Figura 2.35 Uno scorcio dei Laboratori dell’Istituto alla fine degli anni Sessanta: in piedi a sinistra, Marzio Falco e al centro Aldo Mondina, iniziatore degli studi di fotoelasticimetria; al centro, in primo piano, Paolo Clerici

■■ Figura 3.1 Lettera di accompagnamento alla proposta di istituzione di un Dipartimento di Meccanica, presentata dai docenti dell’Istituto (1981)

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metodologie di controllo non distruttivo.Progetto e Disegno delle Macchine si occupa della progettazione sistematica di strutture e sistemi meccanici, di studi teorici e rilievi sperimentali sugli spettri di carico e sull’affidabilità delle macchine, della metodologia di progettazione di elementi di macchine, della grafica computerizzata e dei primi studi sulla storia del disegno.

Tecnologie, Impianti e Produzione si occupa di processi e sistemi produttivi di tipo manifatturiero, con particolare riferimento agli aspetti tecnologici delle lavorazioni meccaniche e agli aspetti impiantistici e gestionali dei sistemi di produzione, con attenzione particolare ai sistemi flessibili di produzione.

Veicoli Terrestri è interessata allo studio del veicolo come sistema ed ai relativi componenti, con particolare riferimento al motore, alla trasmissione e alle sospensioni. Oggetto di interesse sono anche i veicoli ferroviari e le macchine agricole.

Nella seconda metà degli anni Ottanta, i

Laboratori del Dipartimento occupano una superficie di 2.700 m2 e comprendono un capannone di 700 m2 con carroponte da 5 tonnellate. Inoltre, sono dotati di una cella termostatica per misure di precisione e di ambienti a temperatura controllata per prove di creep.L’Attrezzeria dispone di macchine utensili (torni, fresatrici, trapanatrici) per la preparazione delle apparecchiature di prova.I Laboratori sono corredati da un’ampia gamma di strumenti per la misura di numerose grandezze meccaniche tra cui sollecitazione, vibrazione, tensione attraverso tecniche di fotoelasticità e interferometriche. Inoltre, sono dotati di strumentazioni che permettono di studiare le caratteristiche statiche e a fatica dei materiali, delle prove su modelli e su grandi strutture e, infine, del controllo delle specifiche degli ambienti di lavoro. Dei Laboratori fanno parte anche numerose macchine di prova, universali e specifiche nel campo della sperimentazione meccanica.La Tabella 3.1 indica l’elenco della strumentazione metrologica, la Tabella 3.2

Tabella 3.2 Strumentazione

Tabella 3.1 Metrologia

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quello della strumentazione generale e la Tabella 3.3 riporta le macchine di prova.La Figura 3.2 rappresenta un motore a combustione interna a rapporto di compressione fisso con struttura modulare predisposto per il funzionamento ad

accensione comandata o per compressione e per installazione di diversi tipi di teste e dimensione di cilindri. Le Figure da 3.3 a 3.13, invece, mostrano particolari, apparecchiature e strumentazioni dei Laboratori.

■■ Figura 3.7 Apparecchiatura Schenk Hydropuls per prove di trazione, compressione, statiche e di fatica con forza massima 250 kN, corsa massima +/-125 mm, frequenza massima 200 Hz

■■ Figura 3.6 Pressa idraulica Controls da 5.000 kN utilizzata sia per prove di compressione, sia per prove di estrusione a freddo

■■ Figura 3.5 Apparecchiatura Spectra Physics laser da 7 mW per laboratorio

■■ Figura 3.4 Strumento Talyrond 2000 per il controllo della rotondità, della cilindricità e della concentricità di pezzi assialsimmetrici

■■ Figura 3.3 Rugosimetro Perthometer S6P per la misura di tutti i parametri di rugosità delle superfici

■■ Figura 3.2 Motore a combustione interna monocilindrico sperimentale

Tabella 3.3 Macchine di prova

I Laboratori sono completati dall’Officina F. Mauro (Figura 3.14), così intitolata perché numerose attrezzature sono state acquisite con i contributi del Fondo Mauro. Si trova in un edificio adiacente al Dipartimento, su un’area di 530 m2 interamente coperti e con gru a ponte da 5t. Tra i compiti dell’Officina ricordiamo lo svolgimento di un’attività dimostrativa in assistenza alla didattica per corsi svolti sia dal Dipartimento di Meccanica, sia da altri Dipartimenti; il supporto a ricerche nel campo delle macchine utensili e l’esecuzione di lavorazioni meccaniche nell’ambito

di ricerche o di prestazioni per terzi del Dipartimento.Alla fine degli anni Ottanta il Dipartimento dispone dei seguenti mezzi di calcolo:• Due Digital Microvax II dotati delle usuali

periferiche;

■■ Figura 3.8 Macchina Schenk Trebel, atta alla determinazione del limite di fatica assiale a basso numero di cicli di materiali metallici

■■ Figura 3.9 Rotor kit utilizzato a scopi didattici e per le ricerche sull’instabilità da film d’olio

■■ Figura 3.10 Tavolo vibrante elettrodinamico Ling da 6 kVA (frequenza da 5 a 5.000 Hz) utilizzato per prove di vibrazioni e per ricerche in tale ambito

■■ Figura 3.13 Eccitatori idraulici Servotest con centralina di potenza utilizzata per l’analisi modale di strutture e per la resistenza a fatica di sistemi vibranti (corsa +/- 25,4 mm, forza massima 5.000 N, frequenza massima 250 Hz)

■■ Figura 3.12 Macchina Satec per prove di scorrimento a trazione ad alta temperatura; forza massima 50 kN, temperatura fino a 900°C

■■ Figura 3.11 Macchina di prova Italsigma 2 TM831: momento flettente massimo 35 Nm, velocità di rotazione da 30 a 7.000 giri/min, adatta a provini di lunghezza da 40 a 200 mm, predisposta per l’applicazione di celle per prove di corrosione e fatica

■■ Figura 3.14 Vista d’insieme dell’Officina Didattica “F. Mauro”

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• Plotter Calcomp formato A0;• Sei VAX Station 2000;• VAX 3600 con funzioni di server;• Numerosi PC IBM e IBM compatibili (XT,

AT, PS/2), Apple (2E, Macintosh); Hewlett Packard;

• Per quanto riguarda i software, si utilizzano word processor, data-base e fogli elettronico, CAD, packages matematici, oltre a codici ad elementi finiti SAP, SAP 80, SAP 86, SUPERSAP, ABAQUS.

Per l’acquisizione e l’elaborazione di dati dinamici, è utilizzato un sistema integrato hardware-software su PC-compatibile (8 canali, 50 Hz);Per la didattica informatizzata è stata poi attrezzata un’aula, collegata alla rete di calcolo del Dipartimento, per le esercitazioni dei corsi applicativi: dispone di quattro (delle sei sopracitate) VAX Station e di otto PC e

funzionerà da polo distaccato del Progetto Prometeus, progetto di informatizzazione dell’Ateneo.Inoltre, per convenzioni o per donazioni da parte dei produttori, nei locali del Dipartimento sono installati e utilizzati a scopo di ricerca, i seguenti sistemi di calcolo;• Due sistemi IBM 5080 (calcolatore 6150

e stazione grafica 5085) con plotter e stampante laser, dotati di software CAEDS e CATIA, nell’ambito di un contratto di studio con IBM, per lo sviluppo di CAD, CAM, CAE e CAPP;

• Analogo sistema, sempre con contratto di studio con IBM, utilizzato a scopi gestionali;

• Una rete ETHERNET comprensiva di due macchine LISP XEROX 1186, due server, una stampante laser (donazione XEROX per ricerche nel campo dell’intelligenza artificiale).

Nel corso degli anni, la necessità di spazi sempre maggiori, anche per fare fronte al numero sempre crescente di studenti, porta alla nascita di molte sedi distaccate del Politecnico. Il Dipartimento di Meccanica si trasferisce nel Campus di Bovisa Sud, dove occupa alcuni insediamenti industriali dismessi e oggetto di validi interventi di “archeologia industriale” tra cui Il “Grande Capannone” (Figura 3.18) – ex Ceretti e Tanfani; la “PPG” (Figura 3.16) – detta anche “Edificio Bertolini”; l’edificio “Origoni” (Figura 3.17) – detto anche “Edificio Sesini”; Il Capannone C4 (Figura 3.15); i Laboratori didattici Sperimentali “Marzio Falco” intitolati al Direttore del Dipartimento che li aveva fortemente voluti (Figura 3.19). ■■ Figura 3.17 L’Edificio Origoni, detto anche

“Edificio Sesini”

■■ Figura 3.16 La “PPG”, detta anche “Edificio Bertolini”■■ Figura 3.15 Una veduta interna del Laboratorio nell’edificio C4

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3.2 Struttura organizzativa attuale del Dipartimento

Negli anni Ottanta e Novanta, la configurazione delle Sezioni afferenti al Dipartimento subisce alcune variazioni e accorpamenti. La configurazione attuale vede al suo interno le sei Sezioni di Costruzione di Macchine e Veicoli, Materiali per Applicazioni Meccaniche, Meccanica dei Sistemi, Misure e Tecniche Sperimentali, Progetto e Disegno di Macchine, Tecnologie Meccaniche e Produzione. Tali Sezioni raggruppano ricercatori prevalentemente appartenenti allo stesso settore scientifico-disciplinare e hanno l’obiettivo di favorire la trasversalità delle competenze rispetto alle aree applicative di riferimento, di valorizzare le aree di eccellenza oltre che di investire su nuove tematiche di ricerca.

Ad oggi, il personale strutturato del Dipartimento è costituito da 95 docenti a tempo indeterminato, 9 ricercatori a tempo determinato, 43 tecnici amministrativi. A questi si aggiungono 57 assegnisti e circa 100 studenti di dottorato.

Il gruppo di docenti della Sezione di “Costruzione di Macchine e Veicoli” afferisce al settore scientifico-disciplinare “Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine”. In tale contesto le competenze del gruppo riguardano le metodologie avanzate di progettazione e di verifica degli elementi delle macchine, dei componenti strutturali e dei sistemi meccanici. Le attività di ricerca sviluppate dai componenti del gruppo, attraverso collaborazioni con aziende nazionali e straniere, si indirizzano a:

• approcci computazionali e sperimentali mirati alla determinazione dello stato di sforzo/deformazione dei componenti;

• metodologie avanzate per l’integrità strutturale sulla base della modellazione del comportamento meccanico in esercizio (fatica, usura, creep, ecc.);

• sperimentazione e ottimizzazione dei veicoli.

Le tematiche di ricerca si affiancano alla didattica attraverso la partecipazione degli studenti a laboratori sperimentali e progettuali integrati nei corsi offerti dalla Sezione e a tesi sviluppate nell’ambito di collaborazioni con partner industriali e partecipazioni a programmi di ricerca europei.

La Sezione “Materiali per Applicazioni Meccaniche” si occupa dello studio dei materiali ingegneristici attraverso l’analisi sistematica delle correlazioni esistenti tra composizione chimica, struttura, proprietà, processi di realizzazione e di trasformazione, prestazioni in esercizio e failure analysis. Le principali aree di ricerca variano dalle problematiche di fabbricazione di acciai e ghise alla caratterizzazione di acciai speciali e acciai inossidabili; dalla meccanica della frattura ai fenomeni di resistenza a fatica; dal cedimento in esercizio dei componenti meccanici ai problemi di resistenza dei materiali ad alte temperature; dalla metallurgia dell’alluminio e delle leghe non ferrose ai fenomeni di resistenza e alla corrosione; dai trattamenti/rivestimenti superficiali alle problematiche di saldatura e di giunzione dei materiali metallici; dai processi di deformazione plastica a caldo alla fonderia; dalla metallurgia delle polveri

■■ Figura 3.18 Il “Grande Capannone”

■■ Figura 3.19 I Laboratori didattici Sperimentali “Marzio Falco” intitolati al Direttore del Dipartimento che li aveva voluti

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ai problemi di termodinamica numerica/sperimentale applicata fino alla produzione siderurgica e degli impianti fusori. Altri temi di ricerca sono volti ad analizzare nuovi materiali di più recente introduzione nell’industria meccanica quali leghe di titanio, compositi a matrice metallica, ceramica e polimerica, nanomateriali e nanotecnologie.

La Sezione “Meccanica dei Sistemi” ha per ambito prioritario di ricerca lo studio teorico e sperimentale del movimento e della dinamica dei sistemi meccanici oltre all’interazione di questi con i sistemi di controllo. Tra gli argomenti di ricerca troviamo la meccanica delle vibrazioni, anche con riferimento a problematiche di emissione acustica e controllo del rumore, la meccanica dei veicoli terrestri (stradali e ferroviari), le problematiche di interazione fluido-struttura, l’azionamento e il controllo delle macchine, la dinamica e diagnostica delle macchine rotanti, e la meccanica dei robot. Tra i laboratori di competenza della sezione si annoverano un banco prova per il contatto pantografo-catenaria in scala reale, un banco prova “hardware-in-the-loop” per lo studio dei pantografi ferroviari, la campata di prova per linee elettriche aeree, un banco prova per l’analisi dinamica di alberi rotanti e un test rig per lo studio di cuscinetti a lubrificazione idrodinamica. Inoltre, i ricercatori della Sezione sono costantemente impegnati in attività sperimentali presso la galleria del vento del Politecnico di Milano.

Le attività della Sezione di “Misure e Tecniche Sperimentali” riguardano la ricerca nel campo delle misure meccaniche

e termiche. L’attività comprende lo sviluppo e l’applicazione di nuovi sensori, curandone in particolar modo gli aspetti metrologici, l’implementazione di tecniche di misura nonché lo studio e l’analisi delle caratteristiche di strumenti e catene di misura.In quest’ambito sono attivi contratti di ricerca e prove su commissione con partner nazionali e internazionali. Il progetto didattico offerto prevede, oltre alle lezioni frontali, il coinvolgimento degli allievi in attività di laboratorio grazie all’utilizzo di spazi e strutture ad hoc.

La Sezione “Progetto e Disegno di Macchine” prende in esame soprattutto il settore scientifico-disciplinare “Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale” e, pertanto, le competenze della Sezione e gli insegnamenti svolti dagli afferenti alla stessa riguardano i metodi e gli strumenti di supporto al ciclo di sviluppo produttivo, ovvero le fasi progettuali che vanno dall’ideazione del prodotto alla sua realizzazione, con particolare attenzione alle tecniche di prototipazione virtuale e di gestione integrata delle informazioni relative al ciclo di vita del prodotto.

Le tematiche approfondite dalla Sezione di “Tecnologie Meccaniche e Produzione” riguardano la progettazione e la gestione dei processi di trasformazione del prodotto in relazione all’intero ciclo di vita, nell’ottica del raggiungimento di uno sviluppo sostenibile; più in particolare: la caratterizzazione meccanica e tecnologica dei materiali (tradizionali e innovativi) in relazione ai processi che andranno a trasformarli;

le metodologie e gli strumenti per la progettazione dei processi, dei componenti e dei sistemi di trasformazione; la gestione e il controllo dei sistemi di lavorazione, assemblaggio, controllo/collaudo, riciclo; la gestione, il controllo e il miglioramento continuo della qualità dei prodotti trasformati.

3.3 Direttori Andrea Capello (1984-1987)

Andrea Capello svolge attività di ricerca nel campo delle misure meccaniche e dello studio di nuovi strumenti e di nuove metodologie relative alla Meccanica generale e alla Meccanica tessile in particolare. Ricopre a lungo le cariche di Membro del Comitato di Ingegneria ed Architettura del CNR (1963-1966 e 1971-1979) e di Membro della Commissione Centrale Tecnica dell’UNI.È per lungo tempo Consigliere di Amministrazione del Politecnico (1983-1985), dove tiene il corso di Misure meccaniche e termiche.

Giuseppe Bernasconi (1987-1989)

Svolge attività di ricerca sugli sforzi elastici e viscoelastici in cilindri forzati, sulle vibrazioni torsionali di alberi di turbine Pelton e di compressori alternativi, sugli sforzi elastici in giunzioni tubolari e in recipienti toroidali per fusione nucleare, sullo scorrimento viscoso di acciai, sul rilassamento con variabili stocastiche, sulle mappe di deformazione e rottura.A livello accademico, oltre a tenere il corso di Costruzione di macchine II, ricopre la

■■ Figura 3.20 Un’immagine di Andrea Capello con Emilio Massa

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carica di Consigliere di Amministrazione del Politecnico (1981-1983 e 1985-1987). In campo associativo internazionale, fa parte dell’ASME (American Society of Mechanical Engineers).

Giorgio Diana (1989-1992; 1992-1995; 2001-2004; 2004-2007)

Svolge attività di ricerca nei campi della fluido-elasticità, della dinamica dei veicoli stradali e ferroviari e della dinamica dei rotori, settori nei quali ha pubblicato oltre 250 lavori scientifici a livello nazionale e internazionale. Con riferimento a tali settori di ricerca, è stato Responsabile dello studio aeroelastico e della percorribilità stradale e ferroviaria per il progetto del ponte sospeso sullo Stretto di Messina e Responsabile di progetti di ricerca nazionali ed europei per lo studio di problemi riguardanti la dinamica del veicolo ferroviario e l’interazione con armamento e struttura portante e la dinamica del sistema pantografo-catenaria.

Inoltre, ricopre le cariche di Direttore del Centro di Ricerca per l’Ingegneria del Vento (CIRIVE) del Politecnico di Milano, di Vicepresidente della Fondazione Politecnico di Milano, di Coordinatore del Comitato Guida del Joint Research Centre Trasporti (JRC) – centro di ricerca costituito dalla Fondazione Politecnico con FS (Ferrovie dello Stato), Ansaldo Breda, Bombardier e ABB allo scopo di tracciare le linee guida per il progetto di un treno ad alta velocità. Tra le altre cariche, si ricorda anche quella di Presidente del Comitato di Certificazione di Italcertifer (Consorzio fra Trenitalia, RFI e alcune università) per la certificazione in campo ferroviario.Nell’ambito dell’Ateneo, è stato Direttore del Centro di Calcolo, Direttore del Dipartimento di Meccanica, Membro del Consiglio di Amministrazione, Membro del Senato Accademico, Coordinatore del Collegio dei Direttori e Direttore del Master di II livello in Ingegneria del Vento (2003-2004).A livello associativo internazionale, fa parte di alcune organizzazioni internazionali quali Cigré, IEEE ed IFToMM. In particolare, è il rappresentante italiano nel Cigré – SC B2 (Overhead Lines) – ed è Chairman di un suo Working Group, mentre, per quanto concerne IFToMM, fa parte del Comitato Internazionale per la Dinamica dei Rotori.Ha ricevuto nel 2009 la Robert H. Scanlan Medal dalla American Society of Civil Engineers (ASCE), con la seguente motivazione: “For his fundamental contributions to experimental analysis, modelling and simulations of dynamic load effects and their applications to structures under wind and other loads”.

Sergio Sirtori (1995-1998)

La sua attività di ricerca si rivolge ai metodi numerici di analisi strutturale (elementi di contorno ed elementi finiti), alle applicazioni numeriche e ai controlli sperimentali relativi alle funi, alla meccanica della frattura e alla verifica di conduttori elettrici. È docente di Costruzioni meccaniche per impianti nucleari e di Costruzione di macchine. A livello associativo, fa parte dell’AIMETA (Associazione Italiana di Meccanica Teorica ed Applicata), dove è “editor” della Rivista “Meccanica”.

Marzio Falco (1998-2001)

Laureatosi in Ingegneria meccanica al Politecnico di Milano nel 1967, dopo aver abbandonato la carriera di schermidore, si dedica all’università dove ricopre il ruolo di docente prima a Pavia e poi a Catania. Nel 1983, fa il suo ritorno come Professore Ordinario di Meccanica applicata alle Macchine presso il Politecnico di Milano. Svolge attività di ricerca nell’ambito della lubrificazione e delle tenute e delle vibrazioni fluido-elastiche per effetto di distacco di vortici. Inoltre, è stato Responsabile del Centro taratura del Sistema Qualità del Politecnico e Direttore del Dipartimento di Meccanica dal novembre 1998 al settembre 2001. I suoi interessi scientifici si sono rivolti verso svariati argomenti, dalle vibrazioni di cavi alla dinamica dei rotori, dai problemi di lubrificazione allo studio delle azioni fluido-elastiche e ancora agli studi per la metropolitana di Milano, alle vibrazioni della linea di alimentazione della ferrovia sulla direttissima Firenze-Roma e a molte altre ricerche.

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Per le prove sperimentali relative all’interazione fluido-struttura – con particolare riferimento all’azione del vento sui ponti sospesi – ha progettato e costruito una Galleria del vento nel sottotetto di un capannone industriale, sfruttando al meglio tutti gli spazi.

Ferruccio Resta (dal 2007 ad oggi)

Svolge attività di ricerca nelle aree della dinamica delle macchine, della meccatronica e controllo delle vibrazioni, dei sistemi meccanici ed elettromeccanici, della meccanica e diagnostica del macchinario, della meccanica del veicolo (automobilistico e ferroviario) e nel campo dell’interazione fluido-struttura. Inoltre, ricopre le cariche di Membro del Comitato Guida JRC sui Trasporti e del Nucleo di Valutazione presso l’Agenzia Nazionale per la Sicurezza delle Ferrovie e di Membro del gruppo di lavoro per le specifiche tecniche del Ponte sullo Stretto per la Società Stretto di Messina e del Centro sperimentale delle Ferrovie dello Stato a Osmannoro.È responsabile di contratti di ricerca tra il Politecnico di Milano e Ferrari, Centro Ricerche Fiat, Fiat Ferroviaria, Italcertifer, Trenitalia, Pirelli, Lucchini Siderurgia, ABB,

Agip, Enel, CIFA, Società Stretto di Messina, Bosch, oltre che di diversi contratti di ricerca europei nell’ambito del V e VI Programma Quadro.Tiene il corso di Meccanica Applicata alle Macchine e, oltre a essere Direttore del Dipartimento è Membro del Senato Accademico.

3.4 DidatticaLa Figura 3.21, la Figura 3.22 e la Figura 3.23 mostrano alcuni esempi di elaborati progettuali con applicazioni didattiche dell’elaboratore.La didattica, inoltre, in questi anni evolve rapidamente e l’offerta formativa si amplia e si diversifica. Infatti, nel 1988 il Dipartimento di Meccanica conta dieci indirizzi:• costruttivo generale;• costruttivo motoristico;• costruttivo tecnologico;• costruttivo trasporti;• tecnologico;• materiali metallici;• impiantistico;• energetico;• bioingegneristico;• strumentistico-elettronico.

A partire dall’a.a. 1989-90 il Dipartimento si impegna a formare, parallelamente ai laureati, gli ingegneri diplomati. Si tratta di una nuova figura professionale intermedia tra il laureato tradizionale e il perito industriale, e implica per il Dipartimento la capacità di affrontare e risolvere alcuni problemi inerenti la didattica e gli aspetti organizzativi.Nel 1999 nasce, secondo il DM 509, il cosiddetto ordinamento 3+2, ovvero uno

■■ Figura 3.21 Elaborato risalente al 1985 circa

■■ Figura 3.23 Elaborato del 1994■■ Figura 3.22 Elaborato del 1994

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schema di formazione “ad Y rovesciata” che porta dopo tre anni alla “Laurea”, spesso denomnata “laurea breve” che dà la possibilità di accedere direttamente al mondo del lavoro con mansioni di routine, dopo un percorso universitario di 180 crediti. Alla fine del triennio è possibile iscriversi al successivo biennio (120 crediti) conseguendo una laurea inizialmente detta “Specialistica” diventata, poi, “Magistrale” che prepara a mansioni professionali legate

soprattutto all’innovazione. In Figura 3.24 è rappresentato lo schema descrittivo del percorso formativo d’Ingegneria meccanica – schema analogo anche per gli altri corsi di laurea. Inoltre, dopo la Laurea Magistrale, è possibile intraprendere un percorso di altri tre anni entrando a far parte, in seguito a un’accurata analisi, del Dottorato di Ricerca che prepara a svolgere attività di ricerca scientifica sia all’università, sia all’interno di Laboratori di ricerca pubblici o privati.

Il Dipartimento di Meccanica è direttamente impegnato nel Dottorato in Ingegneria meccanica e collabora con numerosi altri Dottorati, per fornire le competenze meccaniche necessarie.In virtù di quanto detto finora, il Dipartimento di Meccanica è in grado di fornire un’adeguata preparazione alle seguenti figure professionali:

a) Laureato:Il laureato in Ingegneria meccanica è un tecnico con una preparazione universitaria che gli permette di condurre la progettazione esecutiva di prodotto e di processo, lo sviluppo di prodotti, l’installazione ed il collaudo di macchine e di sistemi complessi, la manutenzione e la gestione di reparti produttivi, nonché lo svolgimento di attività di controllo, verifica ed assistenza tecnica.I corsi di laurea sono suddivisi negli orientamenti indicati nella Tabella 3.4:

Tab. 3.4 Orientamenti della Laurea in Ingegneria Meccanica

Sedi Orientamenti

Bovisa Propedeutico

Bovisa Motori e turbomacchine

Bovisa Impiantistica industriale

Bovisa Processi tecnologici

Bovisa Progettazione

Bovisa Veicoli

Bovisa Generale

Bovisa Propedeutico (lingua inglese)

Piacenza Propedeutico

Piacenza Macchine e impianti di produzione

b) Laureato magistrale:Il laureato magistrale in Ingegneria meccanica è un tecnico di elevata preparazione culturale e professionale, capace di sviluppare autonomamente progetti innovativi in termini di prodotto e di processo, dal punto di vista funzionale, costruttivo ed energetico, con scelta dei materiali e delle lavorazioni, della disposizione e gestione delle macchine e degli impianti, e dei rispettivi servizi di misura e di controllo.I corsi di laurea magistrale sono suddivisi negli orientamenti indicati nella Tabella 3.5:

Tab. 3.5 Orientamenti della Laurea magistrale in Ingegneria Meccanica

Sedi Orientamenti

Bovisa Impiantistica industriale

Bovisa Motori e turbomacchine

Bovisa Processi tecnologici

Bovisa Veicoli

Bovisa Progettazione

Lecco Tecnologico e metallurgico

Lecco Sistemi di produzione

Piacenza Macchine e impianti di produzione

c) Dottore di Ricerca: Il Dottorato di Ricerca intende formare profili altamente specializzati, in grado di soddisfare le richieste più avanzate del mondo accademico e di quello industriale. Il Dottore di Ricerca è preparato ad affrontare carriere e percorsi industriali a stretto contatto con tecnologie all’avanguardia, rispondendo in modo efficace alla richiesta

■■ Figura 3.24 Articolazione dei corsi di Ingegneria meccanica

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d’innovazione e ricerca ai massimi livelli in Italia, in Europa e nel mondo.Altri due livelli di didattica nei quali è impegnato il Dipartimento di Meccanica sono:a) Master: l’offerta formativa non può

esaurirsi nei corsi di Laurea e di Laurea Magistrale, ma deve prevedere, come accade da molti anni, anche altre iniziative complementari che possono essere fortemente differenziate tra loro per obiettivi, destinatari, livello di approfondimento ed estensione. Nell’ambito di tali iniziative didattiche complementari, sono stati attivati corsi di perfezionamento scientifico e di alta formazione permanente, successivi al conseguimento della laurea o della laurea magistrale denominandoli corsi di “master universitario” del Politecnico di Milano, alla conclusione dei quali sono rilasciati, rispettivamente, i titoli di master universitario di primo livello e di master universitario di secondo livello. I corsi di Master Universitario del Politecnico di Milano sono finalizzati a formare sia figure professionali altamente “specializzate” sia figure professionali caratterizzate da una prevalente “trasversalità” applicativa delle competenze acquisite.

b) Formazione Permanente: questi Corsi di formazione e aggiornamento, coordinati fra loro sia come scadenze temporali sia come contenuti, hanno lo scopo di venire incontro alle aziende offrendo uno strumento ben collaudato da anni di esperienza di insegnamento e di formazione, dalle centinaia di partecipanti alle numerose edizioni dei corsi

precedenti, e da un corpo docente, in parte universitario e in parte proveniente da imprese specializzate, aggiornato e competente sulle specifiche tematiche trattate.

I laureati, una volta conseguito il titolo, non sono abbandonati dalla struttura nella quale si sono formati. Del loro inserimento professionale, il Politecnico si occupa a partire dal 1973, prima con l’Associazione Laureati, poi, dal 2005, con il servizio “Poliplacement”, struttura ancora gestita dall’Associazione Laureati e, successivamente, dal 2007 con il “Career Service”, struttura di Ateneo.L’Associazione Laureati, fra le altre cose, festeggia i laureati al compiere di significativi anniversari dalla laurea. In Figura 3.25, la consegna della medaglia di “cinquantenne” ad un grande ingegnere meccanico, molto attivo sia nella professione (è il fondatore dell’AIPI, Associazione Italiana Progettisti Industriali), sia nella collaborazione didattica

■■ Figura 3.25 Il conferimento della medaglia per i 50 anni di laurea a Tullio Levrini (1995). Da sinistra il Presidente dell’Associazione Laureati, Adelchi Zancan, il Rettore del Politecnico, Emilio Massa, e lo stesso Tullio Levrini

ALP Meccanica

ALP l ‘Associazione Laureati del Politecnico di Milano sviluppa il suo network attraverso Sezioni create su iniziativa dei laureati che vogliono mantenere il legame con la Community.Le Sezioni, dirette da un’ Area Leader, sono un punto di riferimento importante per i laureati che appartengono a quel gruppo.

ALP Meccanica è una di queste Sezioni e raccoglie coloro che operano nei vari campi correlati alla meccanica. Essa si propone come punto d’incontro, di confronto, di scambio di idee e di informazioni, di aggiornamento tra colleghi attivi in tali campi.

In linea con questi obiettivi, la Sezione ALP Meccanica propone le seguenti attività:

a. Sviluppo del networking e dello scambio di esperienze professionali; tale networking si amplia attraverso due portali di business social network: VIADEO e LinkedIN all’interno dei quali ALP ha creatoun suo hub.

b. Organizzazione di visite guidate ai Laboratori del Politecnico di interesse per gli Ingegneri meccanici ed alle Aziende degli aderenti.

c.professionale costante e continuo anche dopo la conclusione del periodo di studio e che incoraggino i contatti tra i Soci e le Acon studiosi, tecnici ed Aziende.

d. Presentazione dei più recenti risultati delle ricerche in corso al Politecnico in ambito meccanico.

ASSOCIAZIONE LAUREATI DEL POLITECNICO DI MILANO

Presso il Politecnico di Milano - Piazza Leonardo Da Vinci, 32 - 20133 Milano - Tel +39 02 23.99.39.41 - Fax +39 02 23.99.39.42 - mail to: alp@polimi.it - www.polilink.polimi.it

■■ Figura 3.26 La “cartolina” della Sezione Meccanica dell’Associazione Laureati

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con il Dipartimento, Tullio Levrini che, nel 1995, compie i 50 anni di laurea. Nella foto si riconoscono da sinistra il Presidente dell’Associazione Laureati, Adelchi Zancan, il Rettore del Politecnico, Emilio Massa, e lo stesso Tullio Levrini.Nel 2009 dalla collaborazione fra il Dipartimento di Meccanica e l’Associazione Laureati nasce la “Sezione Meccanica” dell’Associazione Laureati stessa che si propone come punto d’incontro fra i cultori della meccanica, fornendo loro mezzi di aggiornamento attraverso conferenze e visite guidate ai Laboratori del Dipartimento (Figura 3.26). Tra le attività svolte, di particolare interesse sono la Conferenza sul TRIZ e sull’innovazione di prodotti industriali, la visita al Laboratorio di Reverse engineering, la visita al Laboratorio di Veicoli Stradali (LAST), la Conferenza sulla storia della meccanica, la visita al Laboratorio prototipale virtuale, la visita alla Galleria del vento, la conferenza sui brevetti e la conferenza sui materiali avanzati.

Nel 2011 entra a far parte dell’AlumniPolimi Association che ha l’obiettivo di valorizzare e dare visibilità a tutti i Laureati, Diplomati Master e Dottori di Ricerca del Politecnico di Milano Nella Figura 3.27 si riporta l’andamento del numero dei laureati in Ingegneria meccanica dal 1951.

3.5 RicercaL’attività di ricerca dell’Istituto prima e del Dipartimento poi, prosegue negli anni, approfondendosi, articolandosi e arricchendosi. Alla fine degli anni Ottanta, ad esempio, i temi di ricerca delle Sezioni sono i seguenti.Per quanto riguarda la Sezione “Costruzioni Meccaniche e Resistenza dei materiali”, la ricerca si focalizza nel campo dei materiali, degli organi delle macchine, dell’affidabilità, delle tecnologie e lavorazioni meccaniche e della biomeccanica.

Nello studio dei materiali sono analizzate le caratteristiche meccaniche dei materiali, sottoposti a diverse condizioni di cimento, tra cui:• a carico crescente a diverse temperature,

con formulazione di leggi costitutive dipendenti dai parametri di prova, in collaborazione con la Divisione Materiali del CCR EURATOM di Ispra;

• a fatica illimitata, a termine ed oligociclica, al fine di determinare l’accumulo del danno e la vita residua: in questo campo è stato tradizionalmente coltivato lo studio del comportamento di fili e funi metalliche;

• a scorrimento viscoso, con lo scopo di formulare leggi costitutive e di danneggiamento in collaborazione con la Divisione Materiali del CCR EURATOM di Ispra;

• nel campo della meccanica della frattura, per seguire la nucleazione e la propagazione di cricche in diverse situazioni di sforzo e deformazione.

Nell’ambito dell’analisi degli Organi delle Macchine, la Sezione si concentra sui punti seguenti:• ingranaggi in acciaio e in tecnopolimeri (in

collaborazione con Sniatecnopolimeri);• recipienti in pressione e relative parti;• alberi a gomiti (in collaborazione con Isotta

Fraschini), viti, giunti;• analisi teorica e sperimentale degli

sforzi mediante l’impiego degli elementi finiti, di contorno e delle tecniche di fotoelasticimetria piana e tridimensionale;

• studio dinamico di sistemi meccanici e di strutture di vario tipo e in particolare di trasmissioni con giunti cardanici.

Per quanto riguarda l’affidabilità, invece, gli aspetti in gioco sono:• affidabilità di robot, nell’ambito del

progetto finalizzato CNR “Tecnologie Meccaniche”;

• centrifughe per uso geotecnico con simulazione di fenomeni statici e dinamici (in collaborazione con ISMES);

• strutture termostabili per macchine utensili.

Nell’area delle Tecnologie e lavorazioni meccaniche l’analisi è volta alla razionalizzazione dei metodi di lavorazione ad asportazione di truciolo, con ottimizzazione dei parametri di taglio e determinazione degli errori di forma; all’integrazione fra geometric modeling e generazione dei cicli di lavorazione; alla programmazione, al controllo, all’integrazione e all’automazione versatile dei processi di fabbricazione. Nello specifico, tale attività può tradursi in: • metodi e procedure assistiti da calcolatore

per elaborare cicli di lavorazione; • sistemi esperti di assistenza alla

pianificazione tecnologica;• sviluppo del software e del sistema per il

controllo operativo di manufacturing cell;• progettazione di meccanismi e di

trasmissioni mediante sistema CAD/CAM;• produzione automatica di programmi per

macchine a controllo numerico a partire dal modello geometrico del pezzo;

• tecnologia e metodi dei sistemi knowledge based (rule based);

• classificazione di form feature su base funzionale.

Infine, nell’ambito della biomeccanica la ricerca si basa sullo studio di protesi d’anca

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Figura 3.27 Numero di laureati in Ingegneria meccanica (1951-2013)

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e di segmenti ossei in collaborazione con Midy e la Clinica Ortopedica dell’Università di Verona e sulla determinazione delle caratteristiche meccaniche dei cementi per protesi, al fine di formulare leggi costitutive e di danno, in grado di descriverne le caratteristiche nelle situazioni reali d’impiego e di stabilire previsioni di durata degli impianti.

Le figure da 3.28 a 3.39 documentano alcune fasi significative delle ricerche oggetto d’analisi della Sezione di “Costruzioni Meccaniche e Resistenza dei Materiali”.

■■ Figura 3.33 Resistenza di ingranaggi in tecnopolimero

■■ Figura 3.32 Ottimizzazione di artroprotesi d’anca

■■ Figura 3.31 Influenza del trattamento superficiale sulla resistenza a fatica flessionale rotante

■■ Figura 3.30 Nucleazione e propagazione di frattura per fatica in bocchello di recipiente in pressione

■■ Figura 3.29 Resistenza a fatica di viti per biella di un motore diesel veloce

■■ Figura 3.28 Nucleazione e propagazione di cricche di fatica da intaglio

■■ Figura 3.35 Instabilità flessionale delle trasmissioni a giunto cardanico

■■ Figura 3.34 Ricerca sul pitting di ingranaggi in acciaio

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La Sezione di Ergotecnica Industriale rivolge l’attività di ricerca verso i seguenti temi.• Metodologia di progettazione dei sistemi di

produzione: Sono oggetto di studio l’analisi e lo sviluppo

di criteri e di tecniche quantitative di progettazione dei sistemi produttivi, con riferimento sia a problematiche generali (strategie produttive, ubicazione degli insediamenti, selezione dei processi produttivi, ottimizzazione del layout,

valutazioni economiche, analisi di impatto ambientale) sia ad aspetti specifici (scelte e dimensionamento di singoli sistemi di produzione e di impianti di servizio).

Le principali aree di attività riguardano l’applicazione di tecniche di ricerca operativa alla progettazione impiantistica, i riflessi dell’innovazione tecnologica sui criteri di progettazione dei sistemi produttivi, i nuovi orientamenti di strategia della produzione, la modellistica per il dimensionamento dei servizi di stabilimento.

• Progettazione ergonomica dei mezzi e dei sistemi di lavoro:

Questo tema si riferisce in particolare al complesso di ricerche attinenti allo sviluppo dei metodi di progettazione delle strutture tecniche (attrezzature, macchine, impianti, ambienti di lavoro) e gestionali (organizzazione del lavoro) idonei ad assicurare la tutela della salute e del benessere psicofisico degli operatori ed a potenziare l’affidabilità e la produttività dei sistemi di lavoro in ambito sia civile, sia industriale.

Le principali aree di attività riguardano l’approccio sistemico alla progettazione tecnico-organizzativa dei sistemi di lavoro, l’analisi ed il controllo dei sistemi ambientali (rumori, vibrazioni, microclima, illuminazione, qualità dell’aria, campi elettromagnetici, microonde, laser) in ambienti civili ed industriali, sviluppo di modellistica su calcolatore, analisi di sicurezza di impianti industriali, risk management, progettazione della sicurezza dei sistemi robotizzati, impatto ambientale, progettazione ergonomica di interfacce evolute operatore-impianto.

• Logistica industriale: Nell’ambito di questo tema sono studiati

l’evoluzione del ruolo e dell’organizzazione dei sistemi logistici aziendali, la progettazione e gestione delle reti di distribuzione, lo sviluppo della relativa modellistica, i criteri e le metodologie per l’automazione della movimentazione, dello stoccaggio, del picking dei materiali, le tecniche di valutazione/selezione dei fornitori.

La Sezione di Meccanica dei Sistemi rivolge l’attenzione verso i seguenti ambiti di ricerca.• La dinamica dei rotori, ovvero ricerche

teorico-sperimentali condotte sul comportamento dinamico dei rotori, con particolare riferimento a linee d’assi di gruppi turbo-alternatori installati presso centrali termoelettriche o idroelettriche. Tali rotori vengono a comporre una linea d’assi su più supporti che risente notevolmente di effetti termici, di sbilanciamenti, di disallineamenti e che normalmente opera ad un regime superiore alle prime velocità critiche. Gli studi in oggetto affrontano alcune tematiche di base, quali, ad esempio, cuscinetti lubrificati (determinazione delle caratteristiche elastiche e smorzanti), bilanciamento di rotori flessibili, problemi di allineamento a freddo, effetto della presenza di cricche, strisciamenti. Queste ricerche vedono la collaborazione con enti ed industrie, quali ENEL-CRTN, Ansaldo e TIBB. In questo ambito sono anche significative le ricerche sulla diagnostica del macchinario rotante che, in base al monitoraggio delle vibrazioni, oltre ad alcuni parametri significativi del processo, individua

■■ Figura 3.38 Influenza della variazione di spessore dei fondelli di cilindri in pressione sullo stato di sforzo

■■ Figura 3.39 Influenza del trattamento superficiale sulla resistenza a fatica di alberi a gomiti

■■ Figura 3.37 Analisi elastoplastica di elementi di macchine

■■ Figura 3.36 Analisi dello stato deformazionale e tensionale di trefoli

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anomalie di funzionamento, segnalandone le cause mediante modelli matematici di simulazione. Nello studio delle pompe centrifughe è stato affrontato lo studio teorico-sperimentale dell’effetto delle tenute interstadio.

• Le vibrazioni di sistemi meccanici: in questo ambito rientrano gli studi svolti su problemi di vibrazioni in presenza di campi di forze non conservativi dovuti all’azione di un fluido. Rientrano in questo settore gli studi sulla determinazione del campo di forze agenti su un cuscinetto lubrificato e nelle tenute interstadio. In particolare sono stati approfonditi gli aspetti connessi con l’eventuale instabilità da film d’olio che si possono manifestare in cuscinetti lubrificati in regime di lubrificazione idrodinamica. Altri settori riconducibili a questo ambito riguardano:

a) le vibrazioni di corpi cilindrici per effetto del distacco di vortici: la ricerca, orientata inizialmente a problemi di vibrazioni indotte dal vento in linee elettriche ad alta tensione, è stata successivamente rivolta a problemi di vibrazioni di elementi di strutture off-shore per effetto della corrente e del moto ondoso. Al primo aspetto si riferiscono studi sul comportamento vibratorio di un cilindro investito da vena fluida (vortex-shedding), sul modello di oscillatore equivalente per la simulazione del comportamento vibratorio di conduttori ad alta tensione, sulle vibrazioni eoliche di conduttori singoli o fasci di conduttori, sui problemi di instabilità aerodinamica di fasci conduttori per effetto scia. Al secondo aspetto si riferiscono le ricerche sulle

vibrazioni di un cilindro in corrente ad alto numero di Reynolds e sulle vibrazioni di un cilindro per effetto del moto ondoso.

b) vibrazioni di ponti sospesi per effetto del vento: la problematica si riallaccia allo studio di fattibilità di un ponte sospeso a campata unica per l’attraversamento dello stretto di Messina. Le ricerche in proposito si riferiscono soprattutto alla teoria quasi statica per la determinazione delle velocità di flutter su ponti sospesi, sull’ottimizzazione di profili aerodinamici di impalcato per ponti sospesi, sulle vibrazioni indotte in ponti per effetto del vento reale con le caratteristiche di turbolenza (buffeting).

• La dinamica dei veicoli stradali e ferroviari: le ricerche in questo ambito riguardano i veicoli stradali dove si analizza il problema della stabilità in curva di un veicolo a trazione anteriore e posteriore e i veicoli ferroviari dove si studia la schematizzazione del veicolo, il contatto ruota-rotaia, il comportamento dinamico per effetto dell’irregolarità del binario, l’instabilità del carrello, l’interazione treno-struttura nel caso di passaggio su ponti sospesi, il contatto pantografo-catenaria di alimentazione.

• La robotica: le ricerche in questa campo hanno portato alla realizzazione di un robot a comando vocale integrato con sistema di visione e sonar. È stata realizzata una mano meccanica multiscopo in grado di afferrare oggetti da pochi grammi fino ad alcuni chilogrammi, controllata in posizione e forza mediante calcolatore. Ricerche teoriche sono state sviluppate sulla meccanica e sull’analisi di funzionalità

dei robot, sulla dinamica di sistemi robotici, sui sistemi di visione, sui sistemi di simulazione geometrica e funzionale dei robot. Altri aspetti sviluppati in questo campo riguardano la matematica simbolica nello studio della dinamica dei robot a gradi di libertà anche ridondanti, per la determinazioni delle condizioni ottimali di controllo, lo studio delle teorie meccaniche per la modellazione, simulazione e analisi della dinamica dei robot , l’interazione uomo-macchina-ambiente in relazione all’integrazione di sistema.

• La biomeccanica: è stata realizzata una protesi di un arto inferiore, con la costruzione di un ginocchio artificiale e il controllo della rotazione del ginocchio mediante un sistema a microprocessore. Esso riceve i segnali sensoriali di rotazione del ginocchio e di carico sull’arto artificiale: i segnali sono elaborati dal microprocessore che è anche dotato di un sistema di taratura, legato alle caratteristiche della persona. La ricerca sviluppa le tematiche relative allo studio geometrico e cinematico delle protesi, al disegno dei sistemi articolati che possono simulare le protesi stesse, alla valutazione funzionale delle protesi in relazione alle esigenze del soggetto.

• I sistemi esperti: sono stati sviluppati soluzioni specifiche per la progettazione di sistemi meccanici e, in particolare, di trasmissioni meccaniche e per il montaggio automatico di sistemi, mediante la scelta ottimizzata delle sequenze operative per il movimento e il funzionamento delle macchine utilizzate per il montaggio. Le tematiche sviluppate mirano soprattutto a valutare le caratteristiche dei diversi approcci scientifici ai sistemi esperti, a

progettare e ad applicare nuovi sistemi esperti, a valutare la possibilità di inserire sistemi esperti in modo innovativo nella progettazione di sistemi meccanici.

• La dinamica delle macchine alternative: è stato realizzato un modello di prova con stantuffo, fasce e un cilindro in grado di misurare le forze scambiate tra cilindro e fasce durante il movimento. I risultati sperimentali sono confrontati con i risultati teorici ottenuti mediante un modello matematico di simulazione.

• L’integrazione dei sistemi meccanici in area CIM: sono state effettuate ricerche su carrelli automotori, sistemi di riconoscimento di pallets, sistemi integrati per la pallettizzazione e depallettizzazione di linee, con l’obiettivo di integrare il processo produttivo in sistemi CIM.

Le figure da 3.40 a 3.50 documentano le ricerche sopra elencate della Sezione “Meccanica dei Sistemi”.

■■ Figura 3.40 Comportamento dinamico di ponte sospeso mediante modello fisico in scala (progetto di massima del ponte sullo stretto di Messina)

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■■ Figura 3.47 Protesi di arto inferiore con controllo a microprocessore

■■ Figura 3.48 Mano meccanica

■■ Figura 3.46 Irregolarità periodica della portata delle pompe volumetriche rotative ad ingranaggi e lobi

■■ Figura 3.45 Studio del comportamento dinamico di un pantografo

■■ Figura 3.44 Dinamica dei rotori: comportamento di un cuscinetto lubrificato

■■ Figura 3.42 Distacco di vortici nella scia di un cilindro per effetto della corrente o del moto ondoso

■■ Figura 3.43 Comportamento dinamico di tenute interstadio di pompe centrifughe

■■ Figura 3.41 Comportamento aerodinamico di un impalcato di ponte sospeso (progetto di massima del ponte sullo stretto di Messina)

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La Sezione di Misure e Tecniche Sperimentali si focalizza, invece, sui seguenti temi.• Studio, mediante metodi fotoelasticimetrici,

delle sollecitazioni in organi rotanti (dischi forati, volani con corona avvolta). Per le ricerche su modelli piani è stata messa a punto ed impiegata un’apparecchiatura di prova per l’osservazione in tempo reale fino a velocità di rotazione pari a 16.000 giri/min.

• Studio, mediante il “congelamento delle tensioni”, di problemi a tre dimensioni riguardanti recipienti in pressione. Si sono approfondite le tecniche modellistiche relative alla costruzione e all’assemblaggio di modelli con spessori fino a 60 mm, diametri fino a 400 mm e lunghezze anche superiori a 600 mm.

• Individuazione di sollecitazioni in campo statico e dinamico di telai e forcelle di biciclette da corsa. Le ricerche si sono svolte inizialmente mediante l’impiego di lamine fotoelastiche montate su alcune parti della struttura e, successivamente, si sono largamente impiegati estensimetri a resistenza le cui prove sono state effettuate sia in laboratorio, sia su strada.

• Studio di “stati” (quali incrudimento, danneggiamento da incipiente fatica) di materiali metallici. Tali studi sono stati svolti mediante l’impiego di metodi non distruttivi tra cui estensimetri elettrici, ultrasuoni, correnti parassite, rosette estensimetriche forate.

• Sviluppo di metodologie sperimentali, come ad esempio il metodo “sandwich” per prove fotoelastiche su modelli a tre dimensioni, la fotoelasticimetria a riflessione, la trasmissione senza filo di segnali estensimetrici.

• Studio di possibilità di realizzazione di nuovi strumenti di misura, ad esempio, basati su nuovi principi, come misuratori di pressione differenziale.

• Studio nel campo delle macchine tessili: ad esempio, ricerche sulla correzione di profili di camme per il comando della corsa battente e delle pinze di un telaio di tessitura.

• Studio di metodologie laser e delle relative applicazioni, soprattutto nel campo della misura di piccole deformazioni locali e di difetti superficiali, insieme a varie applicazioni basate sull’olografia.

Le immagini da 3.51 a 3.56 documentano tali ricerche della Sezione di “Misure e Tecniche Sperimentali”.

■■ Figura 3.54 Studio sperimentale delle autotensioni di saldatura

■■ Figura 3.55 Rilievi di formazione di frattura a fatica in bocchelli di recipienti in pressione

■■ Figura 3.53 Analisi delle tensioni in volani a razze a fili nudi

■■ Figura 3.52 Impiego di policarbonato in fotoelasticità a riflessione su superfici non piane

■■ Figura 3.51 Ricerche sperimentali su telai di bicicletta

■■ Figura 3.50 Tenute pistone-cilindro

■■ Figura 3.49 Robot “Gilberto”

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La Sezione Progetto e Disegno delle Macchine ha per ambiti prioritari di ricerca i seguenti:• Affidabilità strutturale delle macchine

che si occupa principalmente della formulazione e dell’analisi critica di modelli comportamentali delle macchine, della rilevazione sperimentale dei parametri di esercizio di macchine, e dell’analisi probabilistica e modellazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali strutturali.

• Trasferimento di tecniche informatiche alla progettazione meccanica che si occupa di sviluppare software per la progettazione automatica di impianti funiviari, algoritmi di calcolo CAD per la determinazione dei parametri di carico nella laminazione di acciai, della formulazione di algoritmi per l’analisi strutturale di macchine ed impianti industriali, di algoritmi previsionali circa il comportamento meccanico di materiali strutturali, di metodiche di progettazione di meccanismi e componenti di macchine.

• Progettazione metodica che affronta, in particolar modo, i temi della razionalizzazione del progetto di macchine e componenti ed ottimizzazione con riferimento ai parametri meccanici, costruttivi e tecnologici, della normazione delle macchine ed interazione con la progettazione. Introdotta soprattutto per iniziativa di studiosi, per lo più tedeschi e svizzeri, la progettazione metodica affronta il processo progettuale in modo globale, partendo dall’insieme di funzioni che la macchina deve svolgere per arrivare alle soluzioni costruttive mediante l’analisi delle funzioni stesse e la sintesi delle soluzioni possibili. Fra i risultati significativi di questa linea, la costituzione del Gruppo di studio MeKoME (Methodisches Konstruieren von Maschinenelementen) che riunisce diversi studiosi italiani, svizzeri, tedeschi, danesi e inglesi e che organizza workshop periodici e convegni dedicati all’argomento.

• Comunicazione tecnica che ha origine da esigenze di razionalizzazione e di ottimizzazione della didattica, in relazione soprattutto ai grandi numeri di allievi, ha portato ad alcuni risultati significativi sviluppando un criterio di determinazione degli obiettivi della comunicazione; l’analisi della materia da trasmettere; l’analisi della comunicazione globale in passi elementari, dedicati a ciascun concetto; la comunicazione integrata nel processo di progettazione.

• Storia della tecnologia che nasce come studio della storia del disegno tecnico e ha portato all’organizzazione, in collaborazione con colleghi di altre Università di due mostre dedicate

all’argomento, una a Udine nel 1986, l’altra a Milano, al Museo Nazionale della Scienza e della Tecnica (ora Tecnologia) “Leonardo da Vinci” tra il 1987 e il 1988. Inoltre, va considerato anche il contributo alla progettazione e alla realizzazione delle Mostre per il 125° anniversario (1988-89) e per il 150° anniversario (2013) della fondazione del Politecnico.

La Figura 3.57 e la Figura 3.58 si riferiscono a ricerche in corso nella Sezione di “Progettazione e Disegno di Macchine” durante gli anni Ottanta.

La Sezione Tecnologie, Impianti e Produzione si occupa, in particolar modo, di sviluppare i seguenti temi di ricerca.• Progettazione dei sistemi di produzione:

oggetto di questo tema sono essenzialmente le attività e le decisioni che concernono le variabili strutturali del sistema produttivo-logistico. Tale area è focalizzata sulla predisposizione di un sistema produttivo le cui caratteristiche di struttura siano coerenti con i compiti produttivi definiti dalla strategia di impresa e nel rispetto delle scelte tecnologiche, oltre che dai vincoli sociali e ambientali. Alcuni temi di interesse specifico sono: la scelta della configurazione impiantistica, il dimensionamento dei componenti degli impianti di produzione e di servizio, la localizzazione, il layout generale dell’impianto, l’individuazione e il dimensionamento dei mezzi di trasporto interno e di magazzinaggio, l’analisi di fattibilità e di redditività degli investimenti industriali. Un tema di particolare interesse è quello dei sistemi di produzione ad automazione flessibile, con particolare riguardo alla determinazione

■■ Figura 3.57 Rilievo sperimentale dei parametri di carico in un impianto di laminazione

■■ Figura 3.56 Indagini fotoelastiche su alberi a gomiti

■■ Figura 3.58 Un esempio di disegno storico (Sospensione della Fiat 508, 1935)

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della potenzialità produttiva al variare della loro architettura, configurazione e dimensionamento, alla valutazione delle prestazioni produttive, alla valutazione del comportamento affidabilistico, agli effetti economici, organizzativi e gestionali.

• Tecnologia meccanica: gli obiettivi sono essenzialmente volti alla definizione e allo studio delle metodologie e degli strumenti per l’integrazione del ciclo tecnologico in tutte le sue fasi. Per quanto riguarda la fase di progettazione del prodotto, oggetto di studio sono sia le problematiche di progettazione in vista della produzione (Design for Manufacturing, Design for Assembly), sia quelle di integrazione CAD/CAM, sia i materiali innovativi, quali, ad esempio, i compositi. Per quanto riguarda invece la progettazione del processo tecnologico, sono studiati i sistemi CAPP (Computer Aided Process Planning) di tipo generativo per processi di lavorazione mediante asportazione di materiale. Oggetto di studio sono anche le problematiche di automazione, controllo, ottimizzazione dei processi di lavorazione meccanica convenzionale (asportazione di materiale, deformazione plastica a caldo e a freddo, tranciatura, ecc.), innovativa (taglio, saldatura e riporti superficiali mediante laser di potenza, taglio mediante abrasive water jet, super-plastic forming, ecc.) e del montaggio automatico e flessibile. Sono in corso anche ricerche relative alla integrazione CIM di moduli CAD, CAPP e Production Scheduling e di unità operatrici e celle di lavorazione basate su processi innovativi.

• Gestione dei sistemi produttivi: questa area di ricerca è relativa alle attività e

alle decisioni relative alle modalità di funzionamento dei sistemi di produzione ed è focalizzata sull’utilizzo efficiente ed efficace della capacità produttiva disponibile, tenuto conto delle definizioni progettuali e dei vincoli tecnologici ed organizzativi. In quest’area sono riconoscibili i temi seguenti: pianificazione, programmazione e controllo della produzione industriale, politiche e metodi di gestione dei materiali, aspetti di manutenzione degli impianti, di sicurezza e di qualità. Di particolare importanza, sono i seguenti filoni: la programmazione della produzione nei sistemi ad automazione flessibile, la manutenzione degli impianti e le gestione della qualità, le applicazioni delle tecniche di gestione just-in-time. In relazione al primo filone, si possono riconoscere i seguenti temi: formulazione di algoritmi per la definizione e gestione del “Piano Principale di Produzione” e per la programmazione a breve termine della produzione in presenza di automazione flessibile e di mix variabili nel tempo, valutazione delle prestazioni mediante simulazione, applicazione dei sistemi esperti nella programmazione della produzione di breve termine. In relazione al secondo filone gli argomenti fondamentali di studio sono riconducibili a politiche e procedure operative di manutenzione più adatte ai sistemi ad automazione flessibile, modelli matematici di ottimizzazione di politiche di manutenzione di tipo ispettivo, modellizzazione ed analisi del flusso produttivo e di allocazione ottimale delle fasi di controllo della qualità. Nel terzo filone sono riconoscibili ricerche sulla valutazione delle tecniche just-in-

time alle imprese manifatturiere italiane, sugli algoritmi per la gestione dei piani di produzione a carico di lavoro aggregato livellato e per la loro disaggregazione nei singoli codici di prodotto finito.

La Sezione Veicoli Terrestri si occupa nello specifico della ricerca nei seguenti campi.• Sistema veicolo: studia il comportamento

dinamico del veicolo con particolare riguardo al confort e all’interazione con la via, mediante modelli matematici specifici, considerando l’eccitazione di tipo stocastico. Tali studi sono applicabili anche a veicoli fuori strada e a trattori agricoli. Nel caso dei trattori, sono oggetto di studio anche i problemi di stabilità dinamica.

• Sottosistema motore a combustione interna: le ricerche in questo ambito sono volte soprattutto ad acquisire informazioni utili per la progettazione delle camere di combustione dei motori diesel ad iniezione diretta, in particolare per individuare le tracce del vortice in prossimità del punto morto esterno. Si studia l’ottimizzazione dei condotti di aspirazione di motori otto e diesel, con sviluppo di modelli matematici già verificati sperimentalmente. La valutazione delle caratteristiche delle benzine, in relazione alla regolarità della combustione, effettuata in condizioni confrontabili con quelle reali su strada, è resa possibile mediante la disponibilità di apparecchiature appositamente realizzate. Per tutte queste ricerche, sono impiegati motori monocilindrici, appositamente progettati e realizzati a scopo di ricerca.

• Sottosistema strutture: vengono rilevate le deformazioni, soprattutto di strutture autoportanti, sia attraverso misure

in laboratorio, sia mediante rilievi su strada, utilizzando un’apparecchiatura torsiometrica dinamica, collegata ad un sistema di telemisura.

• Sottosistema sospensioni: sono studiati, nello specifico, i sistemi passivi adattativi finalizzati all’ottenimento di condizioni ottimali di funzionamento (confort, road holding e handling).

• Sottosistema trasmissioni: sono oggetto di studio i sistemi di trazione integrale, con valutazione delle caratteristiche di marcia, nelle diverse condizioni di ripartizione della coppia motrice, con o senza differenziali intermedi partitori. Oggetto di studio sono anche le trasmissioni idrostatiche.

• Componenti: sotto questa voce sono studiati i vari organi meccanici dell’autoveicolo, quali ad esempio, alberi della distribuzioni e cedenti, alberi a gomiti, elementi di collegamento, ruote, sedili.

Le immagini da 3.59 a 3.65 si riferiscono ai temi di ricerca sopraelencati della Sezione di “Veicoli Terrestri”.

■■ Figura 3.59 Ricerche sulle caratteristiche antidetonanti delle benzine

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Un documento interessante che testimonia le attività generali del Dipartimento e, in particolare, le collaborazioni fra Dipartimento e mondo dell’industria è la Figura 3.66 che ritrae alcuni docenti e tecnici dell’Innocenti durante una riunione.

■■ Figura 3.65 Prove sperimentali su trattore agricolo a quattro ruote motrici

■■ Figura 3.64 Motore per ricerca a rapporto di compressione variabile

■■ Figura 3.63 Indagine sperimentale comparativa su canna-cilindro

■■ Figura 3.62 Ricerca su camere di combustione di motori diesel ad iniezione

■■ Figura 3.61 Ricerca sulla deformazione torsionale di strutture di autoveicoli

■■ Figura 3.60 Ricerca sulla tribologia camma-bilanciere

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4 Photogallery: la vita del Dipartimento

■■ Figura 3.66 Fotografia (fine anni Ottanta) che ritrae un gruppo di docenti del Dipartimento durante un incontro di studio svolto alla Innocenti. Sono riconoscibili i docenti Andrea Capello, Carlo Doniselli, Maso Galbarini e Antongiulio Dornig

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■■ Il Professor Giorgio Diana a colloquio con Luigi Sirtori (giugno 1969)

■■ Maurizio Groppi analizza un modello in araldit su banco fotoelastico (metà anni Settanta)

■■ Gaetano Boschetti insieme al Professor Giulio Belloni in occasione del Pranzo di Natale (anni Settanta)

■■ Festeggiamenti insieme a colleghi e amici in occasione della laurea dell’Ing. Luigi De Alberti – per anni Responsabile del personale tecnico del Dipartimento (anni Settanta)

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■■ Prove su Schenck Hydropuls effettuate agli inizi degli anni Ottanta

■■ Biglietto di saluto da parte della Sezione di Costruzione di Macchine e Veicoli in occasione del pensionamento del Professor Paolo Clerici e del Professor Michele Sangirardi

■■ Ricerche sulla fotoelasticità e relative applicazioni nell’analisi dei campi di deformazione di manufatti meccanici

■■ Ricerche nell’ambito delle trasmissioni ad ingranaggi con particolare riferimento al fenomeno del pitting. Scopo della ricerca è la determinazione sperimentale delle caratteristiche di resistenza a flessione e a usura di ruote dentate in materia plastica

■■ Sistemi di condizionamento e registrazione dati per prove sperimentali (1986)

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■■ Corso di istruzione permanente sulla vibrazione delle macchine tenuto dal Professor Diana intorno alla metà degli anni Ottanta

■■ Corso di istruzione permanente sulla fotoelasticità tenuto dal Professor Mondina intorno alla metà degli anni Ottanta

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■■ Gilberto, primo robot al mondo con comando vocale e riconoscimento visivo (1981) sviluppato insieme a tesisti e con i primi computer Apple

■■ Telechirurgia robotica transoceanica tra Milano e Pasadena (JPL nasa) avvenuta nel luglio 1993 ■■ Prove sperimentali in Barhain per lo studio dinamico di condutture in alta pressione

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■■ Convegno sui “Problemi di progettazione meccanica e di analisi comportamentale” in onore di Antongiulio Dornig (7 giugno 1990 – Politecnico di Milano) tenutasi nell’allora sala Consiglio del Dipartimento

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■■ Inaugurazione dell’edificio meglio noto come “La palazzina nuova” in cui si è trasferita l’amministrazione a metà degli anni Novanta. Le foto che ritraggono il personale docente e tecnico-amministrativo sono state scattate all’interno dei laboratori situati al piano terra della struttura

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■■ Lezione tenuta intorno agli anni Novanta presso il Cinema Leonardo

■■ Concerto organizzato dai docenti e dal personale tecnico-amministrativo durante l’inaugurazione della “Palazzina nuova” – avvenuta in concomitanza con il periodo natalizio – per festeggiare l’arrivo nella nuova sede

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■■ Modello aeroelastico in scala del ponte sullo stretto di Messina con sistema di eccitazione dinamica

■■ Prove sperimentali presso il Danish Maritime Institute (DMI) di Copenhagen per la ricerca sul comportamento aeroelastico di ponti sospesi

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■■ Missione sul ponte Humber (Danimarca) per prove sull’aerodinamica di ponti sospesi

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■■ Ricerche per la realizzazione del ponte sullo stretto di Messina: modello sezionale per gli studi aerodinamici e d’interazione con i veicoli presso la Galleria del Vento FIAT e prove strutturali presso l’ISMES

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■■ Modello dinamometrico sezionale dell’impalcato del ponte di Messina sviluppato per i test in galleria del vento

■■ Prove nella galleria del vento della ditta “Salvi A. & C. S.p.A.” su modello sezionale dell’Akashi-Kaikyo Bridge

■■ Il Premio Nobel Rita Levi Montalcini in visita al Dipartimento (1993)

■■ Prove nella galleria del vento della ditta “Salvi A. & C. S.p.A.” su modello dell’Hunber Bridge con generatore attivo di turbolenza

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■■ Cena al ristorante Savini di Milano con una delegazione di ingegneri giapponesi della Honshu Shikoku Bridge Authority (1990)

■■ Visita ufficiale alla galleria del vento dell’Università di Kyoto – Prof. M. Matsumoto (1997)

■■ Prove su torri di raffreddamento Enel presso la galleria del vento di Pininfarina (anni Novanta)

■■ Ricerche di base e applicazione dell’interazione fra correnti marine e conduttori sommersi al fine di ridurre i danneggiamenti per distacco di vortici. Nelle foto sono visibili le fasi di posa dei cavi energia per i quali il Dipartimento di Meccanica ha studiato sistemi per la riduzione delle vibrazioni (attraversamento Java-Bali)

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■■ Momenti conviviali tra colleghi

■■ Professor Marzio Falco, schermidore e direttore del Dipartimento dal 1998 al 2001 insieme ad alcuni colleghi. Tra i temi di ricerca di maggior interesse si ricorda l’interazione fluido-struttura.

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■■ Colleghi del Dipartimento agli inizi degli anni 2000

■■ Prove su Ferrari F355

■■ Visita di studenti ad Arezzo Corse (1998)

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■■ Scatti durante momenti di pausa dall’attività di ricerca

■■ Caricatura del Professor Diana e del Professor Cheli disegnata da una studentessa ■■ Prove dinamiche in ambito ferroviario: al banco prova assili di Lucchini (Lovere) e in linea su carro merci da miniera in Svezia (2002)

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■■ Dottorandi e ricercatori del Dipartimento di Meccanica a Taormina durante il Congresso AIMETA nel settembre 2001

■■ Docenti e dottorandi del Dipartimento di Meccanica a Lanusei per il Congresso di Misure Meccaniche e Termiche nel settembre 2003

■■ Il Professor Walter Nicodemi mentre consegna il Premio Daccò al Professor Carlo Mapelli (2002) e alla cerimonia di conferimento dei diplomi di Dottore di Ricerca (2004)

■■ Il Professor Walter Nicodemi con il Professor Raffaello Zoja al Convegno AIM sulla siderurgia negli anni Sessanta

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■■ Il Professor Rovetta con il Premio Nobel John Eccles durante il Congresso Internazionale di Neurobiologia Teoretica tenutosi al Politecnico di Milano del febbraio 1992

■■ Il Prof. Rovetta insieme al Premio Nobel Rita Levi Montalcini per una cooperazione riguardante la neurologia applicata all’intelligenza artificiale nel 2010

■■ Pechino 2014, prima raccolta rifiuti umida robotizzata ■■ Peer Review del Dipartimento (anno 2007)

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■■ Inaugurazione dell’edificio Sesini del Dipartimento di Meccanica avvenuta il 22 novembre 2008

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■■ Inaugurazione dell’edificio Bertolini dopo la ristrutturazione (2014)

■■ Delegazione della Fondazione Parizzi in visita al Dipartimento (2012)

BibliografiaBollettini dell’Associazione fra gli ex-Allievi del Politecnico di Milano, Milano, 1865-1913

L’opera degli ex-Allievi del Politecnico di Milano, Milano, 1914

Ingegneri ed architetti ex-Allievi del Politecnico di Milano, Milano, 1933

Oltre venticinque anni di attività dell’Istituto di Costruzione delle Macchine del R. Politecnico di Milano (1912-1939 XVII), Milano, 1939

Lori F., Storia del R. Politecnico, Milano 1941

Il Centenario del Politecnico di Milano 1863-1963, Milano, 1963

Il Politecnico di Milano 1863-1914, Milano, Electa, 1981

Il Politecnico di Milano, Milano, 1985

Disegni di Macchine. Evoluzione di un linguaggio nello sviluppo della tecnica, Catalogo della Mostra, Udine 1986, Milano 1987

125° del Politecnico di Milano, Milano, 1988

Capello A., Studi e ricerche nel settore meccanico in Il Politecnico di Milano nella storia italiana (1914-1963), Milano, Rivista Milanese di Economia, ottobre-dicembre 1988

Massa E., Antongiulio Dornig, Milano, Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere, 1988

Masotti A., Rovida E., Italo Bertolini, Milano, Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere, 1989

Massa E., Ottorino Sesini, Milano, Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere, 1990

1962-1992: 30 anni di Fondo Falck, 1992

Capello A., Rovida E., Industria Meccanica in Innovazione e sviluppo a Milano, Milano, Associazione Interessi Metropolitani, 1996

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Dal Politecnico di Milano protagonisti e grandi progetti, Milano, 2003

Brunetti R., Rovida E., La Sezione Disegno tecnico del Museo Lombardo di Storia dell’Agricoltura, Milano, 2006

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www.mecc.polimi.it