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Tecnologia MeccanicaTecnologia Meccanica1
Tecnologia Meccanica
UniversitUniversitàà di Bergamodi BergamoFacoltFacoltàà di Ingegneriadi Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Laurea in Ingegneria Gestionale
Anno Accademico 2008-09
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La TECNOLOGIA MECCANICA, o meglio le TECNOLOGIE DI LAVORAZIONE MECCANICA,costituiscono l’insieme dei processi che permettono la trasformazione di grezzi o di semilavorati in prodotti finiti.Attraverso le Tecnologie meccaniche diviene possibile il passaggio dal progetto di una parte alla sua realizzazione fisica. Le Tecnologie di lavorazione meccanica sono quindi di base per poter “PRODURRE”.
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Materie primeComponenti
DALLE FUNZIONI AL PRODOTTODALLE FUNZIONI AL PRODOTTO
PROGETTAZIONE
PRODUZIONE
Specifiche
Funzioni
Prodotto
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IL PRODOTTO…..
Realizzazione concreta e tangibile di un’idea,
capace di attuare funzioni reali
Esempi: motore a combustione interna, pentola, elettrodomestico, etc.
Se il prodotto deve essere immesso nel mercato, esso
deve essere realizzato in termini economicamente validi,
riferiti al suo intero ciclo economico di vita
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PRODOTTO
Idea e Funzioni
Caratteristiche materiali e componenti- Fisiche
- Resistenziali
- Costo
Tecnologie- di lavorazione
- di unione
- di protezione
Costo delle fasi
Costo globale- costo iniziale
- costo di esercizio
…………I SUOI ELEMENTI
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Materiali
Tecnologie
Costi
PRODOTTO
LA REALIZZAZIONE DI UN PRODOTTO
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Anello di congiunzione necessario per
concretizzare le idee e
realizzare le funzioni attraverso
la TRASFORMAZIONE dei materiali
LE TECNOLOGIE
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Esempi:• Trasformazione di forma e dimensioni
(macro-geometria della parte)
• Trasformazione del grado di finitura di una superficie(micro-geometria della parte)
• Trasformazione delle caratteristiche meccaniche(durezza, carico di rottura, etc.)
• Trasformazione di stato, di temperatura, etc.
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Sistemi convenzionali di lavorazione meccanica:
1) Asportazione di materiale
2) Deformazione plastica a caldo o a freddo
3) Cambiamento dello stato fisico del materiale
4) Compattazione meccanica di materiale pulvurulento in uno stampo
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Tipologie di prodotto:
Semplice (1 componente, 1 materiale, 1 tecnologia)
Complesso (Nc componenti, Nm materiali, Nt tecnologie)
Materiali Tecnologie
PRODOTTO
COSTO
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1) In legnotornitura di un tronchetto e successiva decorazione
2) Metallico spiraliformedeformazione plastica a freddo mediante avvolgimento di un filo d’acciaio, successivamente verniciato
Esempio prodotto: IL PORTAUOVOProdotto semplice (monofunzione, monomateriale, monotecnologico)
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3) Metallico (lamiera d’acciaio)imbutitura di una lamiera d’acciaio inossidabile
4) Metallico (lamiera d’alluminio)imbutitura e piegatura di una lamiera d’alluminio
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5) Plastico materiale plastico iniettato in vari stampi
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7) Porcellanaformatura a freddo, cottura e decorazione
6) Vetro riscaldamento del materiale e formatura plastica
E’ evidente lo stretto collegamento tra materiale, forma che realizza la
funzione, tecnologia di ottenimento e costo di ciascun prodotto
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Esempio 2 – Ancora un prodotto “monocomponente”
Nonostante l’intrinseca semplicità,il prodotto dovrà rispettare i requisiti di progetto in termini di:funzionalità, forma e aspetto estetico
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• Materiale
• Sezione filo
• Diametro filo
• Finitura
• Processo produttivo
• Dimensione lotto di produzione
Esempio 2 – SCELTE PROGETTUALI
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• Il materiale sopporterà la piegatura senza rompersi?
• Il filo potrà essere tagliato senza provocare usura eccessiva dell’utensile?
• Il taglio provocherà bave?
• Qual è il sistema di produzione piùeconomico per realizzare il lotto richiesto ed essere competitivi?
Esempio 2 – PROBLEMI TECNOLOGICI
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• PROCESSO TECNOLOGICO
• MACCHINE UTENSILI
• UTENSILI
• ATTREZZATURE
Esempio 2 – SCELTE NECESSARIE PER LA PRODUZIONE
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esempio: la bicicletta
Componenti complessi (Nc componenti, Nm materiali, Nt tecnologie)
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Altri esempi: la turbina per propulsione aerea
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Altri esempi:
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COMPONENTI
In fase di progettazione il prodotto finale va pensato suddiviso nei diversi componenti in modo che ciascuno di essi
- sia realizzabile con materiali adatti alle sue funzioni
- sia assiemabile agli altri in modo opportuno
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MATERIALICaratteristiche da conoscere:
- fisiche
- resistenziali meccaniche
- tecnologiche
- di componibilità
- di resistenza alla corrosione
- di finitura e di protezione superficiale
- compatibilità a trattamenti termici
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TECNOLOGIE
Conoscere i parametri operativi delle lavorazioni prescelte alle quali sottoporre i materiali
- asportazione di truciolo (fresatura, tornitura, ecc.)
- deformazione plastica a caldo e a freddo (fucinatura, imbutitura, ecc.)
- per variazione di stato fisico (fusione, iniezione, ecc.)
- per compattazione di materiale in polvere e innalzamento della temperatura del compattato (sinterizzazione)
Conoscere i parametri operativi per le tecniche di unione (saldatura, brasatura, aggraffaggio, chiodatura, incollaggio, ecc.)
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La realizzazione di un PRODOTTO
Componenti
-Tipologia
- Quantità
Materiali
-Tipologia
- Quantità
Fasi tecnologiche
Costo degli elementi
Per rendere concreto, anche in termini economici, un generico prodotto reale, più o meno complesso, dobbiamo considerare nel loro insieme quattro
aggregazioni elementari
Strettamente correlate tra loro e tutte presenti nel prodotto reale, anche in termini economici
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COSTO
Ciascuna fase realizzativa di un prodotto (progettazione, materiali, costruzione, imballaggi e trasporti, installazione e messa in opera, ecc.) ha un costo la cui somma fornisce il COSTO INIZIALE (CI)
CI = Cf1 + Cf2 + ….. + Cfn = ∑=
n
fCf
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CI = costo iniziale
Cf1 = costo della fase 1
n = numero delle fasi realizzative
Il costo iniziale è legato alle scelte realizzative del prodotto in termini di materiali e tecnologie ed è
calcolabile all’atto della sua progettazione
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Durante l’intero ciclo di vita del prodotto, esso ha altri costi (CV)
- costi di manutenzione
- costi delle perdite causate dal “fuori servizio”
- costi di sostituzione delle parti usurate
Al termine del ciclo di vita, il prodotto possiede un valore residuo (VR)
- positivo (se può essere ancora utilizzato)
- negativo (costi si smantellamento e smaltimento)
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CE = CI + CV + VR
CE = costo di esercizio
CI = costo iniziale
CV = costo durante l’utilizzo
VR = valore residuo del prodotto
COSTO DI ESERCIZIO di un prodotto
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CI = costi iniziali
pv (CE) = costi di esercizio attualizzati
LCC = CI + pv (CE)
LIFE CYCLE COST di un prodottoè un parametro economico valutabile come
Scelte progettuali
(materiali, tecnologie)
Il trinomio progetto – materiali – tecnologie deve essere pilotato verso “prodotti realmente economici”
rispetto al loro ciclo di vita
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