ITALIANO

Fondamenti della Rappresentazione Tecnica, Normativa di riferimento, Sezioni e Quotatura. Rappresentazione e designazione di Elementi di collegamento filettati. Cenni su materiali e tecnologie di lavorazione. Modellazione CAD 3D solida e free-form. Reverse Engineering.

- E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Torino, Vol.1 (ISBN: 9788842677703) e Vol.2 (ISBN: 9788842677710), Il Capitello, 2022. [https://www.capitello.it/libri/disegno-tecnico-industriale]
- Norme UNI-EN-ISO (www.uni.com)
- Dispense a cura del docente e rese disponibili alla pagina web del corso.

Fornire le basi sulla rappresentazione tecnica, sui collegamenti filettati, sui materiali e le tecnologie di lavorazione, con un focus sulla modellazione CAD 2D e 3D per la progettazione in ingegneria biomedica. Gli studenti apprenderanno le tecniche di modellazione CAD solida e free-form per rappresentare elementi e sistemi propri del settore. Gli studenti saranno inoltre introdotti ai processi di acquisizione dati di oggetti fisici e alla loro ricostruzione digitale tramite tecniche di Reverse Engineering.

Nessuno

L’insegnamento si articola su due ambiti didattici correlati: (i) le lezioni frontali, relative ai concetti teorici alla base della rappresentazione tecnica e degli organi di collegamento, e (ii) le esercitazioni volte ad acquisire l'abilità di rappresentare oggetti sia attraverso uno schizzo tecnico (in 2D) sia attraverso la modellazione CAD 2D e 3D. La modellazione 3D sarà impiegata anche per generare le forme reali a partire da oggetti acquisiti con tecniche di Reverse Engineering.

La capacità degli studenti di saper interpretare e rappresentare, a mano (con schizzi) e al CAD, elementi meccanici di complessità crescente sarà valutata attraverso le esercitazioni e la prova grafica da svolgere all’esame. A valle della valutazione della prova di modellazione e delle esercitazioni seguirà una discussione orale sui concetti fondamentali del corso come da programma.
Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di sapere schizzare in proiezioni ortogonali un componente meccanico, di saper modellare correttamente il componente e di saper riconoscere e classificare gli elementi di collegamento.

Per la natura del corso è fortemente consigliata la frequenza delle lezioni/esercitazioni.

La Comunicazione Tecnica nel ciclo di progettazione e sviluppo dei prodotti industriali.
Norme e strumenti per il disegno tecnico; metodi di proiezione e convenzioni di rappresentazione.
Sezioni: rappresentazione delle zone sezionate; tipologie e disposizione delle sezioni.
Quotatura: elementi della quotatura e disposizione delle quote; quotatura in serie, in parallelo, a coordinate e di particolari elementi; quotatura funzionale, tecnologica e di collaudo.

Cenni sulle tolleranze dimensionali.

Filettature: principio di funzionamento, caratteristiche principali e tipologie con designazione; lavorazione delle filettature; rappresentazione degli elementi filettati e quotatura.
Rappresentazione e classificazione dei collegamenti filettati.

Cenni sui materiali di uso nell’ingegneria biomedica, classificazione, trattamenti termici e superficiali, proprietà e prove meccaniche, principali tecnologie di lavorazione dei materiali.

Principi e tecniche che sono alla base della progettazione assistita dal calcolatore. Illustrazione delle caratteristiche dei sistemi CAD con specifico riferimento a sistemi commerciali di diffuso impiego.
Metodi per la modellazione nel piano: sistemi di drafting. Drafting avanzato (sistemi parametrici 2D constraint-based). Metodi per la modellazione solida nello spazio: cenni su B-rep, CSG, Sweep.
Sistemi parametrici e feature-based.
Cenni su metodi per la rappresentazione, curve e superfici a forma libera (free-form). La modellazione free-form e diretta.
La modellazione di assiemi con approccio bottom-up e top-down.
Documentazione del prodotto in 2D.
Cenni su scambio-dati tra sistemi CAx.

Reverse Engineering, tecniche e strumenti.

ESERCITAZIONI
Elaborazione di schizzi tecnici a mano libera e modellazione CAD 3D e 2D di elementi meccanici con applicazione dei contenuti caratterizzanti la quotatura. Scelta e rappresentazione di organi e collegamenti filettati. Ricostruzione del modello CAD 3D di elementi reale acquisiti con sistemi di scansione ottica.

ITALIAN

Fundamentals of Technical Representation, Standards, Cross-Sections and Dimensioning. Representation and designation of Threaded Fastening Elements. Notes on materials and processing technologies. 3D CAD solid and free-form Modeling. Reverse Engineering.

- E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Torino, Vol.1 (ISBN: 9788842677703) and Vol.2 (ISBN: 9788842677710), Il Capitello, 2022. [https://www.capitello.it/libri/disegno-tecnico-industriale]
- Stendards UNI-EN-ISO (www.uni.com)
- Slides from the teacher available at the teacher's web page.

Provide a foundation on technical representation, threaded fastenings, materials and manufacturing technologies, with a focus on 2D and 3D CAD modeling for design in biomedical engineering. Students will learn CAD solid and free-form modeling techniques to represent elements and systems specific to the field. Students will also be introduced to the processes of data acquisition of physical objects and their digital reconstruction using Reverse Engineering techniques.

None

Lessons are subdivided into two different but correlated sections: (i) lectures, related to the theoretical concepts underlying technical representation and fastening elements, and (ii) practice aimed at acquiring the ability to represent objects both through a technical sketch (in 2D) and through 2D and 3D CAD modeling. 3D modeling will also be employed to reconstruct the actual 3D shapes from objects acquired through Reverse Engineering techniques.

Students' ability to be able to interpret and represent, by freehand (with sketches) and on CAD, mechanical elements of increasing complexity will be assessed through the exercises carried out during the course and a graphic test conducted during the exam. An oral discussion on the fundamental concepts of the course as outlined in the syllabus will follow the evaluation of the modeling test and exercises.
To pass the exam, the student must demonstrate the ability to sketch a mechanical component in orthogonal projections, to model the component correctly, and to recognize and classify fastening elements.

It is strongly recommended to attend all the theory and practice lessons for the nature of the topics.

The role of the technical communication in the industrial product design.
Fundamentals of Technical Drawing; standards and tools for drawing; representation methods.
Cross sections: Cross sections: typology, location of views.
Dimensioning: elements of dimensioning and arrangement of dimensions; series, parallel, coordinate and particular elements dimensioning; Dimensioning techniques and guidelines.
Hints on dimensional tolerances.

Notes on dimensional tolerances.

Mechanical fastening: Threads and threaded fasteners; terminology, representation, specifications; threads manufacturing; dimensioning. Representation of threaded fasteners: bolts, studs and screws.

Notes on materials of use in biomedical engineering, classification, heat and surface treatments, mechanical properties and testing, main manufacturing technologies.

Principles and techniques of computer aided design. Presentation of the main features of CAD systems with reference to widely adopted commercial software.
2D modelling methods: drafting systems,. Advanced drafting (parametric constraint-based systems). 3D solid modelling: notes on B-rep, CSG, Sweep.
Parametric and feature-based CAD systems. Notes on mathematical representation methods of free-form curve and surface geometries.
Free-form and Direct modeling. Assembly modeling with bottom-up and top-don approach.
Technical documentation (2D) of the product.
Notes on data-exchange between CAx systems.

Reverse Engineering, techniques and tools.

PRACTICE
Freehand technical sketches and 3D and 2D CAD modeling of mechanical elements with application of content related to dimensioning. Selection and representation of threaded parts and fastening joints. Reconstruction of the 3D CAD model of actual components acquired with optical scanning systems.