ITALIANO

L’insegnamento introduce i principi della rappresentazione geometrica del prodotto quale linguaggio della progettazione ingegneristica, guidando progressivamente lo studente dall’osservazione dell’oggetto reale alla sua rappresentazione mediante schizzo tecnico, modellazione CAD tridimensionale, documentazione tecnica bidimensionale e ricostruzione digitale.
Il corso integra i fondamenti del Disegno Industriale con le moderne tecniche di modellazione parametrica e Reverse Engineering, ponendo particolare attenzione al ruolo della rappresentazione geometrica nello sviluppo di prodotti e dispositivi di interesse bioingegneristico.

Saranno affrontati i seguenti argomenti:
• principi della comunicazione tecnica e della rappresentazione geometrica;
• schizzo tecnico a mano libera quale strumento di analisi, progettazione e comunicazione;
• modellazione parametrica CAD tridimensionale;
• rappresentazione mediante viste ortogonali, sezioni e quotatura ricavate dal modello tridimensionale;
• documentazione tecnica del prodotto;
• elementi di collegamento meccanici;
• cenni sul comportamento dei materiali e sulle principali tecnologie di lavorazione;
• modellazione di assiemi;
• modellazione di geometrie free-form;
• Reverse Engineering e ricostruzione digitale di componenti di interesse bioingegneristico.

• E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Torino, Vol.1 (ISBN: 9788842677703) e Vol.2 (ISBN: 9788842677710), Il Capitello, 2022.
• Norme UNI-EN-ISO (www.uni.com)
• Dispense a cura del docente e rese disponibili alla pagina web del corso.

Gli obiettivi formativi sono declinabili attraverso i c.d. descrittori di Dublino.

+ Conoscenza e capacità di comprensione
Il corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali della rappresentazione geometrica del prodotto, del Disegno Industriale e della modellazione parametrica tridimensionale quali strumenti complementari per la progettazione, la documentazione tecnica e lo sviluppo di prodotti di interesse bioingegneristico.
Lo studente acquisirà inoltre le basi del Reverse Engineering e comprenderà il ruolo delle moderne tecnologie digitali nella rappresentazione e ricostruzione di oggetti fisici.

+ Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente deve essere in grado di rappresentare un prodotto mediante schizzo tecnico, modello CAD tridimensionale e relativa documentazione tecnica bidimensionale, scegliendo la modalità di rappresentazione più idonea nelle diverse fasi del processo progettuale.
Deve inoltre essere in grado di interpretare elaborati tecnici, applicare correttamente le norme di rappresentazione e produrre la documentazione tecnica derivata dal modello CAD.

+ Autonomia di giudizio
Lo studente deve essere in grado di valutare criticamente le diverse modalità di rappresentazione di un prodotto, individuando la soluzione più efficace ai fini della comunicazione tecnica, della progettazione e dello sviluppo del prodotto.

+ Abilità comunicative
Lo studente deve essere in grado di comunicare idee progettuali mediante schizzi tecnici, modelli CAD ed elaborati grafici, utilizzando correttamente il linguaggio tecnico proprio della disciplina.

+ Capacità di apprendimento
Al termine del corso lo studente dispone degli strumenti metodologici necessari per approfondire autonomamente l'utilizzo dei sistemi CAD, delle tecnologie di acquisizione tridimensionale e delle metodologie digitali impiegate nello sviluppo dei prodotti biomedicali.

Nessuno.

L’insegnamento integra lezioni frontali ed esercitazioni pratiche sviluppate secondo un percorso progressivo che conduce lo studente dall’osservazione dell’oggetto reale alla sua rappresentazione geometrica e digitale.
Le esercitazioni prevedono l’utilizzo complementare dello schizzo tecnico a mano libera, della modellazione parametrica CAD tridimensionale e della successiva produzione della documentazione tecnica bidimensionale, applicati a componenti e sistemi di interesse bioingegneristico.
Le attività di laboratorio comprendono inoltre esercitazioni di Reverse Engineering mediante acquisizione e ricostruzione digitale di oggetti fisici.

La capacità degli studenti di osservare, interpretare e rappresentare componenti di crescente complessità sarà valutata attraverso le esercitazioni svolte durante il corso e una prova grafico-pratica da sostenere all'esame.
La prova consiste nella realizzazione di uno schizzo tecnico, nella modellazione parametrica CAD tridimensionale del componente assegnato e nella produzione della relativa documentazione tecnica bidimensionale.
A valle della valutazione della prova grafico-pratica e delle esercitazioni seguirà una discussione orale sui contenuti fondamentali del corso.

Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di:
• saper rappresentare un componente mediante schizzo tecnico;
• saper modellare correttamente il componente mediante CAD tridimensionale;
• saper produrre la documentazione tecnica derivata dal modello;
• conoscere i principi della rappresentazione tecnica, della modellazione parametrica, dei principali elementi di collegamento meccanici e delle tecniche di Reverse Engineering.

È consentito usare prontuari, testi o materiali didattici durante la prova? NO
È consentito l’uso di strumenti o materiale informatico (PC, tablet, etc.)? SI, limitatamente allo svolgimento della prova CAD.

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

Materiali di supporto online SI
Slides usate dal docente caricate su Teams dell’insegnamento SI
Attività di tutorato NO
Insegnamento mutuato NO

1. La rappresentazione geometrica del prodotto (4 ore)
La comunicazione tecnica nel processo di progettazione e sviluppo del prodotto.
Osservazione e interpretazione della forma.
Lo schizzo tecnico a mano libera quale strumento di analisi e comunicazione.
Fondamenti della rappresentazione geometrica.

2. Costruzione del modello digitale (12 ore)
Principi e tecniche della progettazione assistita dal calcolatore.
Caratteristiche dei sistemi CAD con riferimento a software commerciali di largo impiego.
Schizzi parametrici.
Vincoli geometrici e dimensionali.
Modellazione feature-based.
Metodi per la modellazione solida: cenni su B-rep, CSG e Sweep.
Modellazione parametrica di parti.

3. Dal modello tridimensionale alla documentazione tecnica (10 ore)
Rappresentazione mediante proiezioni ortogonali.
Scelta delle viste.
Sezioni.
Quotatura funzionale, tecnologica e di collaudo.
Cenni sulle tolleranze dimensionali.
Produzione della documentazione tecnica bidimensionale derivata dal modello CAD.
Scambio dati tra sistemi CAx.

4. Modellazione di assiemi e componenti (8 ore)
Elementi di collegamento filettati.
Principi di funzionamento, caratteristiche e rappresentazione.
Modellazione di assiemi con approccio bottom-up e top-down.
Documentazione tecnica degli assiemi.

5. Materiali e fabbricazione (4 ore)
Cenni sui materiali di impiego nell'ingegneria biomedica.
Classificazione dei materiali.
Proprietà meccaniche.
Trattamenti termici e superficiali.
Principali tecnologie di lavorazione.
Relazione tra materiale, processo produttivo e progettazione del componente.

6. Geometrie avanzate e Reverse Engineering (10 ore)
Cenni sulla modellazione di curve e superfici a forma libera.
Modellazione free-form e diretta.
Reverse Engineering: principi, tecniche e strumenti.
Acquisizione tridimensionale di oggetti fisici.
Ricostruzione digitale di componenti di interesse bioingegneristico.

ESERCITAZIONI
Le esercitazioni accompagneranno progressivamente lo studente dall'osservazione dell'oggetto reale alla sua rappresentazione geometrica e digitale.
Le attività comprenderanno:
• elaborazione di schizzi tecnici a mano libera;
• modellazione parametrica CAD tridimensionale di componenti meccanici;
• produzione della documentazione tecnica bidimensionale derivata dal modello;
• applicazione delle regole di rappresentazione, sezionamento e quotatura;
• scelta e rappresentazione dei principali elementi di collegamento meccanici;
• modellazione di assiemi;
• ricostruzione del modello CAD tridimensionale di componenti acquisiti mediante sistemi di scansione ottica.

L'intero percorso esercitativo è finalizzato allo sviluppo della capacità di passare in modo consapevole dall'oggetto reale alla sua rappresentazione tecnica e digitale e viceversa.

Italian

The course introduces the principles of geometric product representation as the language of engineering design, progressively guiding students from the observation of a real object to its representation through freehand technical sketching, three-dimensional CAD modelling, two-dimensional technical documentation, and digital reconstruction.
The course integrates the fundamentals of Industrial Technical Drawing with modern parametric modelling and Reverse Engineering techniques, with particular emphasis on the role of geometric representation in the development of biomedical products and devices.

The following topics will be covered:
• principles of technical communication and geometric representation;
• freehand technical sketching as a tool for analysis, design, and communication;
• three-dimensional parametric CAD modelling;
• representation through orthographic views, sections, and dimensioning derived from the three-dimensional model;
• product technical documentation;
• mechanical fastening elements;
• fundamentals of materials behaviour and the main manufacturing technologies;
• assembly modelling;
• free-form geometry modelling;
• Reverse Engineering and digital reconstruction of components of biomedical interest.

• E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Torino, Vol. 1 (ISBN: 9788842677703) and Vol. 2 (ISBN: 9788842677710), Il Capitello, 2022.
• UNI-EN-ISO Standards (www.uni.com)
• Lecture notes prepared by the lecturer and made available through the course web page.

The educational objectives are defined according to the Dublin Descriptors.

+ Knowledge and understanding
The course aims to provide students with the fundamental knowledge of geometric product representation, Industrial Technical Drawing and three-dimensional parametric modelling as complementary tools for the design, technical documentation and development of biomedical products.
Students will also acquire the fundamentals of Reverse Engineering and understand the role of modern digital technologies in the representation and reconstruction of physical objects.

+ Applying knowledge and understanding
Students must be able to represent a product through freehand technical sketching, a three-dimensional CAD model and the corresponding two-dimensional technical documentation, selecting the most appropriate representation method according to the different stages of the design process.
Students must also be able to interpret technical drawings, correctly apply technical drawing standards, and produce technical documentation derived from the CAD model.

+ Making judgements
Students must be able to critically evaluate different methods for representing a product, identifying the most effective solution for technical communication, design, and product development.

+ Communication skills
Students must be able to communicate design ideas through technical sketches, CAD models, and technical drawings, using the appropriate technical language of the discipline.

+ Learning skills
At the end of the course, students will possess the methodological tools required to further develop independently their knowledge of CAD systems, three-dimensional acquisition technologies, and digital methodologies employed in biomedical product development.

None.

The course integrates lectures and practical activities developed through a progressive learning path that guides students from the observation of a real object to its geometric and digital representation.
Practical activities combine freehand technical sketching, three-dimensional parametric CAD modelling, and the subsequent generation of two-dimensional technical documentation, applied to components and systems of biomedical interest.
Laboratory activities also include Reverse Engineering exercises involving the acquisition and digital reconstruction of physical objects.

Educational trips NO
Team study YES

Students' ability to observe, interpret and represent components of increasing complexity will be assessed through the practical activities carried out during the course and a practical graphical examination.
The examination consists of producing a freehand technical sketch, developing the three-dimensional parametric CAD model of the assigned component, and generating the corresponding two-dimensional technical documentation.
Following the evaluation of the practical examination and the course activities, students will take an oral examination covering the fundamental topics of the course.

To pass the examination, students must demonstrate that they are able to:
• represent a component through freehand technical sketching;
• correctly model the component using three-dimensional CAD;
• produce technical documentation derived from the CAD model;
• demonstrate knowledge of the principles of technical representation, parametric modelling, the main mechanical fastening elements, and Reverse Engineering techniques.

Is it permitted to use handbooks, textbooks or teaching material during the examination? NO
Is the use of computers or electronic devices (PCs, tablets, etc.) permitted during the examination? YES, limited to the CAD practical examination.

Due to the practical nature of the course, attendance at lectures and laboratory activities is strongly recommended.

Support material online YES
Lecture slides uploaded to the course Microsoft Teams platform YES
Tutoring activities NO
Shared course NO

1. Geometric product representation (4 hours)
Technical communication in the product design and development process.
Observation and interpretation of shape.
Freehand technical sketching as a tool for analysis and communication.
Fundamentals of geometric representation.

2. Construction of the digital model (12 hours)
Principles and techniques of Computer-Aided Design.
Main characteristics of CAD systems with reference to widely adopted commercial software.
Parametric sketches.
Geometric and dimensional constraints.
Feature-based modelling.
Solid modelling methods: introduction to B-rep, CSG and Sweep.
Parametric modelling of parts.

3. From the three-dimensional model to technical documentation (10 hours)
Orthographic projections.
Selection of views.
Sections.
Functional, technological, and inspection dimensioning.
Introduction to dimensional tolerances.
Generation of two-dimensional technical documentation from the CAD model.
Data exchange between CAx systems.

4. Assembly and component modelling (8 hours)
Threaded fastening elements.
Operating principles, characteristics and representation.
Assembly modelling using bottom-up and top-down approaches.
Assembly technical documentation.

5. Materials and manufacturing (4 hours)
Introduction to materials used in Biomedical Engineering.
Materials classification.
Mechanical properties.
Heat and surface treatments.
Main manufacturing technologies.
Relationship between material selection, manufacturing process and component design.

6. Advanced geometries and Reverse Engineering (10 hours)
Introduction to free-form curves and surfaces.
Free-form and direct modelling.
Reverse Engineering: principles, techniques and tools.
Three-dimensional acquisition of physical objects.
Digital reconstruction of components of biomedical interest.

PRACTICAL ACTIVITIES
Practical activities progressively guide students from the observation of a real object to its geometric and digital representation.
Activities include:
• freehand technical sketching;
• three-dimensional parametric CAD modelling of mechanical components;
• generation of two-dimensional technical documentation derived from the CAD model;
• application of representation rules, sectioning, and dimensioning;
• selection and representation of the main mechanical fastening elements;
• assembly modelling;
• reconstruction of three-dimensional CAD models of components acquired through optical scanning systems.

The entire practical programme is aimed at developing the ability to move consciously from the real object to its technical and digital representation, and vice versa.