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    Alessandro GRECO

    Insegnamento di PROTOTIPAZIONE VIRTUALE NELLO SVILUPPO PRODOTTO

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA GESTIONALE

    SSD: ING-IND/15

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Modellazione solida e con superfici con sistemi parametrici e ibridi. Direct Modeling e tecniche di modellazione avanzata. Sviluppo di modelli 3D del prodotto con approccio top-down.
    Progettazione delle tolleranze: Geometric Product Specification (GPS), tolleranze geometriche e catene di tolleranze 2D e 3D. Sistemi Computer-aided Tolerancing (CAT).
    Tecniche Model-Based Definition (MBD) per la documentazione 3D del prodotto.
    Cenni su integrazione CAD-CAE. Dal modello geometrico all’analisi numerica e ritorno.
    Reverse Engineering, sistemi hardware e software per la digitalizzazione di oggetti fisici, tecniche di ricostruzione e ri-modellazione a partire da nuvole di punti.
    Dal modello digitale al prodotto fisico con le tecniche di Additive Manufacturing (AM).
    Cenni su Digital Human Modeling e Digital Factory.

    Testi di riferimento

    - E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Voll.1 (ISBN: 9788842674436) e 2 (ISBN: 9788842670285), Il Capitello, Torino, 2018.
    - Kuang-Hua Chang, e-Design - Computer-Aided Engineering Design, ISBN 978-0-12-382038-9, Academic Press, 2015
    - Kuang-Hua Chang, Product Performance Evaluation using CAD/CAE, ISBN 978-0-12-398460-9, Academic Press, 2013
    - Dispense a cura del docente.

    Obiettivi formativi

    Fornire le nozioni sulle tecniche e gli strumenti digitali per la descrizione del prodotto virtuale seguendo il ciclo di sviluppo prodotto. Fornire gli strumenti per definire i requisiti del prodotto e descrivere l’intero modello in accordo a tali requisiti. Fornire le conoscenze per l’uso e la gestione di tecniche e strumenti per la digitalizzazione del prodotto, la sua fabbricazione con tecniche additive e la sua presentazione con tecniche virtuali.

    Prerequisiti

    Fondamenti di disegno tecnico e elementi di CAD, progettazione assistita e tecnologia dei materiali.

    Metodologie didattiche

    Il Corso si articola su tre ambiti didattici correlati: lezioni frontali, relative ai concetti sulla definizione e gestione del modello virtuale; attività di esercitazione in aula sulla modellazione e ricostruzione al CAD; attività di laboratorio relative al reverse engineering e alla stampa 3D (additive manufacturing).

    Metodi di valutazione

    La capacità degli studenti di saper definire il prototipo virtuale di un prodotto e analizzarne lo sviluppo è verificata attraverso la valutazione di un progetto assegnato ad ogni studente che l'interessato inizierà ad elaborare durante il corso con la supervisione del docente.
    In sede di esame lo studente dovrà dimostrare di saper descrivere le funzioni del prodotto virtuale e le fasi della sua prototipazione attraverso una dettagliata relazione scritta e una presentazione a voce.
    Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di saper presentare il modello virtuale del prodotto e analizzare le fasi salienti del suo sviluppo con strumenti virtuali che possono includere CAD, CAE, CAT, RE e VR.

    Altre informazioni

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

    Programma del corso

    Richiami di modellazione CAD 2D e 3D e presentazione di strumenti avanzati di modellazione solida e con superfici con tecniche parametriche e ibride. Modellazione diretta.
    Modellazione CAD con approccio top-down: dai requisiti di prodotto ai modelli dettagliati dei componenti.
    Progettazione delle tolleranze in accordo alla normativa ISO e ASME sul GD&T e il GPS. Dai requisiti di prodotto alla quotatura funzionale; catene di tolleranze 2D e 3D in ambienti CAT (Computer-aided Tolerancing).
    Tecniche Model-Based Definition (MBD) per la documentazione 3D del prodotto.
    Cenni di integrazione tra ambienti CAD e CAE per la modellazione e la simulazione del prodotto in maniera associativa e bidirezionale.
    Dal modello fisico al modello digitale con le tecniche di Reverse Engineering (RE). Architetture hardware e software per il RE. Tecniche di ricostruzione a partire dalle nuvole di punti.
    Dal modello digitale al modello fisico con le tecniche di Additive Manufacturing (AM). Tecnologie esistenti e accorgimenti per la stampa 3D.
    Cenni su Digital Human Modeling e Digital Factory.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Solid and surface CAD modeling with parametric and hybrid systems. Direct modeling and elements of advanced CAD modeling. Product development with top-down approach.
    Tolerance design according to Geometric Product Specification (GPS); Computer-aided Tolerancing (CAT).
    Model based Definition techniques for 3D product documentation.
    Elements of bi-associative CAD-CAE integration.
    Reverse Engineering, HD and SW tools for object digitalization and reconstruction from clouds of points.
    From digital model to physical model with Additive Manufacturing techniques.
    Elements of Digital Human Modeling and Digital Factory.

    Textbook and course materials

    - E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, Voll.1 (ISBN: 9788842674436) e 2 (ISBN: 9788842670285), Il Capitello, Torino, 2018.
    - Kuang-Hua Chang, e-Design - Computer-Aided Engineering Design, ISBN 978-0-12-382038-9, Academic Press, 2015
    - Kuang-Hua Chang, Product Performance Evaluation using CAD/CAE, ISBN 978-0-12-398460-9, Academic Press, 2013
    - Slides from the teacher.

    Course objectives

    Provide knowledge on digital techniques and tools for product definition following the product development cycle.
    Provide tools for product requirements definition and description of the whole model according to those requirements.
    Provide knowledge for using and managing techniques and tools for product digitalization, its manufacturing process with additive techniques and its presentation in virtual reality.

    Prerequisites

    Fundamentals of engineering drawing and elements of CAD, machine design and manufacturing technology.

    Teaching methods

    Classes are subdivided into three correlated sections: theory, related to the concepts of definition and management of the virtual model; class practice related to CAD modeling and reconstruction; lab activity on reverse engineering and additive manufacturing.

    Evaluation methods

    A 3D modeling project will be assigned to each student to evaluate his/her ability to properly define the virtual product prototype and analyze its process development.
    This task will start during the course under the teacher supervision and will be end at home. During the final test the student will be asked to describe the virtual product from a functional point of view and the prototyping phases by using a written report and a live presentation.
    The exam will be passed if the student will be able to demonstrate his/her ability to present the virtual model of the product and analyze the main development phases with virtual tools that may include CAD, CAE, CAT, RE and VR.

    Other information

    For the nature of the course it is strongly suggested to attend all the theory/practice lessons.

    Course Syllabus

    Recall of fundamentals of 2D and 3D CAD modeling and presentation of advanced tools of solid and surface modeling with parametric and hybrid techniques. Direct Modeling.
    Product development with top-down approach: from key functional requirements to detailed modeling of components.
    Tolerance design according to ISO and ASME standards. Geometric Product Specification (GPS) and Computer-aided Tolerancing (CAT) for 2D and 3D tolerance stack-up. Model based Definition techniques for 3D product documentation.
    Elements of CAD-CAE bi-associative integration for product modeling and simulation. From CAD to CAE and back.
    From physical model to digital model by Reverse Engineering techniques. HD and SW tools for object digitalization and reconstruction from clouds of points.
    From digital model to physical model with Additive Manufacturing techniques. Actual technologies and strategies for 3D printing.
    Elements of Digital Human Modeling and Digital Factory.

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