Obiettivi e contenuti del corso

Il corso intende fornire le competenze necessarie per svolgere le attività di sviluppo prodotto con l’assistenza dei moderni strumenti informatici, ed è diviso in due parti. La prima è dedicata alla modellazione per solidi e superfici , strumento indispensabile per definire la morfologia dei componenti, ed alla definizione dell’architettura di assiemi. Particolare attenzione viene inoltre riservata alla modellazione parametrica, utile per la gestione di famiglie di parti e per applicazioni di proporzionamento e verifica automatiche. La seconda parte è dedicata alle tecniche di simulazione, sia strutturali, sia cinematiche e dinamiche, alla presentazione di alcune metodologie complementari quali Reverse Engineering, Rapid Prototyping, Virtual Reality, alle tecniche di integrazione delle informazioni digitali sul prodotto ed il relativo ciclo di vita (PDM, PLM). Il corso privilegia le attività di laboratorio durante le quali lo studente, con la guida del docente e di tutors, acquisisce familiarità con le tecniche e gli strumenti, realizzando e sviluppando esempi atti a chiarire ed applicare gli aspetti teorici.

Descrizione degli argomenti trattati

Processo di sviluppo prodotto e relativi strumenti. Le attività e gli strumenti “computer aided” per progettare; applicazioni industriali.

Introduzione alle tecniche ed agli strumenti CAD. Oggetto reali, modelli, rappresentazioni. Evoluzione storica delle tecniche “computer aided” per il disegno tecnico e la modellazione. Schemi di rappresentazione per solidi: modelli B-Rep e CSG. Documentazione tecnica di prodotto (modelli 3D, disegni tecnici e commerciali): esempi.

Modellazione geometrica delle macchine. Elementi di geometria computazionale: curve e superfici. Modellazione feature-based: le principali feature di modellazione. Approcci top-down e bottom-up. La modellazione di parti in lamiera. Modellazione di componenti di macchine: esempi.

Modellazione parametrica ed applicazioni. Tecniche di parametrizzazione. Modellazione di famiglie di parti. Rappresentazione di criteri di dimensionamento e verifica. Applicazioni di configurazione/progettazione automatiche: esempi.

Metodologie e strumenti di simulazione. L’integrazione di tecniche di modellazione e simulazione per il virtual prototyping. Classificazione delle tecniche e degli strumenti di simulazione. La simulazione e lo studio del movimento nelle macchine e nei meccanismi. Il modello geometrico e le verifiche strutturali. Esempi applicativi.

Evoluzione delle tecniche CA. Evoluzione delle tecniche “computer aided” per la progettazione. Sistemi knowledge based. Reverse Engineering. Rapid prototyping. Realtà virtuale.

Integrazione delle informazioni di prodotto nel sistema informativo aziendale. Formati di interscambio dati (IGES, STEP, DXF, STL, VRML) per sistemi di modellazione, simulazione, visualizzazione. Gestione delle informazioni di prodotto e integrazione nel sistema informativo aziendale (PDM). Evoluzione di dati ed informazioni durante il ciclo di vita del prodotto (PLM).

Lavoro d’anno. La parte finale del corso prevede lo sviluppo di un progetto di prototipazione virtuale, proposto solitamente da un’azienda. Il progetto viene realizzato da gruppi di due-tre studenti utilizzando le tecniche ed i sistemi appresi durante il corso stesso.

Organizzazione del corso e modalità di verifica

Il corso prevede un ciclo di lezioni, di esercitazioni e di laboratorio in aula informatica. L’esame consiste in una prova scritta e nella elaborazione, presentazione e discussione di un progetto,  sviluppato durante l’anno dagli allievi divisi  in gruppi, e scelto in accordo con il docente.

Sono inoltre previste due prove in itinere facoltative che, qualora risultino entrambe sufficienti, danno diritto all'esonero dalla prova scritta.

Testi consigliati

K. Lee. Principles of CAD/CAM/CAE Systems, Addison Wesley, 1999 . - ISBN 0-201-38036-6.

Mortenson M.E.,  Geometric Modeling, Ed. John Wiley & Sons, 1997.

Foley J.D., Van Dam A., Feiner S.K., Hughnes J.F., Computer Graphics: principle and practice – 2nd edition in C, Addison-Wesley Publishing Co., 1997.

I testi verranno integrati con dispense,  note e articoli tecnici forniti dal docente.