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PROTOTIPAZIONE VIRTUALE

Prof. Daniele RegazzoniUnibg ‐ DIGIP

Daniele REGAZZONIDipartimento di Ingegneria

INTRODUZIONE AL CORSO

Orario e modalità di svolgimento

Obiettivi

Quadro di riferimento

Lezioni: argomenti trattati

Esercitazioni

Modalità d’esame

Testi consigliati

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ORARIO E MODALITÀ DI SVOLGIMENTO (1/2)

Lezioni

– martedì: 16:30 – 18:30

– Aula A104

Esercitazioni (Ing. Spreafico)

– Giovedì: 8.30‐11.30

– Aula A104

Ricevimento studenti:

– Giovedì: 14.30‐16.30 su appuntamento

presso ufficio 308 edificio ex‐Enel

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CONTATTI

Daniele Regazzoni

– Telefono ufficio: 035 205 2353

– email: daniele.regazzoni@unibg.it

Christian Spreafico

– Telefono laboratorio: 035 205 2033

– email: christian.spreafico@unibg.it

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ESERCITAZIONI

Utilizzo di sistemi CAD 3D

– descrizione delle funzionalità dei sistemi di modellazione 3D disponibili presso i laboratori

– modellazione 3D (realizzazione prototipo virtuale) di pezzi meccanici, parti di macchine ed impianti

Sviluppo di applicazioni specifiche (Lavoro d’anno) in collaborazione con aziende del territorio

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MATERIALE DIDATTICO

Lucidi delle lezioni

Documentazione delle esercitazioni

Pacchetti software

– SolidEdge

– Rhinoceros

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MODALITÀ D’ESAME

Realizzazione di un Lavoro d’Anno concordato con ildocente del corso

– svolto in gruppo di 2 o 3 persone

Prova orale

– Discussione del progetto realizzato• Modelli realizzati

• Difficoltà, criticità e soluzioni adottate

– Argomenti trattati nelle lezioni

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TESTI CONSIGLIATI

M. E. Mortenson, Geometric Modeling, 2nd Edition, Ed. John Wiley & Sons, 1997

J.D. Foley, A. van Dam, et al., Computer Graphics Principle and Practice, 2nd ed. in C, Ed. Addison Wesley, 1997

G. Farin, Curves and Surfaces for CADG – A practical guide, 4th

Edition, Academic Press, 1997

J.J. Shah, M. Mantyla, Parametric and Feature based CAD/CAM: Concepts, Techniques, and Applications, Ed. John Wiley & Sons, 1995

Lee K., Principles of CAD/CAM/CAE systems, Addison‐Wesley Pub Co, 1999

Manuali utente dei sistemi CAD/CAM installati presso i laboratori della Facoltà

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CICLO DI VITA DEL PRODOTTO

Avamprogetto Progettazione Produzione Distribuzione SmaltimentoServizioSmalt.

Product Configurators - PC

Computer-Aided Tools

Prototipazione Virtuale

Modellazione e simulazione dei processi sviluppo-prodotto

Product Data Management - PDM

Gestione delleinformazioni di

prodotto

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OBIETTIVI (1/2)

Fornire i fondamenti relativi

alle metodologie per la modellazione 3D e simulazione di prodotti/impianti (prototipazione virtuale)

Conoscere, almeno funzionalmente, le tecnologieutilizzate ed utilizzabili nei sistemi di ausilio allaprogettazione

– le tecnologie disponibili pongono dei limiti

– le tecnologie offrono nuove possibilità di approccioai problemi

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OBIETTIVI (2/2)

Comprendere e valutare l’impatto sul modo di operare generato dalle nuove tecnologie

– l’aspetto procedurale• cioè come progettare

– l’aspetto organizzativo• con chi e come interagire

Utilizzo diretto di sistemi CAD e sistemi per la rappresentazione di processi

– sviluppo di un progetto

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LEZIONI

Modellazione e progettazione: quadro di riferimento

Tecniche per la modellazione geometrica

Modellazione parametrica, feature‐based e physically‐based

Additive manufacturing

Reverse engineering

Il ruolo della modellazione e della simulazione nelle fasi diprogettazione

Scambio dati

Digital Human Modelling

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MODELLAZIONE PER SOLIDI E FEATURE‐BASED

Form feature: insieme di entità geometriche e 

topologiche che ha significato funzionale in un certo contesto

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MODELLAZIONE DI COMPLESSIVI (1/3)

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MODELLAZIONE DI COMPLESSIVI (2/3)

Daniele REGAZZONIDipartimento di Ingegneria

MODELLAZIONE DI COMPLESSIVI (3/3)

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MODELLAZIONE PER SUPERFICI

Mettere macchina

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Modellazione Physically‐based

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Modellazione per analisi cinematiche 

e dinamiche

MODELLAZIONE E ANALISI MULTIBODY

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MODELLAZIONE ED ANALISI FE

Analisi strutturale

Analisi modale, dinamica

Analisi termica

Analisi fluidodinamica

Interazione fluido‐struttura

Analisi modale

Analisi Strutturale

Condizioni al contorno:

• Temperatura  camera: 330°C

• Temperatura di parete: 150°C

• Coefficiente di conduzione: 5000 J/m2Ks 

• Pressione  massima gas di    combustione: 8  MPa 

(°C)

(°C)

Analisi termica

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Dumper and ARB assembly

Car ModelTree

Front Susp.

assembly

Main window

MODELLAZIONE KNOWLEDGE‐BASED (1/3)

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Weightparameters

MODELLAZIONE KNOWLEDGE‐BASED (2/3)

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MODELLAZIONE KNOWLEDGE‐BASED (3/3)

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CAD‐CAM, RAPID PROTOTYPING E REVERSEENGINEERING

CARATTERISTICHE:•geometriche•forma

•fisiche•peso•materiale

•costi•affidabilità•investimenti•target

•………..

OGGETTOFISICO

OGGETTOVIRTUALE

CAM & Additive Manufacturing (AM)

Reverse engineering (RE)

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TECNOLOGIE DI RENDERING, VISUALIZZAZIONE REALISTICA

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (1/11)

Modellazione 3D di sottosistemi di Macchine a CN

Testa ribaltabile orbitanteCaricatore per calci di fucile 

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (2/11)

Modellazione 3D di sottosistemi di macchine CN

Scatola cambioPunta trascinatrice

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (3/11)

Modellazione 3D di un sottosistema di una macchina CN: Contropunta trascinata con freno

– SolidEdge Part, Assembly e Motion

– ... in collaborazione con CMS, Zogno

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (4/11) Modellazione 3D parametrica di una riempitrice 

isobarica per bottiglie di vetro: Serbatoio in pressione e Valvola di riempimento

– SolidEdge Part ed Assembly

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… ALCUNI LAVORI D’ANNO (5/11)

Modellazione parametrica di un attuatore idraulico(Dresser Flow, Colico)

– SolidEdge Part and Assembly

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (6/11)

Modellazione di una linea di produzione della Whirlpool

Immagine cortesia Whirlpool

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (7/11)

Modellazione di un motore bicilindrico:

– SolidEdge Part, Assembly e Motion

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... alcuni Lavori d’Anno (8/11)

Modellazione e simulazione di un centro di lavoro di componenti in legno per serramenti (CMS, Zogno)

– SolidEdge Part, Assembly e Motion

Immagine cortesia CMS SpA

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (9/11)

Restyling di un asciugacapelli

– Modellazione per solidi: SolidEdge

– Modellazione di Superfici: Rhinoceros

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (10/11)

Design di una Borraccia

– Modellazione di Superfici

– Rhinoceros

Ricerca di soluzioni innovative per:

– conservare la temperatura del liquido all’interno della borraccia

– meccanismo di chiusura ed apertura (Tappo)

– TechOptimiser

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... ALCUNI LAVORI D’ANNO (11/11)

Design di un frigobar

– Modellazione di Superfici

– Rhinoceros

Ricerca di soluzioni innovative per:

– isolamento termico del frigobar

– Innovazione sistematica

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