Classificazione dei materiali. Legami atomici e molecolari. Microstruttura e macrostruttura.
Proprietà meccaniche dei materiali.
Materiali metallici: caratteristiche e tecnologie di lavorazione. Acciai. Trattamenti termici. Ghise. Leghe di alluminio, titanio e rame.
Materiali polimerici: classificazione, caratteristiche e tecnologie di lavorazione.
Materiali ceramici: classificazione, caratteristiche e tecnologie di lavorazione.
Testi consigliati:
W. D. Callister, D. G. Rethwisch, “Scienza e Ingegneria dei Materiali”, 4a ed., ed. EdiSES
W. F. Smith, J. Ashemi, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, 5a ed., ed. McGraw-Hill
D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, “Scienza e tecnologia dei materiali”, ed. CittàStudi
L. Bertolini, M. Gastaldi, “Introduzione ai materiali per l'architettura”, ed. CittàStudi
A. Cigada et al., “Materiali per il Design”, 2a ed., ed. C.E.A.
Testi di approfondimento su argomenti specifici:
M. Ashby, H. Schercliff, D. Cebon, “Materiali. Dalla Scienza alla progettazione”, ed. C.E.A.
S. Barella, A. Gruttadauria, “Metallurgia e materiali non metallici”, Soc. Ed. Esculapio
AIMAT (a cura di), “Manuale dei materiali per l’Ingegneria”, ed. McGraw-Hill
J. F. Shackelford, “Scienza e ingegneria dei materiali”, ed. Prentice Hall
A. Cigada, T. Pastore, “Struttura e proprietà dei materiali metallici”, ed. McGraw-Hill
S. A. Salvi, “Plastica, tecnologia, design”, Ed. Hoepli
H. Saechtling, “Manuale delle Materie Plastiche”, ed. Tecniche Nuove
M. Ashby, K. Johnson, “Materiali e Design”, 2 ed., ed. C.E.A.
M. F. Ashby, “La scelta dei materiali nella progettazione industriale”, ed. C.E.A.
R. Thompson, “Il manuale per il design dei prodotti industriali”, ed. Zanichelli
Testo di base
• B. Del Curto, C. Marano, Maria P. Pedeferri (a cura di), “Materiali per il design” Casa Editrice Ambrosiana, 2015, http://online.universita.zanichelli.it/delcurto/
Testi di consultazione
• W. D. Callister, D. G. Rethwisch, "Scienza e Ingegneria dei Materiali", 4a ed., ed. EdiSES
• W. F. Smith, J. Ashemi, "Scienza e Tecnologia dei Materiali", 4a ed., ed. McGraw-Hill
• D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, "Scienza e tecnologia dei materiali", ed. CittàStudi
• L. Bertolini, M. Gastaldi, "Introduzione ai materiali per l'architettura", ed. CittàStudi
• Cigada et al., "Materiali per il Design", 2a ed., ed. C.E.A.
Testi di approfondimento su argomenti specifici:
• M. Ashby, H. Schercliff, D. Cebon, "Materiali. Dalla Scienza alla progettazione", ed. C.E.A.
• S. Barella, A. Gruttadauria, "Metallurgia e materiali non metallici", Soc. Ed. Esculapio
• AIMAT (a cura di), "Manuale dei materiali per l'Ingegneria", ed. McGraw-Hill
• J. F. Shackelford, "Scienza e ingegneria dei materiali", ed. Prentice Hall
• Cigada, T. Pastore, "Struttura e proprietà dei materiali metallici", ed. McGraw-Hill
• S. A. Salvi, "Plastica, tecnologia, design", Ed. Hoepli
• H. Saechtling, "Manuale delle Materie Plastiche", ed. Tecniche Nuove
• M. Ashby, K. Johnson, "Materiali e Design", 2 ed., ed. C.E.A.
• M. F. Ashby, "La scelta dei materiali nella progettazione industriale", ed. C.E.A.
• R. Thompson, "Il manuale per il design dei prodotti industriali", ed. Zanichelli
Obiettivi Formativi - Parte A
Il corso si propone di illustrare le proprietà fisico-chimiche e meccaniche delle principali classi di materiali e le più importanti tecnologie per la produzione di manufatti impiegate nell’industria. Il corso fornirà agli studenti la capacità di selezionare i materiali e le tecnologie di produzione più idonei alla fabbricazione di un prodotto e di valutare la validità delle possibili alternative in funzione dei requisiti richiesti e dei costi.
Obiettivi Formativi - Parte B
Il corso si propone di fornire le conoscenze di base sulle proprietà fisico-chimiche e meccaniche delle principali classi di materiali e le più importanti tecnologie per la produzione di manufatti impiegate nell'industria, introducendo alla comprensione del ruolo della tecnologia e dei materiali nel Design.
Di fronte all’ampiezza delle conoscenze che possono oggi riguardare materiali e tecnologie, l’intento è quello di promuovere un atteggiamento critico nell’uso degli stessi, fondato sulle prestazioni, sull’estetica e sul rapporto con il contesto e gli utilizzatori finali.
La formazione tecnologica è orientata nella direzione di un approccio integrato fra concezione e produzione.
Prerequisiti - Parte A
Conoscenze di base di chimica, fisica e matematica.
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni ex-cathedra
Metodi Didattici - Parte B
Le lezioni teoriche saranno integrate, se possibile, con esercitazioni pratiche in aula o on-line.
Gli studenti verranno inoltre guidati a condurre esperienze autonome di visite a stabilimenti produttivi e esposizioni di prodotti per il design, di consultazione di siti e portali sui prodotti.
Se le condizioni lo permetteranno verranno organizzati incontri con designer e aziende.
Altre Informazioni - Parte A
I lucidi delle lezioni e altro materiale didattico verranno messi sulla pagina del Corso sul sito e-l.unifi.it
Altre Informazioni - Parte B
Gli studenti devono iscriversi al corso utilizzando apposite schede che saranno loro fornite.
Durante il periodo delle lezioni, ogni attività viene svolta nelle aule indicate nell’orario ufficiale nella sede di Calenzano (o on-line), rispettando l’orario delle lezione, salvo casi particolari per i quali verrà dato avviso agli studenti.
Nei periodi fuori dall’orario delle lezioni sarà stabilito un giorno di ricevimento e revisione (eventualmente on-line).
Il programma, le schede di iscrizione e tutto il materiale didattico e le informazioni relative al corso verranno inoltre inserite sulla piattaforma MOODLE di Unifi.
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
Lo studente dovrà dimostrare di conoscere:
- le proprietà meccaniche dei materiali e le modalità di prova necessarie per quantificare tali proprietà;
- le diverse tipologie dei materiali (metalli, polimeri e ceramici) e le loro caratteristiche chimiche, fisiche e meccaniche, anche in relazione alla diversa composizione chimica e microstruttura;
- le tecnologie di lavorazione utilizzate per le diverse tipologie di materiali, che consentono di produrre oggetti a bassa o ad alta complessità di forma;
- le caratteristiche delle leghe metalliche più utilizzate, anche in funzione della composizione chimica e di trattamenti termici o meccanici.
Modalità dell’esame durante l’emergenza COVID:
- ORALE. Si privilegia la modalità da remoto (on-line). Per problemi di connessione, si prega di contattare il docente con congruo anticipo.
Modalità d’esame in condizioni completamente normalizzate (esame SOLO in presenza):
- Prova scritta (tempo concesso: 1 h 30 min) consistente in 10 domande aperte, che prevedono una sintetica relazione, relative al programma svolto durante il corso.
Per sostenere l'esame è richiesta l’iscrizione on-line sul sito web della didattica abilitato alla verbalizzazione elettronica.
Modalità di verifica apprendimento - Parte B
Gli studenti sono invitati a frequentare le lezioni (anche on-line) in modo da potere svolgere le parti applicative durante il corso.
La valutazione della preparazione, ai fini della attribuzione del voto d'esame, risulterà dalla valutazione complessiva delle seguenti prove.
• Esercitazioni in aula;
• Test finale;
• Caso studio (parziale di esame di gruppo);
• Colloquio finale.
Informazioni specifiche sul caso studio, sulle esercitazioni e sul test verranno comunicate durante le lezioni
Programma del corso - Parte A
Introduzione alla Scienza dei Materiali. Classificazione dei materiali.
Legami atomici e molecolari. Celle elementari e reticoli cristallini. Difetti cristallini. Soluzioni solide e composti. Solidificazione dei materiali. Diffusione atomica nei solidi. Metodi di analisi della microstruttura.
Comportamento meccanico dei materiali. Meccanismi di deformazione elastica e plastica. Duttilità, durezza, tenacità e resilienza. Rottura fragile e rottura duttile; rottura a fatica e creep.
Materiali metallici. Deformazione plastica dei materiali metallici: meccanismi. Incrudimento, ricupero e ricristallizzazione. Meccanismi di rafforzamento. Lavorazioni e proprietà meccaniche dei materiali metallici. Acciai al carbonio. Trattamenti termici. Acciai legati. Acciai inossidabili. Ghise. Leghe di alluminio. Leghe di titanio. Leghe di rame. Elementi di corrosione e protezione dei materiali metallici.
Materiali polimerici. Classificazione e caratteristiche. Struttura e proprietà. Temperatura di transizione vetrosa. Polimeri termoplastici e termoindurenti. Elastomeri. Proprietà meccaniche. Viscoelasticità. Tecnologie di fabbricazione.
Materiali ceramici. Classificazione e caratteristiche. Proprietà meccaniche dei materiali ceramici. Tecnologie di fabbricazione. Processo di sinterizzazione. Materiali ceramici tradizionali. Ceramici avanzati. Vetri.
Programma del corso - Parte B
1. Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le conoscenze di base sulle proprietà fisico-chimiche e meccaniche delle principali classi di materiali e le più importanti tecnologie per la produzione di manufatti impiegate nell'industria, introducendo alla comprensione del ruolo della tecnologia e dei materiali nel Design.
Di fronte all’ampiezza delle conoscenze che possono oggi riguardare materiali e tecnologie, l’intento è quello di promuovere un atteggiamento critico nell’uso degli stessi, fondato sulle prestazioni, sull’estetica e sul rapporto con il contesto e gli utilizzatori finali.
La formazione tecnologica è orientata nella direzione di un approccio integrato fra concezione e produzione.
2. Conoscenze e capacità a conclusione del corso
Alla conclusione del corso, sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente deve essere in grado di:
• selezionare e conoscere i materiali e le tecnologie più idonei alla produzione di un prodotto, comprendendone la cultura e il loro opportuno impiego nell'ambito del Design del prodotto;
• valutare la validità delle possibili alternative in funzione dei requisiti richiesti e dei costi, effettuando scelte connesse all'impiego di materiali in sintonia con gli obiettivi di una specifica richiesta di progetto;
• interpretare l’informazione tecnica su materiali e tecnologie al fine di effettuare in maniera autonoma ricerche di materiali da utilizzare per individuare soluzioni creative.
3. Contenuti e argomenti del corso
Il corso tratta dei materiali e delle tecnologie produttive tradizionali e si propone di fornire i principi e le informazioni per la formazione di una cultura di base sui materiali, fornendo gli strumenti necessari per effettuare una selezione consapevole relativa ai materiali dei manufatti, alle loro forme e dimensioni.
Le chiavi di presentazione di ogni argomento sono riconducibili:
• alle prestazioni fornite da materiali in risposta ai requisiti che il prodotto deve soddisfare;
• al prodotto come sistema funzionale in grado di fornire delle prestazioni.
Gli argomenti del corso sono articolati in moduli di lezioni teoriche, eventualmente integrate da visite, incontri e esercitazioni.
4. Modalità della didattica
Le lezioni teoriche saranno integrate, se possibile, con esercitazioni pratiche in aula o on-line.
Gli studenti verranno inoltre guidati a condurre esperienze autonome di visite a stabilimenti produttivi e esposizioni di prodotti per il design, di consultazione di siti e portali sui prodotti.
Se le condizioni lo permetteranno verranno organizzati incontri con designer e aziende.
5. Modalità di esame
Gli studenti sono invitati a frequentare le lezioni (anche on-line) in modo da potere svolgere le parti applicative durante il corso.
La valutazione della preparazione, ai fini della attribuzione del voto d'esame, risulterà dalla valutazione complessiva delle seguenti prove.
• Esercitazioni in aula;
• Test finale;
• Caso studio (parziale di esame di gruppo);
• Colloquio finale.
Informazioni specifiche sul caso studio, sulle esercitazioni e sul test verranno comunicate durante le lezioni
7. Bibliografia
Testo di base
• B. Del Curto, C. Marano, Maria P. Pedeferri (a cura di), “Materiali per il design” Casa Editrice Ambrosiana, 2015, http://online.universita.zanichelli.it/delcurto/
Testi di consultazione
• W. D. Callister, D. G. Rethwisch, "Scienza e Ingegneria dei Materiali", 4a ed., ed. EdiSES
• W. F. Smith, J. Ashemi, "Scienza e Tecnologia dei Materiali", 4a ed., ed. McGraw-Hill
• D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, "Scienza e tecnologia dei materiali", ed. CittàStudi
• L. Bertolini, M. Gastaldi, "Introduzione ai materiali per l'architettura", ed. CittàStudi
• Cigada et al., "Materiali per il Design", 2a ed., ed. C.E.A.
Testi di approfondimento su argomenti specifici:
• M. Ashby, H. Schercliff, D. Cebon, "Materiali. Dalla Scienza alla progettazione", ed. C.E.A.
• S. Barella, A. Gruttadauria, "Metallurgia e materiali non metallici", Soc. Ed. Esculapio
• AIMAT (a cura di), "Manuale dei materiali per l'Ingegneria", ed. McGraw-Hill
• J. F. Shackelford, "Scienza e ingegneria dei materiali", ed. Prentice Hall
• Cigada, T. Pastore, "Struttura e proprietà dei materiali metallici", ed. McGraw-Hill
• S. A. Salvi, "Plastica, tecnologia, design", Ed. Hoepli
• H. Saechtling, "Manuale delle Materie Plastiche", ed. Tecniche Nuove
• M. Ashby, K. Johnson, "Materiali e Design", 2 ed., ed. C.E.A.
• M. F. Ashby, "La scelta dei materiali nella progettazione industriale", ed. C.E.A.
• R. Thompson, "Il manuale per il design dei prodotti industriali", ed. Zanichelli
8. Altre istruzioni
Durante il periodo delle lezioni, ogni attività viene svolta nelle aule indicate nell’orario ufficiale nella sede di Calenzano (o on-line), rispettando l’orario delle lezione, salvo casi particolari per i quali verrà dato avviso agli studenti.
Nei periodi fuori dall’orario delle lezioni sarà stabilito un giorno di ricevimento e revisione (eventualmente on-line).
La sede di afferenza del docente del corso è:
Dipartimento DIDA, via San Niccolò, n. 93 (Palazzo Vegni) - 50125 Firenze, tel. 055.2755317.
Per Informazioni claudio.piferi@unifi.it.
Il programma, le schede di iscrizione e tutto il materiale didattico e le informazioni relative al corso verranno inoltre inserite sulla piattaforma MOODLE di Unifi (http://e-l.unifi.it).