CORSO DI: DISEGNO TECNICO IND.LE Docente: Prof. Ing. Giovanna Fargione Progetto e Disegno Modulo 1 Progettazione e disegno Cos’e’ il Disegno Tecnico ? Rappresentazione di idee: serve per PROGETTARE Nota: Distinzione di significati: Design → Progettazione Drawing →Disegno IN PASSATO il disegno aveva importanza come: Tecnica per rappresentare e comunicare univocamente idee Quindi aveva significato per sè insieme alle tecniche di “servizio” quali: Prospettiva Assonometria Vista Gestione delle intersezioni di entità’ geometrica, ecc. Progettazione e disegno OGGI con i sistemi CAD che generano modelli numerici, il disegno e’ importante come strumento per progettare Concretizzazione di un’idea, tenendo conto dei vincoli tecnologici e di mercato. Sequenza logica Idea →fabbricazione →vendita Lo sviluppo pratico di tale sequenza richiede l’organizzazione di alcune Funzioni fondamentali: Progettazione e disegno Marketing Di che cosa ha bisogno il mercato Quanto e’ disposto a pagare (Target) Tecnica: si sviluppa l’idea, tenendo conto di: Funzionalita’ Resistenza Estetica Sicurezza Smaltimento Costi in rapporto al target di mercato Ergonomia Progettazione e disegno Produzione: si realizza il progetto, predisponendo gli impianti e le macchine necessarie Acquisti: si rendono disponibili le risorse necessarie per la realizzazione del progetto: macchinari, materiali, impianti Vendite: si commercializza il prodotto Queste funzioni corrispondono a tipici “Uffici” nelle aziende industriali organizzate ma sono svolte anche dall’artigiano che lavora da solo Progettazione e disegno Per avere successo in regime di concorrenza libera un prodotto deve: Soddisfare al meglio il bisogno→ Funzionalita’ Rompersi quasi mai → Resistenza, manutenzione Essere gradevole → Estetica Rispettare le normative → Sicurezza Essere facile e comodo da usare → Ergonomia Costare poco → In relazione al target SONO ESIGENZE CONTRASTANTI Progettazione e disegno Funzionare bene, pochi guasti Rispetto delle normative: 1. 2. 3. Ottimi materiali, lavorazioni accurate, Progetto intelligente, COSTI Controlli di qualita’ Sicurezza Inquinament Progetto di o Qualita’ Rumore, ecc. 1. 2. 3. COSTI ESTETICA USO Progettazione e disegno Quindi la progettazione e’ un processo iterativo: IDEA →Ia SOLUZIONE → Io CONTROLLO → → IIa SOLUZIONE → IIo CONTROLLO ecc. SOLUZIONE SODDISFACENTE, cioè di MIGLIORE COMPROMESSO perchè in ingegneria NON esiste la soluzione perfetta CIO’ COMPORTA DI CONSEGUENZA Progettazione e disegno IDEA PROGETTAZIONE Tutte “BUONE” tecnicamente NON e’ un processo univoco: il risultato dipende dalla qualità del progettista e dalle risorse disponibili target di mercato Ia SOLUZIONE IIa SOLUZIONE IIIa SOLUZIONE.... Progettazione e disegno AUTOMOBILE BISOGNO: Trasporto individuale IDEA: Cabina su 4 ruote, di cui 2 sterzanti almeno 2 motrici. La cabina e’ fatta in modo da far sedere 4/5 persone. PRODOTTO : Fiat PUNTO ; Jaguar XJR Progettazione e disegno 1. SVILUPPO DELL’IDEA: Esempio zeppa del treno Riconoscimento del bisogno Tenere bloccato un treno in salita, in caso di guasto 2. Analisi del problema Cosa esiste? Zeppa francese. E’ brevettata? 3. Definizione delle specifiche Capitolati F.S. Progettazione e disegno Progettazione concettuale Schemi funzionali Sviluppo schemi funzionali Dettagli Disegni costruttivi INTEGRAZIONE DI STRUMENTI SOFTWARE NELLA PROGETTAZIONE: CAD Riconoscimento del bisogno Analisi del problema Definizione delle specifiche Creative thinking, gestione dell’innovazione INTEGRAZIONE DI STRUMENTI SOFTWARE NELLA PROGETTAZIONE: CAD FEM CAD Progettazione concettuale Gestione della conoscenza Schemi funzionali Sviluppo schemi funzionali Dettagli Prototipazione rapida Realtà virtuale Modellatore geometrico 3D Simulazione funzionale Simulazione strutturale Simulazione fabbricazione Progettazione e disegno Funzionare bene, pochi guasti Controlli di qualità Rispetto delle normative: Sicurezza Inquinamento Rumore, ecc. Ottimi materiali, lavorazioni accurate, Progetto intelligente, Controlli di qualità Progetto di Qualita’ COSTI COSTI ESTETICA USO MODELLI Il modello e’ un’interpretazione della realtà. In generale per una stessa realtà si sviluppano modelli diversi, ognuno dei quali serve ad un preciso scopo. LE CLASSI FONDAMENTALI: MODELLO FISICO (MOCKUP): realizzato per mezzo di vari materiali Formax SCOPO PRINCIPALE: controllo sperimentale MODELLO MATEMATICO: realizzato per mezzo di equazioni matematiche Pistone SCOPO PRINCIPALE: sviluppo a basso costo della progettazione SVILUPPO DI UN MODELLO SCOPO DEL MODELLO INTERPRETAZIONE CULTURA TECNICA REALTA’ FISICA SEMPLIFICAZIONE MODELLO SVILUPPO DI UN MODELLO 1. Distinzione tra MODELLO e SIMBOLO: MODELLO: e’ un’entita’ “attiva”, nel senso che e’ un componente di un procedimento complesso 2. SIMBOLO: e’ un’entita’ passiva in quanto ha solo la funzione di descriverenel modo piu’ veloce e semplice una realta’: fotografia, segnale stradale, rappresentazioni grafiche SVILUPPO DI UN MODELLO CATALOGO CARTACEO CATALOGO DI MODELLI Simbolo di un cilindro idraulico Modello matematico di un cilindro Si ridisegna il cilindro nel progetto di una macchina Si inserisce direttamente nel progetto della macchina. Se si devono variare le dimensioni: nuovo disegno Si possono variare le dimensioni ESEMPIO 1 REALTA’ MODELLO MATEMATICO Serve per il calcolo strutturale . E’ rappresentato visivamente con una serie di simboli Prototipazione virtuale, esempio: ZEPPA DEL TRENO Modello CAD: Prototipo virtuale, Massa Caratteristiche di inerzia Simulazione cinematica e strutturale: Modello CAD semplificato si eliminano le features Prototipazione virtuale, esempio: ZEPPA DEL TRENO Ruota + binario + zeppa Approssimazioni Mancano le sospensioni del treno; Coefficiente d’attrito; Incertezze sui carichi; Corpi rigidi 1. 2. Risultati simulazioni cinematiche Risultati dell’analisi FEM DISEGNO TECNICO OBIETTIVO Trasmettere in modo grafico un’informazione di tipo tecnico senza ambiguità. EVOLUZIONE Praticamente scomparsi i tecnigrafi si utilizza lo schizzo a mano libera per studiare nuove soluzioni e comunicare nuove idee. Solo successivamente la soluzione scelta viene “modellata” in ambiente CAD. DIDATTICA Lo schizzo a mano libera è sicuramente uno strumento eccellente per imparare a riportare su carta un oggetto tridimensionale. METODI DI PROIEZIONE PROIEZIONI ORTOGONALI L’oggetto disposto con una faccia parallela al piano di proiezione,viene proiettato su tale piano ortogonalmente e da distanza infinita Raggi proiettanti perpendicolari al piano di proiezione e paralleli tra loro PROIEZIONE ASSONOMETRICA ORTOGONALE L’oggetto viene proiettato sul piano di proiezione ortogonalmente e da distanza infinita L’osservatore è posto a distanza infinita PROIEZIONE ASSONOMETRICA OBLIQUA PROIEZIONE ASSONOMETRICA OBLIQUA I raggi proiettanti sono paralleli tra loro e obliqui rispetto al piano di proiezione PROIEZIONI PROSPETTICHE I raggi proiettanti partono da un unico centro di proiezione posto a distanza finita dal piano di proiezione VANTAGGI e SVANTAGGI Proiezioni prospettiche: Generano le figure che soddisfano maggiormente le esigenze estetiche e visive poiché operano in modo simile alla visione dell’occhio umano. Il metodo trova scarse applicazioni in campo industriale poiché è estremamente laborioso risalire dal disegno alle dimensioni reali dell’oggetto. Proiezioni assonometriche Sono più usate perché, pur fornendo una visione spaziale completa molto simile a quella dell’occhio umano, sono relativamente semplici da realizzare e risultano adatte ad individuare immediatamente le reali dimensioni dell’oggetto. Vengono spesso impiegate per la rappresentazione di un meccanismo in forma esplosa. VANTAGGI e SVANTAGGI VANTAGGI Proiezione ortogonale:Ha lo scopo di fornire una descrizione chiara ed univoca dell’oggetto e non quella di “soddisfare l’occhio”. Un’unica proiezione non è però sufficiente a rappresentare completamente l’oggetto che dovrà quindi essere proiettato su altri piani. ORGANISMI E SCOPI DELL’UNIFICAZIONE ORGANISMI E SCOPI DELL’UNIFICAZIONE OBIETTIVO Consentire la comunicazione di informazioni tecniche relative a particolari o a complessivi di montaggio: le norme del disegno tecnico costituiscono le regole del linguaggio con cui comunicano ingegneri e tecnici. ORGANISMI ISO (International Organization for Standardization) – ente preposto allo studio edalla emanazione delle norme tecniche (www.iso.ch) UNI – organismo che presiede all’emanazione delle norme in Italia, sulla base delle Raccomandazioni ISO (www.unicei.it) NOTA - L’unificazione riguarda anche organi meccanici di uso comune (profilati, bulloneria, cuscinetti ecc.), l’esecuzione di procedimenti tecnologici (saldature, chiodature, lavorazioni meccaniche), materiali fino a macchine complete di uso FORMATO DEI FOGLI (UNI 936) Formato base A0 (1 m2, rapporto fra i lati 2): MARGINI e SQUADRATURA: 20 mm per A0 e A1 10 mm per A2, A3 e A4 SCALE DI RAPPRESENTAZIONE(UNI 936) SCALE DI RAPPRESENTAZIONE NORMALIZZATE (UNI 3967) Quando non è possibile eseguire i disegni tecnici al naturale, si possono Eseguire in scala ridotta o ingrandita secondo la tabella seguente: PIEGATURA DEI FOGLI (UNI 938) TIPI E GROSSEZZA DELLE LINEE (UNI 3968) GROSSEZZA DELLE LINEE I disegni devono essere eseguiti utilizzando solo due grandezze di linea: grossa e fine. La grossezza della linea fine non deve superare la metà di quella della linea grossa. La serie delle grossezze è la seguente (in mm): 0.18 – 0.25 – 0.35 – 0.5 – 0.7 – 1 – 1.4 – 2 SOVRAPPOSIZIONE DI TIPI DI LINEE Se due o più linee di tipo diverso si sovrappongono, deve essere osservato il seguente ordine di prevalenza: E GROSSEZZA DELLE LINEE (UNI 3968) TIPI TIPI E GROSSEZZA DELLE LINEE (UNI 3968) TIPI E GROSSEZZA DELLE LINEE (UNI 3968)