Tecnologie di produzioneIntroduzione Tecnologie di produzione Antonio Armillotta Dipartimento di Meccanica Tel.: 02-2399.8296 E-mail:
[email protected] Orario di ricevimento: martedì 9.00 – 12.00 Via La Masa 1 (B 23) Sez. Tecnologie 1°piano Tecnologie e Strutture • Corso integrato (10 CFU): – Tecnologie di produzione (5 CFU) – Costruzioni meccaniche (5 CFU): • P1-P2: prof. Stefano Miccoli • P3-P4-P5: prof. Stefano Foletti • Organizzazione esame: – no prove in itinere – no orali – 2 prove scritte con voti distinti – se entrambi i voti sufficienti: • esame superato con media dei due voti – se un solo voto sufficiente: • esame non superato • voto sufficiente valido per i restanti appelli dell’anno accademico • ripetizione della prova (annulla il voto precedente) Tecnologie di produzione • Organizzazione del corso: – orario: • P1-P2: venerdì 14:15-18:15, aula B2.2.6 • P3-P4-P5: venerdì 9:15-13:15, aula B6.2.2 – lezioni in aula – altri contenuti: domande di verifica, applicazioni, temi di esame – materiale didattico delle lezioni su BeeP – frequenza fortemente consigliata • Prova scritta: – verifica di: • conoscenza degli argomenti trattati nel corso • capacità di ragionamento su esempi – 2 ore – 5 domande (+1) Tecnologie di produzione Come si deve progettare per: Quando si può Prodotto - evitare difetti? usare? - ridurre i costi? Che problemi può dare? (fasi, operazioni) Processo (macchine) (attrezzature) Quanto produce? Quanto costa? Sistema Come cambia con le caratteristiche del prodotto? Obiettivo del corso • Conoscenza dei processi di produzione: – fasi, operazioni → ciclo di lavorazione – macchine, attrezzature – applicazioni e criteri di impiego – problemi e difetti – (accorgimenti sul disegno del prodotto) – (produttività e costi) • Tipi di processi trattati: lavorazione lavorazione assemblaggio delle plastiche dei metalli Calendario del corso 22/09/17 Introduzione 29/09/17 06/10/17 13/10/17 Lavorazione delle plastiche 20/10/17 27/10/17 03/11/17 Fonderia 10/11/17 Lavorazione 17/11/17 Lavorazione della lamiera dei metalli 24/11/17 01/12/17 Forgiatura, semilavorati, asportazione 15/12/17 Assemblaggio 22/12/17 Testi utili • Descrizione sintetica delle tecnologie: – Thompson, Manufacturing processes for design professionals, Thames and Hudson (traduzione italiana: Thompson, Il manuale per il design dei prodotti industriali, Zanichelli) – Lesko, Industrial design materials and manufacturing, Wiley – Bralla, Handbook of manufacturing processes, Industrial Press • Applicazioni: – Byars, The best tables, chairs, lights, RotoVision – Hudson, Process: 50 product designs from concept to manufacture, King • Approfondimenti: – Tempelman, Shercliff, van Eyben, Manufacturing and design, Butterworth-Heinemann – Kalpakjian, Schmid, Manufacturing engineering and technology, Prentice Hall Processi di produzione Acquisizione semilavorati Preparazione lamiere Stampaggio carrozzeria Saldatura scocca Verniciatura Montaggio finestrature Montaggio motore Ispezione e collaudo e componenti Processi di produzione FABBRICAZIONE materiali, semilavorati componenti ASSEMBLAGGIO sottogruppi, assieme finale FINITURE, COLLAUDI, … prodotto finito Processi di produzione Processi di produzione Processi di produzione macchina (può lavorare componenti diversi) attrezzatura (dedicata alla lavorazione di un componente) Processi di produzione Processi di produzione Aeroplano Giocattolo commerciale Zaino Caffettiera Mountain bike Stampante inkjet Auto di lusso Siringa Utensile manuale Penna a sfera economica Trapano elettrico Lama di ricambio per rasoio SUV (singolo modello – Personal singolo produttore) computer PRODUZIONE DI SERIE 10 100 1000 10.000 100.000 1M 10 M 100 M 1 Mld 10 Mld Volume di produzione [unità/anno] (fonte: Ulrich, Eppinger) Produzione di serie • Esempio: – Quale dei due processi è adatto a grandi quantità? Produzione di serie – Costi per unità di prodotto (escluso materiale): Operatore specializzato: 50 €/h Macchine generiche da officina: 5 €/h Nessuna attrezzatura dedicata: 0 € Tempo ciclo: 2 h Quantità: 10 Manodopera: 50 €/h x 2 h = 100 € Macchine: 5 €/h x 2 h = 10 € Attrezzature: 0 € / 10 = 0€ Totale: 110 € Quantità: 50.000 110 € (esempio concettuale – dati orientativi) Produzione di serie Operatore generico: 30 €/h Pressa: 150 €/h Stampo: 100.000 € Tempo ciclo: 30 s = 0,0083 h Quantità: 10 Manodopera: 30 €/h x 0,0083 h = 0,25 € Macchine: 150 €/h x 0,0083 h = 1,25 € Attrezzature: 100.000 € / 10 = 10.000 € Totale: ~10.000 € Quantità: 50.000 Manodopera: 30 €/h x 0,0083 h = 0,25 € Macchine: 150 €/h x 0,0083 h = 1,25 € Attrezzature: 100.000 € / 50.000 = 2,00 € (esempio concettuale – dati orientativi) Totale: 3,50 € Produzione di serie – Caratteristiche dei processi: Per piccole quantità Per grandi quantità (artigianali) (industriali) Manodopera diretta specializzata generica o assente Macchine poco costose costose Attrezzature dedicate poco costose o assenti costose (p.es. stampi) Tempo ciclo alto basso sfridi elevati uso efficiente del materiale Altro alta variabilità alta ripetibilità facilità di modifica del prodotto difficoltà di modifica del prodotto Soluzioni per la produzione di serie • Stampi Soluzioni per la produzione di serie Impronte multiple per alti volumi di produzione Soluzioni per la produzione di serie • Suddivisione del lavoro Linee di lavorazione / assemblaggio Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie • Automazione Robot per asservimento macchine Soluzioni per la produzione di serie Robot per saldatura / assemblaggio / lavorazione Soluzioni per la produzione di serie Macchine utensili a controllo numerico Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie Sistemi integrati di produzione Soluzioni per la produzione di serie Soluzioni per la produzione di serie • Elevato investimento economico → basso costo unitario Volume produzione 100.000 unità/anno Volume produzione 100.000 unità/anno Durata produzione 3 anni Durata produzione 6 anni Prezzo iniziale 200 $ Prezzo iniziale 17.000 $ N. componenti 35 N. componenti 10.000 Costo sviluppo 750.000 $ Costo sviluppo 400.000.000 $ Investimento produzione 1.000.000 $ Investimento produzione 500.000.000 $ (fonte: Ulrich, Eppinger)