AIRCRAFT MANUFACTURING TECHNOLOGIES II
Academic year2023/24
CourseAEROSPACE ENGINEERING
Code186II
Credits12
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| COSTRUZIONI E STRUTTURE AEROSPAZIALI | ING-IND/04 | LEZIONI | 120 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Dopo aver completato il corso gli studenti saranno in grado di
- Identificare i diversi tipi di aeromobili e le relative architetture strutturali
- identificare le configurazioni strutturali tipiche di parti e componenti di una cellula
- descrivere le principali proprietà dei materiali di interesse aerospaziale e le loro specificità in relazione alle tecnologie di produzione
- descrivere - evidenziandone le caratteristiche fondamentali, i parametri e le possibili varianti - le diverse tecnologie produttive utilizzate nella produzione di parti in ambito aerospaziale
- descrivere le tecnologie per l'unione e l'assemblaggio di componenti e strutture nella produzione aerospaziale
Knowledge
After completing the course students will be able to
- Identify different types of aircraft and the related structural architectures
- identify typical structural configurations of parts and components of an airframe
- describe the main properties of materials of aerospace interest and their specificities in relation to production technologies
- describe - highlighting their fundamental characteristics, parameters, and possible variants - the different production technologies used in the production of aerospace parts
- describe the technologies for joining and assembling components and structures in the aerospace production
Modalità di verifica delle conoscenze
Durante l’esame finale
Assessment criteria of knowledge
During the final exam
Capacità
Dopo aver completato il corso gli studenti saranno in grado di
- risolvere problemi di produzione di parti aeronautiche integrando nozioni precedenti e conoscenze acquisite durante il corso.
- correlare morfologia e funzionalità dei principali componenti di un aeromobile con i materiali e le tecnologie utilizzate nella loro produzione.
- presentare e discutere soluzioni ai problemi di produzione utilizzando diagrammi, schizzi e una terminologia appropriata in relazione ai materiali e alle tecnologie aerospaziali.
- correlare le principali relazioni tra condizioni di lavorazione e caratteristiche dei componenti prodotti.
Skills
After completing the course students will be able to
- solve production problems of aeronautical parts by integrating previous notions and knowledge acquired during the course.
- correlate morphology and functionality of the main components of an aircraft with the materials and technologies used in their production.
- present and discuss solutions to production problems using diagrams, sketches, and an appropriate terminology in relation to aerospace materials and technologies.
- correlate the main relationships between processing conditions and characteristics of the components produced.
Modalità di verifica delle capacità
Durante l’esame finale
Assessment criteria of skills
During the final exam
Comportamenti
Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di
- Discutere le correlazioni di base tra microstruttura, tecnologie di elaborazione e proprietà dei materiali
- Analizzare criticamente le tecnologie di produzione dei componenti e le metodologie per la realizzazione di strutture complesse, evidenziandone vantaggi e limiti rispetto al loro utilizzo per applicazioni aerospaziali
Behaviors
At the end of the course students will be able to
- Discuss the basic correlations between microstructure, processing technologies and material properties
- Critically analyze the component production technologies and the methodologies for building complex structures, highlighting their advantages and limitations compared to their use for aerospace applications
Modalità di verifica dei comportamenti
Durante l’esame finale
Assessment criteria of behaviors
During the final exam
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Ci si aspetta che gli studenti che accedono al corso siano in grado di:
- Identificare le principali famiglie di materiali di interesse aerospaziale, con speciale riguardo ai metalli, e descrivere le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali in relazione alla loro composizione chimica (conoscenze fornite nel corso propedeutico di chimica e materiali).
- Identificare la geometria, le caratteristiche funzionali e le indicazioni di finitura superficiale di parti e assiemi da rappresentazioni grafiche bidimensionali quali viste e sezioni tipicamente adottate nel disegno meccanico (conoscenze fornite nel corso propedeutico di disegno).
Prerequisites
Students entering the course are expected to be able to:
- Identify the main families of materials of aerospace interest, with special regard to metals, and describe the physical and mechanical characteristics of the materials in relation to their chemical composition (knowledge provided in the preparatory course of chemistry and materials).
- Identify the geometry, functional characteristics and surface finish indications of parts and assemblies from two-dimensional graphical representations such as views and sections typically adopted in mechanical drawing (knowledge provided in the preparatory course of technical drawing).
Indicazioni metodologiche
Il corso è strutturato su cinque ore di lezione settimanali (l'orario ufficiale è disponibile sul sito della Scuola di Ingegneria). Le lezioni sono dedicate alla presentazione del materiale del corso e all'illustrazione e discussione di esempi applicativi.
Il materiale è presentato attraverso diapositive e video. Le diapositive non saranno generalmente messe a disposizione ma tratteranno gli stessi argomenti trattati dagli appunti del corso, realizzati dal Prof. Lanciotti, e dai libri di testo che verranno proposti a lezione.
Il corso è organizzato in modo da massimizzare le opportunità di apprendimento durante le lezioni, ci si aspetta che gli studenti seguano le lezioni le lezioni con regolarità e vi prendano parte in modo attivo.
Teaching methods
The course is structured on five hours of lessons per week (the official timetable can be found on the website of the School of Engineering). The lessons are dedicated to the presentation of the course material and to the illustration and discussion of application examples.
The material is presented through slides and videos. The slides will not generally be made available but will deal with the same topics covered by the course notes, created by Prof. Lanciotti, and by the textbooks that will be suggested in class.
The course is organized in a way that maximizes learning opportunities during the lessons, so students are expected attend lessons regularly and participate actively.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Il corso è strutturato in cinque parti:
- Introduzione ed elementi di anatomia strutturale dell'aeromobile
- Obiettivi, metodi e contenuti del corso
- Tipi di aeroplano e anatomia della cellula.
- Funzioni dei principali componenti strutturali.
- Generalità sui requisiti di progettazione degli aeromobili.
- Richiami sui materiali metallici aerospaziali.
- Tecnologie per la produzione di parti metalliche
- Fonderia
- Formatura dei metalli
- Lavorazioni delle lamiere
- lavorazioni alle macchine utensili
- Tecnologie e processi non convenzionali
- Lavorazione ad alta velocità (HSM)
- Lavorazione a scarica elettrica (EDM)
- Fresatura chimica
- Diffusion Bonding e Superplastic Forming
- Tecnologie per la produzione di componenti in materiale composito
- I Materiali compositi: costituenti, trattamenti e processi
- Tecnologie produttive di componenti e strutture in composito
- Lavorazione e costruzione di strutture sandwich.
- Tecnologie di giunzione e processi di assemblaggio delle strutture
- collegamento con organi meccanici fissi (rivetti) o smontabili
- Laminati metallici. Laminati in fibra di metallo (GLARE).
- Saldatura e brasatura
- Assemblaggio di strutture
- Controlli non distruttivi
- Elementi di protezione dalla corrosione
Syllabus
The course is structured in five parts:
- Introduction and elements of aircraft structural anatomy
- Objectives, methods, and content of the course
- Airplane types and anatomy of the airframe.
- Functions of the main structural components.
- Generalities about aircraft design requirements.
- Recalls on aerospace metallic materials.
- Technologies for manufacturing metal parts
- Foundry
- Metal Forming
- Sheet metal processing
- Machining
- Unconventional technologies and processes
- High Speed Machining (HSM)
- Electrical Discharge Machining (EDM)
- Chemical milling
- Diffusion Bonding and Superplastic Forming
- Technologies for manufacturing components in composite materials
- Composite materials: constituents, treatments, and processes
- Production technologies of composite components and structures
- Processing and construction of sandwich structures.
- Joining technologies and structure assembly processes
- Riveting and bolting
- Metal laminates. Fiber Metal Laminates (GLARE).
- Welding and brazing
- Assembly of structures
- Non-destructive testing
- Elements of corrosion protection
Bibliografia e materiale didattico
Le dispense del corso (a cura del Prof. Lanciotti) saranno rese disponibili in formato .pdf attraverso il portale e-learning (https://elearn.ing.unipi.it/).
Libri per integrare i contenuti del corso
- Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Tecnologia meccanica, Pearson 2/Ed. Italiana, ISBN: 9788865183748 (Bibl. Ing. 670.427 KAL TEC)
- Flake Campbell Jr. Manufacturing Processes for Advanced Composites, Elsevier Science 1st Edition ISBN: 9781856174152
- Flake Campbell Jr. Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials, Elsevier Science 1st Edition ISBN: 9781856174954
- Pradip K. Saha, Aerospace Manufacturing Processes, CRC Press 1/Ed. ISBN 9780367736927
Libri consigliati in alternativa
- Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Manufacturing engineering and technology, Prentice Hall 6. ed. ISBN: 9780136081685 (Bibl. Ing. 670.427 KAL MAN 10 r)
- Mikell P. Groover, Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes, and systems, Wiley & Sons 3. ed. ISBN: 9780471744856 (Bibl. Ing. 670.42 GRO, 333.07.01.00 DIA)
- Marco Santochi, Francesco Giusti, Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione, CEA 2. ed. ISBN: 8840810285 (Bibl. Ing. 621.9 GIU 00)
- Brent Strong, Catherine Ploskonka, Fundamentals of composite manufacturing: materials, methods and applications, Dearborn (Bibl. Ing. 332.89.02.00 DIA)
Bibliography
Course lecture notes (edited by Prof. Lanciotti) will be made available in .pdf format through the e-learn portal (https://elearn.ing.unipi.it/).
Books to supplement the course content
- Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Tecnologia meccanica, Pearson 2/Ed. Italiana, ISBN: 9788865183748 (Bibl. Ing. 670.427 KAL TEC)
- Flake Campbell Jr. Manufacturing Processes for Advanced Composites, Elsevier Science 1st Edition ISBN: 9781856174152
- Flake Campbell Jr. Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials, Elsevier Science 1st Edition ISBN: 9781856174954
- Pradip K. Saha, Aerospace Manufacturing Processes, CRC Press 1/Ed. ISBN 9780367736927
Recommended alternative books
- Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Manufacturing engineering and technology, Prentice Hall 6. ed. ISBN: 9780136081685 (Bibl. Ing. 670.427 KAL MAN 10 r)
- Mikell P. Groover, Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes, and systems, Wiley & Sons 3. ed. ISBN: 9780471744856 (Bibl. Ing. 670.42 GRO, 333.07.01.00 DIA)
- Marco Santochi, Francesco Giusti, Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione, CEA 2. ed. ISBN: 8840810285 (Bibl. Ing. 621.9 GIU 00)
- Brent Strong, Catherine Ploskonka, Fundamentals of composite manufacturing: materials, methods and applications, Dearborn (Bibl. Ing. 332.89.02.00 DIA)
Indicazioni per non frequentanti
Il materiale didattico usato durante le lezioni può essere parzialmente rielaborato di anno in anno. Coloro che non possono frequentare le lezioni sono invitati a tenersi aggiornati e a consultare il docente.
Non-attending students info
The teaching material used during the lessons can be partially revised from year to year. Students who cannot attend the lessons are invited to keep up to date and to consult the professor.
Modalità d'esame
L'esame consiste in un colloquio individuale. Durante l'esame, il candidato discuterà possibili approcci ai problemi di fabbricazione di componenti strutturali sia metallici che compositi. Il candidato è tenuto a descrivere processi, macchine e attrezzature e ad evidenziare problemi specifici e criticità rispetto all'uso delle tecnologie di produzione proposte in campo aeronautico.
Assessment methods
The exam consists of an individual interview. During the exam, the candidate will discuss possible approaches to fabrication problems of structural components both metallic and composite. The candidate is expected to describe processes, machines, and equipment and to highlight specific problems and critical issues with respect to the use of the proposed manufacturing technologies in the aeronautical field.
Updated: 23/10/2023 10:59
