La produzione di grossi volumi di componenti meccanici mediante processi di stampaggio a caldo esige metodologie di progettazione avanzate per il controllo completo del processo di forgiatura: l’uso costante del’analisi FEM consente all’azienda di avere un costante controllo di ogni step del processo, in modo da ottimizzare le geometrie degli stampi, scegliere le dimensioni più opportune dello spezzone di partenza e garantire un bilanciamento delle forze per ogni fase del processo. Le analisi FEM di forgiatura sono divenute importanti per Berco da quando l’azienda si è dotata di una Maxipressa a vite da 32000 ton, impiegata per lo stampaggio di componenti di sottocarri per macchine da miniera, particolari ottenuti in precedenza per fusione. Vengono analizzati due particolari significativi:
Ruota motrice
Il pezzo reale presenta della ripiegature di materiale sulle creste dei denti, legate alla presenza di raggi di scorrimento piccoli che influenzano lo scorrimento del materiale. L’ottimizzazione del processo consiste nella valutazione mediante simulazione FEM delle più appropriate geometrie dell’anello laminato di partenza e della corretta forma degli stampi nelle zone critiche nonché il controllo dello sforzo massimo di stampaggio, al fine di ottenere una dimenzione di stampi più ridotta possibile.
L’utilizzo di piani di taglio e marking-grid, unitamente ai risultati dei contatti e delle “folds”, ha consentito di validare una soluzione virtuale, che è stata poi realizzata concretamente dimostrando l’eliminazione dei difetti.
Suole
La forma di una suola si sviluppa su tre piani con differenti inclinazioni e ciò causa la nascita di forze orizzontali pericolose per la vita delle chiavette di fissaggio degli stampi. Le simulazioni con FORGE hanno permesso di individuare la corretta inclinazione dei piani per contrastare il carico orizzontale, con una riduzione del 66%.
L’analisi FEM ha portato in Berco ad una nuova concezione di progetto delle attrezzature di stampaggio, consistente in un continuo confronto dei risultati meccanici e termici ottenuti in simulazione e nella realtà, con una riduzione globale del tempo di messa in produzione di un componente.
Con l’utilizzo della simulazione sono diminuiti gli interventi sugli stampi successivi alla fase di progetto e conseguentemente un aumento della vita degli stampi stessi. In questo modo si è stabilito un metodo per aumentare l’efficienza delle linee di stampaggio e migliorare i vecchi processi adeguandoli alle esigenze di grossi volumi di produzione. |
