EnginSoft - Conference Abstracts

EnginSoft Users' Meeting 2006
Le Tecnologie CAE nell'Industria

L'uso di FORGE nelle applicazioni di stampaggio a caldo di leghe non ferrose

Pignatale Cristiano - Fonderia F.lli Maspero

Abstract

Le tecniche per modellare i processi di formatura dei metalli e in particolare di stampaggio a caldo, hanno subito negli ultimi anni un'evoluzione costante, offrendo ai tecnici coinvolti nella progettazione delle attrezzature, una riduzione sensibile sia delle prove in macchina, sia del tempo di ingegnerizzazione di un nuovo prodotto. L'azienda Maspero, impegnata nella subfornitura di particolari stampati a caldo in leghe non ferrose, ha investito da anni nel codice di simulazione ad elementi finiti Forge 3, come strumento sia per rafforzare la sua competitività sul mercato, sia per migliorare il suo standard qualitativo.L'analisi FEM con Forge 3 permette, dopo aver definito i parametri di processo,di studiare il flusso di materiale nell'impronta e di valutare la causa di difettologie, come ripiegature interne o di superficie. È pertanto uno strumento estremamente potente che Maspero utilizza sia in fase di progettazione degli stampi per proporre al cliente soluzioni alternative, sia in fase produttiva per ottimizzare le dimensioni di partenza delle billette, oppure per definire la matematica di preforme o profilati, destinati alla produzione di particolari meccanici complessi non stampabili dalla barra tonda. Forge3 viene altresì impiegato per predire le forze di stampaggio e scegliere la macchina più idonea per stampare, in funzione dell'energia di deformazione richiesta.

Vengono analizzati due particolari significativi:

1. Terminale Forcellone (Lega 6082): Durante la fase di controllo con i liquidi penetranti, su una percentuale elevata del lotto produttivo è stata evidenziata una difettosità ripetitiva per posizione e caratteristiche, da attribuire ad una ripiegatura di materiale. Dopo aver simulato il processo si è capito come il difetto fosse imputabile ad un errato scorrimento di materiale, causato principalmente dalla posizione instabile della barra di partenza sullo stampo. Sono state testate diverse soluzioni alternative, valutando la potenziale influenza della posizione iniziale della barra sullo scorrimento di materiale nell'impronta. Attraverso le simulazioni è stata pertanto progettata una barra profilata, per permettere allo stampatore di effettuare in tempi rapidi e senza margini d'errore le operazioni di posizionamento sullo stampo. Grazie alla ripetibilità della posizione della barra di partenza sullo stampo, il difetto riscontrato è stato completamente eliminato.
   
   
2. Anello/alette (Ottone): Dopo averlo fatto stampare per anni, il cliente per sue esigenze, ha richiesto a Maspero di apportare una modifica alla matematica del grezzo e di farne in tempi ristretti la produzione di serie. Poiché il ciclo di stampaggio di questo particolare si articola in 2 fasi, 1) stampaggio di uno sbozzato preparatore, 2) stampaggio del grezzo nella sua configurazione finale, le simulazioni hanno permesso di capire in che modo modificare dimensionalmente lo sbozzato di partenza per poter ottenere il grezzo modificato esente da difettosità. Grazie ai risultati ottenuti attraverso le simulazioni, è stato possibile guidare il lavoro di modifica delle attrezzature già esistenti e di avviare la fase produttiva velocemente, con una sensibile riduzione dei tempi di sviluppo e quindi di costi e, di conseguenza, vantaggi tangibili anche per il cliente.

L'esperienza dell'Azienda Maspero dimostra come l'analisi FEM possa essere integrata in una realtà industriale e in un mercato estremamente dinamici come quelli in cui opera, per massimizzare la capacità produttiva minimizzando i tempi di inutilizzo delle macchine e riducendo gli scarti, garantendo allo stesso tempo un prodotto di alto standard qualitativo in linea con le specifiche del cliente.