La produzione di particolari meccanici in acciaio con la tecnica dello stampaggio a caldo al maglio consente la realizzazione di pezzi di notevoli dimensioni. Le diverse fasi di preformatura e finitura trasferiscono al pezzo, mediante un elevato numero di colpi del maglio, l’energia necessaria per la deformazione, in modo da ricalcare la forma desiderata. Criticità di questo processo produttivo sono la progettazione della sequenza di operazioni e la previsione dei colpi necessari per ottenere il corretto riempimento degli stampi, evitando ripieghe e difettologie di superficieinterne. Riganti utilizza da diversi anni l’analisi FEM del processo di stampaggio con il codice FORGE per la verifica delle ipotesi progettuali e per eliminare la difettologia nei nuovi particolari da produrre. Vengono analizzati due particolari significativi:
Corpo di trasmissione
Durante la fase di tranciatura del fondello interno, si è evidenziato un difetto che inizialmente è stato attribuito ad una ripiegatura di materiale. Esaminando la simulazione effettuata con FORGE si è invece capito come il difetto sia imputabile ad uno scorrimento interno di materiale nella direzione delle fibre. Sono state testate diverse modifiche degli stampi, valutando per ognuna gli effetti sul flusso e la realizzabilità delle stesse. Grazie alla simulazione si è capito che l’aumento del raggio del bulino è utile per ridurre il risucchio responsabile del difetto riscontrato. Il problema è stato completamente risolto.
Albero motore
In questo particolare è stata segnalata una difettologia ripetitiva per posizione e caratteristiche, che è stata attribuita alla presenza di inclusioni nel nucleo della billetta di partenza. La posizione di questo difetto è stata tracciata nella simulazione mediante l’utilizzo di marking-grid e confrontata con il risultato dello stampaggio di un pezzo sperimentale, dove nella billetta di partenza è stata forzata un’anima di materiale inossidabile facilmente rintracciabile in seguito sezionando il pezzo stampato. È stato così possibile verificare, mediante sezioni effettuate su questo campione, come il risultato della simulazione numerica ottenuta con FORGE sia molto realistico e consenta di valutare l’effettiva estensione del difetto. Lo stampaggio è stato modificato per guidare questa difettologia in zone non critiche per le successive lavorazioni ed in esercizio.
L’analisi FEM ha portato in Riganti ad un approccio progettuale innovativo, dove la sequenza delle fasi di stampaggio è decisa in base alla simulazione effettuata con FORGE: le modifiche da apportare agli stampi possono essere discusse con il committente analizzando i risultati della simulazione e il pezzo può essere quindi sviluppato in co-design con il cliente. Questo approccio ha portato ad una significativa riduzione dei tempi di sviluppo prodotto e ad un miglioramento globale della qualità dei pezzi prodotti. |
