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Case study

eorison model

Gli stampi inesorabilmente si consumano, fatevene una ragione!

Tanto più in pressocolata con l’impiego sempre più diffuso di leghe per getti strutturali, molto aggressive verso l’acciaio. In questo studio mostriamo i risultati di uno lavoro svolto per un nostro importante cliente per ridurre l’erosione dello stampo grazie al redesign della colata. Grazie alle modifiche introdotte tra una manutenzione e l’altra si è passati dai 2.000 colpi di prima a ben 25.000 colpi!

Quanto è costato? Parliamone… se devi rifare uno stampo o le sole parti stampanti non accontentarti di fare un semplice copia/incolla del progetto esistente, possiamo introdurre questa e molte altre migliorie…incluse nel costo.
La prossima volta pensaci, anzi pensa a FORMSTAMPI!

Leggi lo studio completo qui:

squeeze pin

Questo lavoro è stato presentato da FORMSTAMPI in occasione del Flow3d European User Meeting svoltosi a Madrid nel giugno 2013. L’obbiettivo era la messa a punto dei parametri e dei modelli di calcolo che influiscono della predizione della formazione di cavità da ritiro. E’ risultato particolarmente interessante simulare il comportamento dello Squeeze-pin. Inoltre lo studio dimostra come la presenza di aria intrappolata nel metallo dopo il riempimento influenzi la formazione di cavità da ritiro durante la solidificazione.

giunzioni fredde

Studio fatto su di un particolare colato in LPDC. In questo processo è molto importante l’analisi della frazione solida del metallo per verificare la bontà del riempimento. In questo caso la simulazione evidenzia due fronti freddi, già parzialmente solidificati, responsabili della formazione di giunzioni fredde come indicato nella foto reale.

fluidodinamica 2.1
fluidodinamica 2.2
fluidodinamica 1.1

Questo è uno dei primi lavori fatti con lo scopo di validare il software di simulazione e per tarare i parametri che influiscono nel calcolo della fluidodinamica, quali lo scambio termico tra il metallo e lo stampo e le caratteristiche della lega utilizzata. I risultati della simulazione sono stati confrontati con una stampata parziale effettuata durante campionatura dello stampo. Dalla rispondenza evidenziata dalle immagini si può già intuire la bontà della fluidodinamica del software utilizzato.

porosità da ritiro

Questo particolare presenta spessori notevoli e quindi elevato rischio di formazione di cavità da ritiro. Nell’immagine si vedono i campioni tagliati che presentano evidenti cavità da ritiro. Questo trova rispondenza nei risultati dalla simulazione di solidificazione svolta successivamente, che sono un buon punto di partenza per valutare possibili modifiche allo stampo per ridurre questo difetto.

punti freddi1
punti freddi2

Si tratta di un difetto che capita spesso nei getti pressocolati. Si tratta di punti in cui il metallo raggiunge una percentuale di frazione solida limite. Normalmente si considera il 30% (colore blu) oltre il quale non scorre più e si ottiene un riempimento incompleto. Già oltre il 10% (colore giallo) comunque fà fatica a scorrere e si hanno sulla superficie delle increspature.
Questi difetti si hanno nei punti che riempiono per ultimi e sono tanto più evidenti quanto più il metallo arriva freddo, quindi più lo stampo è freddo o più lungo è il tempo di riempimento e quanto più sottile è la parete da riempire.

cavitazione

In pressocolata, dove la velocità del metallo durante il riempimento dello stampo è molto alta, la cavitazione è una delle maggiori cause di erosione dello stampo. FORMSTAMPI in qualità di costruttore di stampi è sensibile al problema ed ha deciso di approfondirlo analizzando un caso reale dove la cavitazione causa un’erosione precoce dello stampo. Quindi è stata introdotta una modifica per risolvere il problema e successivamente testata in produzione. Questo lavoro è stato presentato da FORMSTAMPI in occasione del Flow3d European User Meeting svoltosi a Cracovia nel giugno 2016.

ottimizzazione

Il processo di design dello stampo è spesso un processo lungo e laborioso e talvolta diventa una corsa contro il tempo visto che i termini di consegna sono sempre più ristretti.

Questo comporta, ad un certo punto, il congelamento del progetto per mancanza di tempo ed il risultato quindi è sempre un compromesso.

Grazie all’avvento dell’intellingenza artificiale, alcuni processi di progettazione possono essere automatizzati con conseguente risparmio di tempo.

SI tratta di una vera e propria ottimizzazione che porta a risultati sicuramente migliori rispetto al processo tradizionale.

In particolare in FORMSTAMPI abbiamo testato il software IMPROVEit (XC Engineering) poi diventato Flow-3D (x).

Esso si interfaccia con i software in uso nel nostro ufficio tecnico, in particolare Creo5 (PTC) e FLOW-3D® CAST (Flow Science inc.).

Il nostro obbiettivo è l’ottimizzazione dei sistemi di colata per i nostri stampi, perseguita agendo sui parametri geometrici per minimizzare i difetti risultanti dalla simulazione di colata.

Grazie a questo software il nostro flusso di lavoro dato dall’iterazione 1) simulazione di processo 2) interpretazione dei risultati e 3) modifica geometria è stato automatizzato, rendendo possibile l’esecuzione di oltre 20 simulazioni di colata nel corso di un finesettimana per arrivare al Lunedì mattina con la migliore soluzione trovata.

Qui sotto potete leggere la presentazione che abbiamo portato al FLOW-3D – European User Conference 2019 e che qui ha vinto il BEST PRESENTATION AWARD . Qui inoltre in anteprima l’articolo pubblicato su “Fonderia Pressofusione” realizzato con XC Engineering.

Structural simulation

Prima o poi si sa che compariranno delle cricche sullo stampo ed allora si dovrà correre ai ripari con conseguente dispendio di tempo e di denaro. E se fosse possibile posticipare il più possibile questo inevitabile evento?

Ecco allora che in FORMSTAMPI abbiamo messo a punto un modello di calcolo predittivo della vita stampo. Utilizzando le informazioni ottenute dalla simulazione di colata e le proprietà dell’acciaio impiegato possiamo condurre simulazioni strutturali per analizzare in modo puntuale le tensioni interne e quindi la rottura a fatica dell’acciaio. Questo modello è molto utile per ottimizzare il progetto con l’obiettivo di allungare la vita dello stampo.

Per approfondimenti rimandiamo alla presentazione di seguito.

stampa 3d

Grazie alla collaborazione con Texer Design S.r.l. abbiamo oramai maturato una certa esperienza nell’impiego di inserti stampati in 3d con circuiti di condizionamento conformati all’impronta ed abbiamo raccolto importanti risultati. In questo caso di studio con un raffreddamento più efficiente abbiamo ridotto il tempo ciclo del 10%. Leggi lo studio completo qui: