DAL GETTO STAMPATO AL PEZZO TRANCIATO

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1 NUOVO APPROCCIO DI VIRTUALIZZAZIONE IN PRESSOCOLATA: Cristian Viscardi Lorenzo Valente ECOTRE VALENTE srl Ruggero Pederzoli MECCANICA PI.ERRE srl 1

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4 COMPONENTE: COPPA OLIO 1. Introduzione 4

5 CICLO PRODUTTIVO DI UNA COPPA OLIO PRESSOCOLATA Ciclo di Pressocolata Raffreddamento in vascone con acqua Tranciatura 1. Introduzione 5

6 CURVE FLOW-STRESS PER LA LEGA EN AC PER DEFORMAZIONI A FREDDO 2. Materiali e Metodo 7

7 Processo di Pressocolata: Simulazione del ciclo di pressocolata con software ProCAST; utilizzo di stampo complete con cicli di avviamento e produzione a regime. Raffreddamento getto in vascone con acqua. Trasferimento dei risultati in formato nativo nel software DEFORM 8 Processo di Tranciatura : Simulazione dell operazione di tranciatura con software DEFORM sul getto completo. Misurazione e confronto finale con software GOM fra componente tranciato simulato e componente tranciato reale 2. Materiali e Metodo

8 ProCAST Casting Simulation Software FEM Technology with coupled calculation for: Thermal: thermal map of mould, differential lubrification, thermoregulation with balance of heat flux. Flow: starting from the pouring in shot sleeve chamber and complete injection cycle. Stress: both on casting and mould with elastoplastic properties to describe stresses and deformations of every part during entire cycle. Metallurgical library: to best fit alloy s property according chemical composition 3. Casting Simulation 9

9 MAPPA TERMICA DELLO STAMPO A REGIME 3. Simulazione di colata 10

10 1. Circuiti di termoregolazione con riscaldamento del fluido in seguito allo scambio con lo stampo. 2. Lubrifica mobile e differenziata in base all angolo di impatto e alla temporizzazione 3. Modello Elasto-Plastico applicato a tutte le parti di stampo e getto per considerare la reale dilatazione dell attrezzatura durante il ciclo produttivo. 3. Simulazione di colata 11

11 TEMPERATURA ARIA INTRAPPOLATA DIAGRAMMI PRESSA 3. Simulazione di colata 12

12 MAPPA DIFETTI FINALI : LOCALIZZAZIONE, DIMENSIONE ED ESPORTAZIONE AL CAD/CAE OSSIDI POROSITÀ DA GAS POROSITÀ DA RITIRO 3. Simulazione di colata 13

13 RAFFREDDAMENTO IN VASCONE CON ACQUA 3. Simulazione di colata 14

14 Software DEFORM per la simulazione dell operazione di tranciatura. Tecnologia FEM Operazione di tranciatura realizzata con una pressa da 60 ton tramite uno stampo in (58 HRC) realizzato da Meccanica Pi.Erre. 4. Simulazione di tranciatura 15

15 TRASFERIMENTO DEI RISULTATI DAL SOFTWARE DI SIMULAZIONE DELLA COLATA PROCAST AL SOFTWARE DI SIMULAZIONE DELLA TRANCIATURA DEFORM PROCAST DEFORM 4. Simulazione di tranciatura 16

16 MODELLI PER LA GESTIONE DELLA MECCANICA DELLA FRATTURA DURANTE L OPERAZIONE DI TRANCIATURA RICE & TRACY OYANE NORMALIZED COCKCROFT & LATHAM 4. Simulazione di tranciatura 17

17 SIMULAZIONE DI TRANCIATURA: TEMPERATURA 4. Simulazione di tranciatura 18

18 SIMULAZIONE DI TRANCIATURA: DANNEGGIAMENTO 4. Simulazione di tranciatura 19

19 OPERAZIONE DI TRANCIATURA: SEZIONE 4. Simulazione di tranciatura 20

20 SIMULAZIONE DI TRANCIATURA: DANNEGGIAMENTO 4. Simulazione di tranciatura 21

21 TRANCIATURA: CREAZIONE DELLA SUPERFICIE DI FRATTURA 4. Simulazione di tranciatura 22

22 TRANCIATURA: EFFETTO DELLA DISTANZA DEL TAGLIENTE Originale 0.5 mm oltre la tolleranza 4. Simulazione di tranciatura 23

23 TRANCIATURA: EFFETTO DELLA FORMA DEL TAGLIENTE Simulazione di tranciatura

24 TRANCIATURA: EFFETTO DELLA FORMA DEL TAGLIENTE Simulazione di tranciatura

25 TRANCIATURA: USURA DEL TAGLIENTE Getti Tranciati Getti Tranciati Simulazione di tranciatura

26 Scanner Ottico 3D per misurazione ed ispezione tridimensionale del componente. Possibilità di scansionare ogni oggetto anche complesso e di valutarne le caratteristiche dimensionali e superficiali. Metodo non a contatto. SCANSIONE E MISURA DEL COMPONENTE Courtesy of 5. Validazione Sperimentale 27

27 ANALISI 3D PER LA FORMA E LE DIMENSIONI Processo di misura: Step 1 Misura Step 2 Valutazione Step 3 Report di ispezione 5. Validazione Sperimentale 28

28 CONFRONTO SUL GETTO: REALE VS SIMULATO 5. Validazione Sperimentale 29

29 CONFRONTO SUL COMPONENTE TRANCIATO: MODALITÀ BOOLEANA VS PARTE REALE 5. Validazione Sperimentale 30

30 CONFRONTO SUL COMPONENTE TRANCIATO: PARTE TRANCIATA CON DEFORM VS PARTE REALE 5. Validazione Sperimentale 31

31 CONCLUSIONI 1. DEFORM è stato identificato come un software in grado di riprodurre la reale operazione di tranciatura grazie alla sua capacità di gestire le grandi deformazioni, la necessità di remeshing e l utilizzo della tecnologia FEM. 2. Il software di simulazione della colata ProCAST, grazie alla sua tecnologia, rispetta le specifiche di mesh e risultati che verranno poi usate come condizione iniziale per la simulazione di tranciatura. 3. Il software GOM ha convalidato la corrispondenza fra la deformazione dopo la simulazione di tranciatura DEFORM, il getto grezzo e il pezzo tranciato. L affidabilità dei risultati della simulazione con DEFORM, concatenate alla simulazione di colata ProCAST, è stata convalidata con una tolleranza massima di ±0.05 mm per il componente in esame. 4. Questo nuovo approccio consente di valutare in fase di progetto la miglior configurazione del sistema di colata e lo spessore degli attacchi di colata per risolvere le problematiche di riempimento e solidificazione garantendo contemporaneamente di poter verificare il rispetto delle tolleranze dimensionali e della qualità superficiale del pezzo. 32

32 GRAZIE PER L ATTENZIONE Cristian Viscardi Lorenzo Valente ECOTRE VALENTE srl Ruggero Pederzoli MECCANICA PI.ERRE srl 33