A QUALCUNO PIACE CALDO: IL NUOVO MODULO DI SIMULAZIONE TERMICA DELLO STAMPO

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1 A QUALCUNO PIACE CALDO: IL NUOVO MODULO DI SIMULAZIONE TERMICA DELLO STAMPO

4 Cosa è la simulazione termica dello stampo Le tipologie di simulazione che si possono effettuare sono di due tipi: Simulazione con stampo «implicito» o virtuale (solo stampata) Simulazione con stampo reale (modellando le parti stampanti)

5 La lega rilascia calore durante il RIEMPIMENTO Inizia la SOLIDIFICAZIONE per cessione di calore Lo stampo si APRE Il getto viene ESTRATTO dallo stampo Lo stampo viene LUBRIFICATO Lo stampo si CHIUDE

6 QUALI FENOMENI DI SCAMBIO TERMICO INTERVENGONO DURANTE TALI FASI? Scambi termici INTERNI All interno dello stampo Tra lega e stampo Scambi termici ESTERNI Con l ambiente Raffreddamenti interni Per Spruzzatura

7 CRITICITA DEI PRODOTTI ATTUALMENTE SUL MERCATO A LIVELLO UTENTE: Tempo operatore elevato Richieste competenze tecnico-scientifiche elevate Necessità di definire parametri sconosciuti alla fonderia A LIVELLO TECNICO: Modellazione dello scambio termico nei canali Modellazione dell estrazione di calore mediante lubrifica Modellazione corretta delle tempistiche del ciclo

8 Filosofia di sviluppo di Piq 2 : Il software deve «parlare» linguaggio pratico ed ogni input deve essere un numero che la fonderia deve essere in grado di fornire. Il lavoro dell operatore nella fase di definizione della geometria e dei parametri di simulazione deve essere ridotto al minimo necessario: è il software che deve lavorare, non l uomo. Il software deve simulare e prevedere quello che accade realmente durante il processo, non quello che «si pensa» che succeda. L interfaccia utente deve essere minimale e richiedere SOLO i dati che servono per modellare il processo HPDC, non altro.

9 La definizione del modello geometrico avviene importando da solido 3d: Parti stampo Canali di raffreddamento Getto MESH 3D MULTIPROCESSORE

10 Come per altre applicazioni Piq2, interfaccia SINGLE WINDOW:

11 Definizione del ciclo: Il ciclo è suddiviso in 5 MACRO FASI di base 1. Chiusura post iniezione (Riempimento e solidificazione) 2. Apertura pre-lubrifica (Estrazione ed attesa lubrifica) 3. Lubrifica (Spruzzatura) 4. Attesa post lubrifica (Asciugatura e attesa chiusura) 5. Chiusura in attesa iniezione (Chiusura ed attesa iniezione) Ogni MACRO FASE di base può essere ulteriormente definita per rispecchiare quanto accade nel ciclo reale.

12 Possibile considerare un riempimento a temperatura uniforme oppure considerare il reale apporto termico di una mappa termica derivante da un riempimento effettuato precedentemente: Maggiore accuratezza nella definizione del carico termico entrante nello stampo

13 LA TERMOREGOLAZIONE Scopo della simulazione è la valutazione del corretto dimensionamento e gestione della termoregolazione: è FONDAMENTALE LA MASSIMA ATTENZIONE NELLA MODELLAZIONE di quanto accade nei canali. COME VENGONO CONSIDERATI OGGI NEI SOFTWARE: Lo scambio termico nei canali di termoregolazione è imposto virtualmente attraverso l imposizione di coefficienti di scambio termico I coefficienti di scambio termico sono imposti su tutta la parete del canale I coefficienti di scambio, nel migliore dei casi, sono calcolati in funzione della portata di fluido entrante nel canale La temperatura del fluido di scambio è costante ed uniforme

14 LA TERMOREGOLAZIONE L IMPORTANZA DEL FLUSSO DI FLUIDO NEL CANALE: Lo scambio termico nei canali di termoregolazione dipende dal flusso del fluido che si instaura nel canale stesso e può cambiare da punto a punto del canale. Dove le velocità e la turbolenza sono maggiori, scambia di più. Dove il flusso è stagnante, scambia di meno. La forma del canale può quindi avere localmente un influenza notevole sull asportazione del calore.

15 CastleThermo: Il flusso reale che si instaura nei circuiti viene calcolato e modellato nei minimi dettagli: lo scambio termico viene automaticamente calcolato dipendentemente dalle condizioni di flusso locali (campo di velocità e di temperatura) Lo scambio termico avviene in funzione del flusso che si instaura localmente Non c è più necessità di definire il coefficiente di scambio termico

16 L IMPORTANZA DELLA TEMPERATURA DEL FLUIDO: Termoregolazione OLIO 250 C Il fluido che entra in un canale di termoregolazione cede calore o lo acquista dallo stampo e quindi cambia la propria temperatura da punto a punto. Il fluido entra ad una temperatura ed esce ad un altra temperatura. Lo scambio termico nel canale cambia nel tempo e lungo il percorso in quanto è possibile che la portata e la temperatura del fluido cambino. Invertire entrata ed uscita di un canale può cambiare drasticamente il comportamento termico.

19 L IMPORTANZA DELLA TEMPERATURA DEL FLUIDO: Raffreddamento acqua 20 C Il fluido che entra in un canale di termoregolazione cede calore o lo acquista dallo stampo e quindi cambia la propria temperatura da punto a punto. Il fluido entra ad una temperatura ed esce ad un altra temperatura. Lo scambio termico nel canale cambia nel tempo e lungo il percorso in quanto è possibile che la portata e la temperatura del fluido cambino. Invertire entrata ed uscita di un canale può cambiare drasticamente il comportamento termico.

20 L IMPORTANZA DELLA CONFIGURAZIONE DEI CIRCUITI:

21 L IMPORTANZA DELLA CONFIGURAZIONE DEI CIRCUITI: Molto frequentemente i canali sono collegati tra di loro esternamente mediante distributori o tubi flessibili creando un circuito: il fluido uscente da un canale entra in un altro. Progettare la sequenza di collegamento dei canali permette agevolmente di spostare calore all interno di uno stampo per scaldare le zone fredde raffreddando quelle calde. Le portate vengono suddivise tra diversi canali in funzione di come sono collegati tra loro (in serie, in parallelo ) Alcuni canali possono essere temporizzati in funzione del tempo ciclo.

22 IN OUT IN OUT APPROCCIO INNOVATIVO: è possibile simulare l interconnessione esterna tra i diversi circuiti. Il fluido uscente da un canale può essere inviato ad un altro canale. La temperatura del fluido entrante nel secondo circuito è quella in uscita dal primo.

23 CONFIGURAZIONE AVANZATA DEI CANALI DI TERMOREGOLAZIONE: Per ogni canale: Impostare un fluido differente Una portata specifica Una temperatura diversa E possibile collegarlo virtualmente ad un altro canale Possibile temporizzarlo o parzializzarlo. CALCOLO PORTATA Nel caso si conosca solo la pressione del circuito e non la portata di fluido, un assistente aiuta a calcolare la portata massima che può attraversare quel circuito.

24 LA LUBRIFICA La lubrifica di uno stampo è sicuramente la fase più «nebbiosa» di tutto il ciclo. Sia in senso pratico che figurativo. Il tempo di lubrifica comunemente indicato sulle carte di processo è quasi sempre riferito all intervallo di tempo tra inizio fase di lubrifica e fine fase di lubrifica. Nella maggior parte dei casi, in quel tempo, la testa di lubrifica si muove con percorsi dedicati al singolo stampo soprattutto quando viene effettuata con teste robotizzate Frequentemente la lubrifica si ferma su alcune zone più che su altre per risolvere problematiche di sovrariscaldo e/o difficoltà di estrazione localizzate. E impensabile modellarla, come spesso si fa, con un coefficiente di scambio termico imposto su tutta la superficie per tutta la durata dell operazione.

25 La lubrifica delle superfici (così come anche l asciugatura) può essere facilmente personalizzata per riprodurre il ciclo effettivo: Filmato reale

26 Possibilità di suddividere la superficie di lubrifica in zone e definire sequenze temporali di lubrifica personalizzate CHE SCHEMATIZZANO la realtà.

27 La lubrifica delle superfici (così come anche l asciugatura) può essere facilmente personalizzata per schematizzare il ciclo effettivo: Filmato reale Possibilità di suddividere la superficie di lubrifica in zone e definire sequenze temporali di lubrifica personalizzate CHE SCHEMATIZZANO la realtà.

28 MOBILE PRE LUBRIFICA MOBILE POST LUBRIFICA MOBILE FISSA

29 BUON APPETITO!

30 Thank you for your attention QUESTIONS? PiQ2 srl Brescia Via Branze, 45 T F info@piq2.com