Generalità

I componenti prodotti in grande serie, di particolare interesse per il mercato dell’automobile, devono soddisfare la richiesta di elevata qualità anche per particolari complessi da produrre in forma quasi finita, caratteristiche ottenibili con il processo di pressocolata.

Oggi, la pressocolata non si può più considerare come un processo di fonderia innovativo in quanto la sua applicazione ha una storia che conferma la consolidazione della recente metodologia di pressofusione agli inizi del 1900. Pertanto è sicuramente una tecnologia “giovane” soggetta attualmente a cambiamenti importanti, come l’introduzione del semisolido, dello squeeze o il vacuum, senza modificare i concetti base del processo stesso fondati sull’iniezione a pressione del metallo liquido all’interno di una cavità.

Il rilancio tecnologico della fonderia delle leghe leggere, richiede una innovazione anche nel modo di progettare le attrezzature ed ottimizzare i parametri di processo in funzione delle caratteristiche funzionali del pressocolato sfruttando al meglio le potenzialità della pressa e le caratteristiche intrinseche della lega.

I sistemi CAD e CAE attualmente disponibili consentono una drastica riduzione dei tempi di industrializzazione del prodotto garantendo ottimi risultati già in fase di prima campionatura. Anche le più “recenti” evoluzioni della pressocolata, verso il thixocasting, rheocasting, squeeze o la semplice applicazione del vuoto, sono contemplate in un codice di simulazione di processo.

La simulazione numerica semplifica la comprensione dei legami fra i diversi fattori che concorrono alla progettazione dello stampo e i vari parametri che sono di fondamentale importanza ai fini di una previsione e di controllo del processo, condizione necessaria alla produzione di pezzi di qualità e conformità costanti.

La definizione geometrica dello stampo e la previsione delle sollecitazioni termo-meccaniche che agiscono sullo stesso, in relazione ai parametri operativi di macchine sempre più perfomanti e sofisticate, rappresentano l’insieme dei risultati che possono essere verificati in fase di progetto tramite una analisi fluidodinamica e termica seguendo tutte le fasi del ciclo produttivo di un componente.

Obiettivi del corso

Il corso si propone di trattare i concetti base di metallurgia delle leghe di Alluminio, con specifico riguardo alla solidificazione e alle principali caratteristiche chimiche, fisiche, microstrutturali e meccaniche delle leghe da pressocolata.

Saranno indagate le correlazioni tra evoluzione microstrutturale e diffettologia dei getti pressocolati, con esemplificazioni pratiche di utilizzo delle tecniche di indagine metallurgica.

Verranno illustrate le nuove tecniche di simulazione al computer della fase di riempimento dello stampo e di solidificazione del getto e descritti i vantaggi che si possono ottenere in fase di progettazione delle attrezzature e di miglioramento del processo.

Infine verrà fatta una panoramica sui nuovi processi di pressocolata “ad alta tecnologia”, indicandone peculiarità e potenzialità.

Contenuti del corso

Il corso si articola in 8 lezioni suddivise in due giornate, con i seguenti argomenti:

• La pressocolata delle leghe di Alluminio: aspetti metallurgici
  Richiami di metallurgia (stato liquido e stato solido, solubilità, leghe metalliche, diagrammi di stato, segregazione); l'alluminio allo stato liquido; la solidificazione delle leghe di alluminio pressocolate.
  
• La simulazione della pressocolata: potenzialità
  Concetti fondamentali sulla simulazione numerica. Vantaggi nell’utilizzo della simulazione numerica. Realizzazione di un modello. Sviluppo di una simulazione.
  
• Difettologia dei pressocolati
  Descrizione delle principali tipologie di difetti in getti pressocolati. Difetti di riempimento e di solidificazione. Origini e cause. Interventi correttivi.
  
• Individuazione dei difetti mediante la simulazione numerica
  Rassegna di esempi di applicazioni di MAGMASOFT alla pressocolata. Modelli, visualizzazione dei risultati, previsione dei difetti.
  
• La microstruttura dei getti pressocolati
  Principali caratteristiche microstrutturali dei getti pressocolati. Guida all’interpretazione delle microstrutture. La spaziatura interdendritica. Esami di strutture al microscopio metallografico. Impiego dell’analisi di immagine.
  
• Progettazione dei canali di colata
  Comportamento fluidodinamico nei canali di colata. Linee guida per la progettazione. La curva di iniezione. Rassegna di esempi e casi applicativi.
  
• La pressocolata ad alta tecnologia
  Nuovi processi di pressocolata: in vuoto, squeeze casting, semi-solido. Potenzialità. Confronto microstrutturale e tecnologico con i processi tradizionali.
  
• La simulazione ad alta tecnologia
  Esempi di simulazioni di pressocolata in vuoto, squeeze casting, semi-solido. Tecniche di ottimizzazione e loro applicazione alla pressocolata e alla termoregolazione degli stampi.
  

Gli argomenti trattati sono ampiamente documentati da esempi applicativi, diagrammi, tabelle che rendono efficace la descrizione delle relazioni che intercorrono fra i diversi parametri di un processo di colata.

Destinatari del corso

Progettisti e modellisti che vogliano apprendere i concetti fondamentali per analizzare gli effetti sul prodotto colato in funzione delle loro scelte progettuali.

Addetti alla qualità desiderosi di conoscere e classificare al meglio i possibili difetti dei getti pressocolati.

Responsabili di gruppi di progettazione che intendano valutare i nuovi metodi progettuali assistiti da codici dedicati alla simulazione di processo.

Responsabili di processo che vogliano affrontare con metodo il controllo di tutti i parametri di processo.

Responsabili di fonderia che intendano coordinare le funzioni dei vari reparti sopra descritti.

Prerequisiti

Il corso è destinato ai tecnici di processo e addetti alla qualità, metodisti e responsabili di fonderia, progettisti e modellisti, cioè a tutte le figure che possiedano una cultura di base sui processi di pressocolata delle leghe leggere senza distinzione in funzione del titolo di studio. Pertanto si ritiene che il corso possa essere di beneficio per coloro che esprimono il desiderio di riprendere la teoria basilare in termini metallurgici e difettologici ed estendere le loro conoscenze ai nuovi processi ed ad innovativi metodi progettuali tramite la simulazione di processo.

Materiale didattico

Ad ogni partecipante è fornita copia cartacea delle diapositive utilizzate durante le lezioni. Si tratta sia delle diapositive commentate dai docenti che di diapositive/testi integrativi, consegnati per completezza di riferimenti ed opportunità di approfondimento da parte degli interessati.