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Come ottimizzare la formatura di metallo a freddo

Pubblicato da Nicole Nardo il 9 June 2020

🕓 Tempo di lettura: 4 minuti

Lo stampaggio a freddo di materiali metallici è un processo industriale dedicato alla deformazione plastica quindi permanente di leghe metalliche con un’elevata cadenza produttiva, generalmente per componenti di piccole dimensioni come ad esempio viteria e bulloneria.

La precisione dimensionale di questo tipo di processo è elevata, spesso componenti prodotti tramite stampaggio a freddo non necessitano di ulteriori lavorazioni e finiture aggiuntive contrariamente a componenti prodotti con il metodo dello stampaggio a caldo.

Richieste di mercato, le sfide quotidiane da affrontare

Produrre minuteria metallica oggigiorno è una sfida aziendale su più fronti da un lato con la spietata concorrenza dettata dai prezzi stracciati del far-east per componentistica standard, dall’altro con le richieste ad elevato livello di customizzazione. Immagine8

Da qualsiasi parte si voglia penetrare il mercato è inoltre necessario soddisfare tolleranze e normative sempre più stringenti e in tempi sempre più brevi.  Le sfide di mercato si traducono poi internamente come sfide tecniche da affrontare in ambito di progettazione.

Generalmente a una richiesta di mercato si può giungere tramite innumerevoli soluzioni progettuali e il vantaggio competitivo nasce dall’individuare correttamente quale soluzione permette costi minori e al tempo stesso risponde meglio agli standard richiesti.

Convenzionalmente si procede per tentativi affidandosi all’esperienza dei progettisti più esperti ma in quanto la proposta al cliente deve essere effettuata rapidamente non è possibile testare tutte le soluzioni possibili. E inoltre al cambio generazionale dello staff si rischia la perdita delle competenze detenute dai tecnici che hanno lavorato una vita nell’ambito della deformazione a freddo, la condivisione, il passaggio della conoscenza sono momenti critici che vanno il più possibile incentivati per non rischiare di perdere competenza aziendale. D’altro canto anche per i processi più comprovati possono esistere miglioramenti, risparmi e ottimizzazioni.

Le possibilità offerte dalla simulazione di processo

La simulazione di processo può essere una valida alleata non solo per affrontare queste sfide odierne, ma anche per migliorare la risposta ad esse. Oggigiorno ci sono soluzioni di simulazione per simulare tutti i processi di deformazione a freddo, sia che siano quelli più noti quali imbutitura, coniatura, rullatura, laminazione, etc sia che siano processi innovativi ancora non messi in opera.

 

Time_to_market

 

I mezzi di simulazione infatti risultano un importante sostegno durante la fase decisionale nel setup di un nuovo prodotto o nella fase di modifica di un processo. La simulazione può fungere da acceleratore nella ricerca di nuove soluzioni progettuali, velocizzando la parte di test di fattibilità e andando ad ottimizzare la soluzione migliore.

 

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Ciò è reso possibile dalla possibilità di testare selezionati alcuni obiettivi e posti dei vincoli a trovare delle tendenze nella variazione di tali parametri. Per esempio, considerando un prodotto fabbricato in cinque stazioni, è possibile ottenerlo in quattro? Conoscendo le deformazioni che intercorrono in ogni stadio è possibile andare a immaginare un terzo stadio ripensato in modo da ottenere in un unico passaggio quello che si otteneva inizialmente in due stadi diversi, ponendosi uno o più obiettivi.

Un obiettivo che porterebbe a un risparmio di costi, potrebbe essere quello di minimizzazione dell’energia spesa, i vincoli possono essere imposti nella formulazione assenza di difetti, quali ripieghe e/o mancati riempimenti andando così ad eliminare i design di una nuova stazione che porterebbero ad una bassa qualità di produzione. 

Una volta eliminata una stazione il grado di deformazione a cui è sottoposto il componente in un passaggio aumenta e il risultato è inevitabilmente una tensione maggiore sulle attrezzature. Questo suggerisce un nuovo obiettivo, ponendo le basi per una seconda ottimizzazione del processo, la minimizzazione delle tensioni sugli stampi.

Questa metodologia di approcciarsi al processo produttivo non sarebbe possibile con metodi tradizionali, molto spesso infatti un processo consolidato tende a rimanere invariato nel tempo se l’approccio seguito è quello convenzionale, mentre la simulazione da spazio a un miglioramento continuo.

 

forge cold

 

La simulazione può essere la chiave anche nella risoluzione di problematiche quali difetti o mancati riempimenti, ad esempio nella formatura della testa di una vite un riempimento problematico può essere dettato da una scarsa trasmissione della coppia in chiusura, indagare diverse preforme tramite il lancio di simulazioni può aiutare a trovare la preforma ottimale, per minimizzare la problematica e ottenere pezzi con una qualità migliore.

 


Vantaggi (collaterali) dell’integrazione di strumenti di simulazione

Inoltre, tutti questi test, ottimizzazioni, quanto si apprende dall’integrazione degli strumenti di simulazione nella metodologia aziendale consentono la costruzione di una banca dati, un know-how che non viene perduto con il giro generazionale dei dipendenti e con una maggiore facilità di condivisione e trasmissibilità della conoscenza acquisita.

Le possibilità di diminuzione dei costi arrivano da più fronti, abbandonando un approccio trial and error si hanno risparmi su materiale e attrezzature, nonché di tempo, massimizzare la vita degli stampi porta a un considerevole risparmio.  Abbreviare il time-to-market significa porsi in vantaggio rispetto ai concorrenti, una preventivazione veloce consente dimostrarsi reattivi, senza contare la possibilità di testare la fattibilità di idee totalmente innovative che danno la possibilità di entrare in nuovi mercati.

Se ti interessa saperne di più su queste tecniche per scoprire come applicarle al vostro processo di progettazione  contattaci, uno dei nostri esperti risponderà a tutte le tue domande. 

 

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Argomenti: Simulazione, Fonderia

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