Negli ultimi anni, attraverso la digital transformation, vediamo che i prodotti stanno diventando sempre più smart ma di conseguenza anche sempre più complessi. Governare adeguatamente questa complessità è un requisito fondamentale per evitare una scarsa qualità dei componenti e restare competitivi.

In questo articolo vedremo come le tecnologie di simulazione possono supportare le aziende in tutte le fasi di un progetto dall’idea iniziale fino alla verifica finale per offrire tre importanti valori:

• produttività
• innovazione
• qualità

Lo stampaggio a caldo di metallo è una varietà di processi di produzione destinati, tramite la deformazione plastica di pezzi metallici di varia sezione e grandezza, alla formatura, solitamente tramite diversi stadi, di componentistica varia con applicazioni nei settori automobilistico, ferroviario, edile, aerospaziale e altri.

Essendo lavorazioni di stampaggio a caldo, sfruttano le condizioni di maggiore plasticità delle leghe metalliche ad una temperatura generalmente superiore a quella di ricristallizzazione, e portano alla deformazione permanente di billette, blumi, lingotti, etc.

I processi per deformazione a caldo sono vari e tra loro diversificati, tra i più noti possiamo annoverare: forgiatura a stampi chiusi, forgiatura a stampi aperti, laminazione, estrusione, etc

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.

Gli ingegneri che progettano macchine elettriche utilizzano strumenti di simulazione che consente loro uno sviluppo rapido ed accurato di prodotto. L'impiego di strumenti e metodi di calcolo agli elementi finiti già nelle prime fasi del processo di progettazione, rende possibile accelerare lo sviluppo del prodotto e contemporaneamente ottenere una maggior efficienza energetica della macchina, risparmio sui materiali, e dei costi complessivi.

Per una progettazione ottimale del motore occorre strutturare un flusso di lavoro che analizzi il progetto da un punto di vista multifisico e su uno scenario potenziale di funzionamento un po' più ampio di quello previsto. Questa strategia consente di considerare l'intera gamma di potenziali applicazione al fine di ridurre al minimo eventuali guasti.

Le performance delle batterie al litio (Li-Ion e Li-Po) sono strettamente legate alla temperatura di funzionamento: soprattutto quelle per applicazioni Automotive, spesso alloggiate in vani inaccessibili all'interno dell'autotelaio, alle quali è richiesta la massima efficienza in tutto il ciclo di funzionamento: ricarica e scarica.

Il range di temperature, ottimale, entro il quale fare funzionare questi accumulatori di energia è da 15°C ai 30°C:  sono consentite anche temperature comprese fra i -40°C e i 60 °C. Tuttavia, maggiore è la temperatura di lavoro della cella, maggiore è il suo rate di invecchiamento.

Ma non basta. Anche la differenza di temperatura tra le singole celle ne influenza performance e durata. Infatti, in un pacco di batterie il ΔT tra celle non dovrebbe superare i 4 °C, con uno scostamento massimo di 6-8 °C.

In questo articolo è descritto l’approccio, tipicamente utilizzato dai progettisti di accumulatori, per dimensionare correttamente un pacco batterie attraverso la simulazione CAE.

Recentemente Samsung ha annunciato di aver trovato il modo per produrre batterie affidabili, tecnicamente “accumulatori di energia”, allo stato solido. Questa nuova tecnologia consentirebbe di superare i limiti degli equivalenti basati sul Litio (Li-Ion | Li-Po) ovvero di aumentarne la densità di potenza che in termini di resa energetica per l’automotive si tradurrebbe in mediamente 800 km di autonomia… Un enorme passo avanti considerando gli indicativi 400-450 km raggiunti sinora da alcuni veicoli-test efficienti e con un buon numero di accumulatori a bordo.

La mobilità delle merci e delle persone si sta sempre più evolvendo verso l’elettrificazione e questo trend si registra anche nel mercato dell’automobile convenzionale: tradizionalmente conservativa e molto più lento a reagire rispetto ad altri.