Applicazione della simulazione FEM in ambito industriale nell'indagine delle rotture di stampi per forgiatura

Especially today ,in times of crisis and economic stagnation, the optimization of resources and the elimination of wastes and inefficiencies in the production processes is highly important for the industrial practice . In hot stamping , a critical role is played by the strength and durability of the tools (diess), whose rupture can cause serious losses in terms of increased costs and reduced productivity. Being in possession of tools and methodologies to address this issue in the design phase is an element of great practical and economical importance for companies operating in this sector . The main aspect of this thesis , carried out in collaboration with Fonderia Maspero, is to test the possibility of applying the FEM simulation software Forge3 , held by the company , to the aforementioned issue, with the aim of defining a new operational flow for the equipment design, including greater attention to the durability of dies and a greater attention to the overall efficiency of the production. In doing so, we started from a practical case of a die subjected to breakage, which was subjected to an analysis phase in order to understand how many and which process parameters would influence the stress on the die and a subsequent phase of modifications and redesigning guided by the previous results and by new simulations . As a result , it was possible to apply the techniques and knowledge to other practical cases , confirming the applicability of the method with respect to the issue, providing a new tool which can be used during the design process.

Specialmente al giorno d’oggi, in periodo di crisi e stagnazione economica, risulta di fondamentale importanza per la pratica industriale l’ottimizzazione delle risorse e l’eliminazione di ogni inefficienza e spreco nel processo produttivo. Nel settore industriale dello stampaggio a caldo, un ruolo critico è rivestito dalla resistenza e durabilità delle attrezzature (stampi), le cui rotture possono comportare gravi perdite in termini di aumento dei costi e riduzione della produttività. L’essere in possesso di strumenti e metodologie in grado di affrontare tale problematica in fase di progettazione risulta un elemento di grande interesse pratico ed economico per le aziende operanti in tale settore. Nel presente lavoro di tesi, svolto presso ed in collaborazione con l’azienda Fonderia Maspero, si è voluta mettere alla prova la possibilità di applicare lo strumento di simulazione FEM Forge3, in possesso dell’azienda, alla problematica in questione, con lo scopo di definire un nuovo flusso operativo della progettazione delle attrezzature comprendente una maggiore attenzione alla durata delle stesse e volto ad una maggiore efficienza complessiva della produzione. Nel fare ciò si è partiti da un caso pratico di stampo sottoposto a rottura di cui si necessitava nuova realizzazione, su cui è stata effettuata una fase di analisi volta alla comprensione di quanti e quali parametri di processo influenzassero lo sforzo su esso presente ed una successiva fase di modifica e riprogettazione guidata dai risultati ottenuti in precedenza e da nuove simulazioni. In seguito, è stato possibile applicare le tecniche e le conoscenze acquisite ad altri casi pratici, confermando l’applicabilità del metodo rispetto alla problematica, fornendo un nuovo strumento di cui fare uso durante la progettazione.