Obiettivo: Industrializzazione di un componente strutturale che deve avere una buona tenuta al passaggio d’olio con applicazione in campo automotive

Processo: Tecnica della pressocolata; lega utilizzata: Alsi9Cu3 (UNI EN AB 46000)

Richieste: Progettare uno stampo a minimo 2 impronte; evitare porosità in una ben definita zona massiva sottoposta poi a lavorazione meccanica

Risultati: Garantita integrità del componente; stampo a 4 impronte con abbattimento dei costi di gestione

Cliente: Magna, in collaborazione con Galba s.r.l e Alpress s.r.l.

L’intervento

Per individuare la soluzione più performante abbiamo valutato diverse strade.
Per prima abbiamo scartato la possibilità di simulare un canale di colata sfruttando la parte inferiore del pezzo: i dati del Material Trace evidenziavano infatti che i due rami di colata non lavoravano nel modo corretto, provocando un riempimento del pezzo non omogeneo, con del materiale che tendeva a staccarsi. Grazie all’Hot Spot abbiamo individuato la criticità dei punti caldi che si formavano per l’incapacità del metallo liquido di occupare l’intero volume, una volta solido. Il posizionamento di uno squeeze pin vicino alla zona massiva avrebbe potuto dare soluzione al problema, ma la presenza di inclusioni d’aria ne avrebbe limitato i benefici. Abbiamo quindi deciso di studiare una colata mirata sulla zona massiva del pezzo, in modo da ridurre al minimo le porosità da ritiro e limitare l’aria residua. Per farlo è stato necessario aggiungere un ulteriore movimento meccanico per impronta e così, per abbattere i costi di gestione, abbiamo deciso di aggiungere 2 figure orientandoci per uno stampo a 4 impronte.
La simulazione con il Material Trace ha mostrato che in questa proposta di colata il materiale veniva “accompagnato” in maniera più uniforme. I dati dell’Air Pressure dimostravano che la nuova configurazione portava l’aria sull’esterno del pezzo in modo da poterla cosi evacuare. Il Porosity inoltre evidenziava una sostanziale diminuzione della porosità. In base ai risultati della simulazione abbiamo posizionato un chillvent sulla zona che veniva riempita per ultima dal metallo riducendo drasticamente l’aria residua all’interno del getto, come confermato anche dai dati forniti da MAGMA 5.
A questo punto abbiamo disegnato il 3D dello stampo con i relativi circuiti di termoregolazione, progettati con l’obiettivo di tenere una temperatura non troppo alta per ridurre il tempo ciclo. Abbiamo quindi simulato 9 cicli per assicurarci un regime termico dello stampo verificando di avere le matrici intorno a 200 °C.

Risultati:

Grazie alle accortezze apportate, il valore di porosity si è abbassato in maniera importante. È stato fondamentale aggiungere un attacco di colata con una movimentazione aggiuntiva per andare a lavorare al meglio con la terza fase della pressa. Il costo dello stampo è stato bilanciato dal risparmio ottenuto con l’aggiunta di due ulteriori figure. Gli obiettivi posti dal cliente sono stati così soddisfatti:

• è stata raggiunta l’integrità del componente sulla zona critica

• è stato realizzato uno stampo non a 2 bensì a 4 impronte con un grosso abbattimento dei costi di gestione.