Previsione della vita degli stampi mediante il modello degli elementi finiti = Die life prediction using finite element analysis

Lo scopo della tesi è l’applicazione della metodologia del Design of Experiments (DOE), come metodo efficace per il miglioramento o l'ottimizzazione della progettazione di un prodotto (in questo caso lo stampo) e dei processi di produzione dello stesso attraverso l’esecuzione di esperimenti. Esso si basa sull’impiego dell’analisi statistica, con lo scopo di definire le relazioni esistenti tra un set di variabili in ingresso e una o più variabili in uscita. L’obiettivo è quello di ottenere modelli previsionali che descrivano le correlazioni tra le variabili ed ottenere vantaggi in termini di riduzione delle prove sperimentali, uso più efficace delle risorse e maggiore affidabilità dei processi. Il caso di studio preso in esame è rappresentato dalla simulazione di stampaggio a caldo di un componente in 2D. Su questo è stata svolta un’analisi per individuare quali sono i principali fattori che possono svolgere un ruolo determinante nella realizzazione del processo di forgiatura a caldo. E' stata realizzata un’impostazione di un piano di esperimenti simulati che ha compreso come fattori controllati l’altezza della billetta dopo la ricalcatura e il coefficiente di attrito ed i seguenti fattori di disturbo: tempo di permanenza del pezzo sullo stampo, volume iniziale del pezzo, temperatura dello stampo. Una prima analisi è stata effettuata attraverso il software QForm VX attraverso il metodo degli elementi finiti (Finite Element Method “FEM”). Successivamente, i risultati ottenuti sono stati analizzati statisticamente con il software Minitab 19 e sono stati individuati i fattori che hanno influenzato maggiormente il processo. Infine, l’intero processo è stato ottimizzato individuando quei valori numerici che apportano un miglioramento nelle realizzazioni delle operazioni.