Simulazione numerica e confronto sperimentale di un componente in lamiera per impiego automobilistico = Numerical simulation and experimental comparison of a sheet metal component for automotive use

I target fondamentali di un’impresa, soprattutto di quelle operanti nel settore manufacturing, sono tempi, qualità e costi. Negli ultimi anni però, stanno diventando sempre più importanti gli aspetti energetici, ambientale e lo spreco di materie prime. Essere in grado di gestire in maniera ottimale tutte le risorse disponibili è diventato un ulteriore obiettivo da perseguire. L’idea è realizzare dei processi produttivi efficienti, studiati in modo meticoloso già in fase di progettazione. L’obiettivo dei moderni progettisti, pertanto, non è semplicemente limitarsi a realizzare un prodotto a basso costo, che funziona o ha successo, ma studiare anche il processo produttivo attraverso il quale tale prodotto viene ottenuto in modo efficiente e senza sprechi. Questo lavoro di tesi, svolto presso l’ufficio tecnico dell’azienda Sacel Group di Ozegna (TO), nasce dall’esigenza di introdurre un software di simulazione a supporto della preventivazione e dello sviluppo del prodotto/processo di componenti in lamiera, in modo da avere un valido riscontro di natura numerica che possa supportare le idee e le ipotesi del progettista prima che vengano realizzate le attrezzature. In questa maniera, è possibile verificare a priori la fattibilità di un progetto, eseguire delle ottimizzazioni, essere più competitivi e ridurre gli sprechi di materiali ed energia. Inoltre, i risultati della simulazione possono essere sfruttati per dare chiarimenti in modo rapido, semplice ed efficace al cliente in merito a problemi riscontrati o per supportare la richiesta di eventuali modifiche, dimostrando la mancata fattibilità di una determinata geometria o di un processo. L’obiettivo di tale lavoro di tesi è testare la bontà del software di simulazione Stampack Xpress®. Questo prodotto, sviluppato da Stampack® GmbH, è compatibile con VISI CAD ed è un software di simulazione per la formatura della lamiera o sheet metal forming. L’attività consiste nell’esecuzione delle simulazioni FEM parallelamente alle prove di tipo empirico. L’idea è capire quanto sia affidabile e preciso il software rispetto ai risultati reali ottenuti. Trattandosi di uno studio di validazione dei risultati, sono state svolte le classiche prove empiriche, basate sull’esperienza. Questo tipo di procedura è ancora molto adoperata in un settore complesso come lo stampaggio lamiera in quanto le variabili che possono influire (in maniera anche importante) sul processo e sui pezzi prodotti sono tantissime. A valle delle decisioni prese sulla base dell’esperienza, sono state impostate ed eseguite le simulazioni per verificare la veridicità e la precisione dei risultati fra pezzo ottenuto dalla simulazione e pezzo stampato realmente. In prima battuta, sono state confrontate in modo grossolano le misure eseguite con un calibro con quelle realizzate in ambiente di simulazione con gli strumenti di misura presenti nel software. Successivamente, i pezzi realizzati con le attrezzature definitive sono stati misurati in sala metrologica con una macchina di misura a coordinate ed è stata estrapolata per tre campioni la nuvola di punti. Il confronto definitivo è stato eseguito su VISI CAD, sovrapponendo ed allineando al solido nominale la nuvola di punti ed il componente esportato da Stampack®. Dai risultati è emerso che per il componente oggetto di studio il simulatore adoperato, compatibilmente con la precisione dei dati inseriti, è stato in grado di fornire dei risultati piuttosto precisi ed attendibili, il che lo rende un valido supporto per la progettazione.