L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

La simulazione virtuale che supporta il settore HPDC

La simulazione virtuale ti aiuta a valutare tutte le variabili in gioco per il corretto layout di stampo. Scopri come avviene l’analisi della velocità, leggi la news!

Nella complessità del processo di pressofusione HPDC, nella quale il numero di variabili da considerare sono tante, la simulazione virtuale offre un vantaggioso contributo nella valutazione del corretto layout stampo:

  • corretta impostazione dei parametri macchina 

  • numero, dimensione e corretta posizione degli attacchi

Nella realizzazione di un layout stampo, infatti, si svolgono complicati calcoli di dimensionamento stampo e vengono svolte diverse valutazioni a fronte dell’esperienza maturata nel settore dell’HPDC. 

Dopo tutto questo, però, è necessario sottoporre il layout ad un analisi matching e ad una simulazione virtuale per effettuare la prova del nove dei calcoli svolti ed evidenziare, nella maggior parte dei casi, la presenza di fenomeni che non erano stati previsti o comunque non considerati dal progettista/stampista.

Analisi della velocità di riempimento cavità per ottimizzazione dei canali

La simulazione virtuale analizza contemporaneamente numerose variabili prendendo in considerazione un orizzonte più vasto del nostro, un punto di osservazione ad un livello superiore.

Per meglio rendere questo concetto, osserviamo i risultati di un’analisi della velocità di riempimento cavità per ottimizzazione dei canali. 

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

Il design dello stampo ha previsto la dimensione del gate ottimale, ma, nonostante questo, osservando l’analisi è evidente che la dimensione reale dei gate esterni sia molto più piccola considerando la forma del flusso che non investe l’intera sezione del gate ma solo una parte. 

Per questo motivo la velocità agli attacchi è maggiore, comportando difetti superficiali vicino ai gate oppure fenomeni di erosione prematura dello stampo. 

La distribuzione della velocità nei canali durante la seconda fase

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

 La simulazione mostra la distribuzione della velocità all’interno dei canali durante la seconda fase. Una buona impostazione dei canali dovrebbe mostrare la velocità minima alla punta dell’ugello e la velocità massima agli attacchi con una crescita da lento a veloce all’interno dei canali. 

Nell’immagine, osserviamo invece che, il materiale non accelera gradualmente ma la velocità diminuisce notevolmente sull’anello inferiore dell’ugello e parzialmente nei condotti separati; i punti più veloci non sono agli attacchi anche se in prossimità di essi si osservano punti con elevata velocità non omogena. 

 La forma dell’ugello può generare turbolenza e, a causa di una sezione geometrica più grande sull’anello, il metallo decelera e intrappola l’aria favorendo il formarsi di sacche d’aria.

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

Elevate velocità agli attacchi per tutta la durata del riempimento.

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

 I suggerimenti degli esperti TFLab

  •  Aumentare lo spessore del gate centrale per evitare che la cavità si riempia prima lungo il bordo esterno e successivamente nelle zone interne dove non è possibile evacuare il gas residuo.

  • Modificare il layout dei canali circolari aumentandone la dimensione per diminuire la velocità al gate e rendendo il flusso omogeno impedendo il formarsi di turbolenze e zone morte con metalli stagnanti.

  • Lavorare attentamente sulla temperatura dello stampo tramite termoregolazione e lubrificazione al fine di migliorare la fluidità del metallo e mantenerlo a temperatura adeguata durante tutta la durata del riempimento.

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

L’andamento e la velocità del metallo 

 Attraverso la simulazione virtuale del riempimento cavità stampo è possibile osservare l’andamento e la velocità del metallo durante tutte le fasi del riempimento.

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC
L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

 Conoscendo la posizione di un difetto e tracciandone il percorso, è possibile effettuare una ricerca approfondita per trovare le origini del problema e possibili soluzioni.

In certi casi è utile all’indagine visualizzare la traccia delle traiettorie seguite dal metallo partendo dal pistone fino agli attacchi di colata permettendo così un’ottimizzazione della geometria dei canali di colata.

La velocità nelle diverse fasi di riempimento

  •  La prima fase dovrà essere bassa per ridurre l’inglobamento di aria nel contenitore e nei canali dell’aria senza però causare solidificazione anticipate.

  • La seconda fase dovrà essere massima all’attacco senza però provocare proiezioni anticipate della lega.

 Elevate velocità provocano fenomeni di erosione, getti incompleti, etc. 

È possibile visualizzare il profilo di velocità del metallo durante il riempimento del canale di colata.

Altri esempi di fenomeni che ipotizzano un difetto di colata osservabili con l’analisi della Velocità:

L’analisi della velocità di riempimento canali VDC
L’analisi della velocità di riempimento canali VDC

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