Domande d'esame con risposte Complementi di tecnologia meccanica

Domande 1^a Appello 14/01/2020

1. Detuminen e Depth step (Δz) effetti sulla formabilità, sul consumo di energia elettrica e sulle forze in un processo di formatura incrementale delle lamiere.

2. Spiegare il metodo dell'austenizzazione parziale, in quale processo viene impiegato? A che serve.

3. Qual è il parametro che influenza il SEC nei processi di esportazione di truciolo? Spiegare e commentare l'andamento del SEC al variare di tale parametro.

4. Taglio laser assistito da Ossigeno, peculiarità rispetto alle altre metodologie di taglio laser.

5. Spiegare l'andamento del rapporto UTS/UTSb in un processo di Friction Stir Welding al variare dell'apporto termico specifico (ATS o STC).

6. Parametri di processo di Friction Stir Consolidation e spiegare le tipiche zone visibili nella SEZ trasverso.

Domande 1° Appello 14/01/2020

1. Dpunang e Depth step (Δz) effetti sulla formabilità, sul consumo di energia elettrica e sulle forze in un processo di formatura incrementale delle lamiere
2. Spiegare il metodo dell'austenizzazione parziale. In quale processo viene impiegato? A che serve.
3. Qual è il parametro che influenza il SEC nei processi di esportazione di truciolo? Spiegare e commentare l'andamento del SEC al variare di tale parametro.
4. Taglio laser assistito da Ossigeno per miglioramento rispetto alle altre metodologie di taglio laser
5. Spiegare l'andamento del rapporto UTS/UTSb in un processo di Friction Stir Welding al variare dell'apporto tecnico specifico (ATS o STC)
6. Parametri di processo di Friction Stir Consolidation e spiegare le tipiche zone visibili nella SE. trasverso

Quali sono i problemi degli FLD, come sono stati risolti?

I forming limit diagrams possono essere usati, quanto per prevedere la rottura del materiale solo quando il processo di deformazione è lineare. Quando questo vincolo non può essere soddisfatto, gli FLD falliscono e non permettono quindi di indicare l'inizio della frattura, sottostimando o sovrastimando il livello di deformazione a frattura.Si è risolto passando dal dominio delle deformazioni al dominio delle tensioni, ottenendo diagrammi più precisi chiamati Forming Limit Stress Diagrams (FL SD).

Quali sono i problemi degli FLSD?

Il problema dei forming l...urs e che essendo basati nel dominio delle tensioni (le normali principali e le minime), dobbiamo far fronte ad uno sforzo computazionale superiore: in due colori/ricavare lo stato tensionale spesso sul provino durante la prova. La simulazione numerica in questo caso ci viene in contro. Inoltre anche gli FLSD per condizioni di pre-deformazione complessa non predicono con correttezza la formazione di rottura.

Come si influenzano le restraining forces

Possono differenziarle in diversi modi. Aumentando o diminuendo la superficie del blank iniziale, provando a apposando sistematicamente le condizioni locali di forza di attrito, rimuovendo o provando il pieno esempio di materiale (Blank shape design).Intervenendo dei rampi semplici nelle matrici o rimi riodelli che costlingano localmente il mondiale, si può delle deviazioni più o meno proveuse prima di poter giungere durante l'oro e delle matrici stense aumentando quindi le restraining forces. Oppure si potrebbe impiegare un peculiari remene.

Elencare tutti i modi per combattere il ritorno elastico nello stampaggio di lamiere

In ottica di un processo di stampaggio di lamiere, per diminuire il fenomeno del ritorno elastico, risulta importante cercare di aumentare la deformazione, attraverso un Overbending, cioè deformando più del dovuto, per ottenere infine un componente più deformato, che una volta rilasciato assuma comunque la geometria desiderata.

Un altro metodo è quello di forzare il fenomeno di stretching, provocando un snellificazione del componente e di fatto introducendo deformazioni flessibili, applicando un coordinamento nel premilamiera. Per un aumento delle tensioni tangenziali, provoca un aumento del fenomeno di allineare le tensioni di flessione nel piano.

È un argomento critico in fase di progettazione e disposizione di un componente, che può portare di imporre il tempo, denaro ed il risultato imposto aumentare.

I numeri infatti si mostrano con accordo al valore di parametri (di processo) geometria e tecnologici, cercando di effettuare numerose prove sperimentali.

Il contrasto inoltre di alcuni metodi numerici che si derivano durante i processi di deformazione, come durante i dannesi per rimuovere i FLSD o ad esempio di iscrivere con accordo con procedure in alcuni processi non convenzionali come lo SPIF.

Spiegare il motivo per cui l'incremental forming fa liv. di def. elevati:

Il processo di IF consente di sopportare deformazioni elevate per via della meccanica di processo che risulta incremental:

si applicano poche deformazioni alle volte e quindi i cerchi in piego sono ben orientati e componenti di ossifiglieni e di deformazioni molto non perm.

Inoltre, grazie alla simulazione numerica, si è potuto constatare che lo sforzo termico ed di usato del punzone rimsta enne negativo.

Per ultimo, l'aumento delle tensioni si innuosidolo il cui valore fuori di tensione positiva nonumme rimuto ridotto, dal movimento che i cerchili in pieco sono ben.

Aspetti negativi dell’incremental forming:

• Tempo di ciclo elevato ➔ lotti piu piccoli; impatto eco.
• Ritardo elettrico / usati regola ➔ reazione accentuata
• Anoiligiamento localizzato a 20 mm ➔ Pericolo rottura (est. neofi. V)
• Lumino nel forma ➔ High speed incer.pomu ➔ Pia forze Assiel minum.
• L ➔ colore localilota ➔ misuce a lavorare il librosi

Traiettoria ottimiz.ode ➔ Overbending: angolo muospo e poi modellotica

Baking Plates e back dawaving o Multilop ➔ piu lieopo.

respectro Telope ➔ si effeturau uno ➔ lavorazione, poi in capo vede la curune

e con uno punzone ausilarao ri oppuot la fecoosiu.

Verivano il decremental loop: dell’iripirod > di poi vienio ai verano aio d d.

Il multistep serve per a sfruttare l’ossid:ficamento localizzato del cemento a crescento di massimo.

Di solito un grosso multistep aumenta l'incurabilità e punis: anche la possibilità.

Quando Parliamo dell’ossid:ficamento massimo localizzato.

Aplliendone un ossid:ficamento mixtro dove la lamirna del numer è meno ossid:fiato (minio e zomre), obsodando un angolo maggiore; dopo questo occorre l’ossid:ficamento localizato x zomra, avverne un angolo minore.

Multiplo

Il documentato cicero lo posbien di accettre il obso maggiore il Multistep che esecuio di parliamo mini e di aumentare la formobler obeame ad i maggrie.

TAILORED BLANKS

Realizzati usando materiali diversi

• Welded Blanks: con saldatura (laser o Friction Stir Welding)
• Patchwork: con adesivi
• Rolled Blanks: Stesso materiale ➔ Vario lo spessore!
• Heat Treat Blanks: Trattamenti termici locali per lavorare dopo a freddo ➔ Aumenta la formabilità

HOT STAMPING

Diffusione le acciaierie Max di un componente (fen Bumper)Per far fronte ai materiali sempre più resistenti che penalizzano difficoltà delle lavorazioni ➔ Lavoro su materiale Duttile (Austenifica a T)

• Ottenere un semilavorato con TR ↑↑, che non andrebbe formabilità rendono ➔ obbligo Mordernifica x ➤ >30°C/s ➔ 30°C/s

Le parti in contatto col punzone e col punz lomina mi raffreddano :) ma quelle zone in cui il contatto non c'è rimane il duttile e n' omostigia!

Raffreddare quelle zone! Con alcuni con raffreddamento a mole Wall o un distributore con rib.

Meno in contatto e uniformiamo il raffreddamento o Acqua

TAGLIO

Plasma: Questo noto delle molecole 13000 è possiede una elevata densita energetica.

• Viene sfruttata l'energia termica del plasma per portare a fusione → vaporizzare → recidere il tessuto che è MOLTO VELOCE.
• C'è sempre la liberta del plasma funossi metal → ossidazione!

Torcica: Deve fornire una enorme p.i.e di calore al gas residuo connesso.

• Avviene il processo di ionizzazione del gas Farmaco grazie alla c.
• Spazi personalsi nucleondinosi → per il gas di ionizzazione
• Il processo di torsione in area ovviamente percio n'ecva un Anodo sul un costodo Tra le Torcia del il petto

Anco trasferito sul petto

se metallico

+ energia nel petto → multipole quaddie

Parametri:

• interrotie i
• stand off distance Tra gli isodi (Tarcica e petto)
• velocità di taglio
• se VI: partil esenciale e bov. aneuriziali
• se Vt: bov comuniluchci

Elencare e descrivere le diverse tipologie di taglio laser: TAGLIO LASER

Esistono tre tipologie di taglio laser: Quella di fusione e pule, per vaporizzazione e pule a frattura controllata.

La prima tipologia: il forno laser pu fondere il materiale fino alle temperature di fusione. Una volta fuso, un gas di miscelatore aiuta ad espellere via il materiale fuso. Il gas, oltre che prolungare le elevate dosi elevate di materiale fuso; pu partecipare alle reazioni di ossidoazione (reazione esotermica) fornendo ulteriore calore che m' somma a quello del forno laser, raddoppiandone la potenza.

Pu evaporino cos il grado di emissione rose l'ampiezza (reattivo), il pizzimento di cotolone velozione di foglio recupera a parte di condizioni. Le accendamenti fusione-esposizione e etilico pu essi in corso delle le misclicked rotonde emisivione. (Nureccanio non procedo roccia continiosa).

Nella seconda tipologa, il materiale non fonde, ma pone in puro vapore, in nonciner volutronace. Le polunte in fase sono molto superiori alla prima tipologia. Il neocero rimolca continuo meno ne miscidue rascono menole.

Esist una terza tipologia "Foglio loso a fruttura controllata". Non c fusione no vaporizzazione, ma le evoluzioni di una ericca cimmera resco difetti.

Descrivere le fasi della generazione del laser

• Inversione pop.
• Anonimamento
• Emissione spont.
• Stimolata

Inversione della popolazione: Per mezzo del pompaggio, vengono eccitati gli elettroni all'interno del mezzo attivo. Gli atomi bombardano energetici superiori (da E0 a E1) in evoluzione da non equilibrio.

Emissione spontanea: L'atomo precedentemente eccitato da E0 emetteranno energia. Perdendo alla noto di equilibrio E0 originano.

Emissione stimolata: L'elettrone l'atomo eccitato ad E1, colpito da un fotone non può raggiungere un livello energetico superiore E2 se non avviene aumentamento emissione spontanea, ma avviene solo una emissione stimolata, cioè l'atomo decade da E1 (a emina) col E0, rilasciando due fotoni, ognuno con energie (E1 - E0).

Questi due escono con la stessa direzione del fotone stimolante e con la stessa frequenza.

Quelle emissioni vengono prodotte in tutte le direzioni e bisogna individuodare un mezzo semiriflettente e fenomeno ottica. Vengono rimorso tutte le radiazioni non l che non degli specchi.

SALDATURA

LASER: per conduzione (fusione) o per KeyHole (vaporizzazione - plasma)

SUPERFICIALE             IN PROFONDITÀ

Entorni con gas x proteggere il fuso dall'atmosfera.

Per conduzione: si crea una pozza di materiale fuso che si rsolidifica ovunque. Il laser serve solo come sorgente termica (prendo localizzato) per riscaldare la superficie del materiale.

Per KeyHole: aumenti di potenza del laser vengono per ottenere la vaporizzazione del materiale, anche in profondità. Il vapore è una rsolidotato diventando plasma, creando un forno guida sostenuto dalla pressione esterna del vapore.

Il calore si trasperisce attraverso le porte del forno lungo tutto lo spivare. Mano mano che il forno di plasma avanza si va a solidificasando il materiale precodente, creundo il codone di solodottura.

Il calore del laser viene prima assorbito dal plasma nel forno, che a sua volta lo trasferisce al fuso circostante.

EBM: flusso di elettroni (ionico)

• Elettron Beam Machining
• Gli elettroni che urtano la lamiera generano un calore tale da portarla ad evaporazione. (effetto Tennschion)
• Elevatissimo gradiente: ha uno spostamento piccolo - ZTA ridotta.
• Richiede il vuoto.

Friction Stir Welding: FSW

• Processo di saldatura allo stato solido con rimescolamento del materiale sfruttato per generare il calore.
• Indicato per materiali nobili reattivi come Titanio ed alluminio, in quanto n’evita di raggiungere le temperature del fornisce e quindi processi di ossidazione e maturazione.

Dell'indirect approach se rimorso che all'aumentare della vel. di rotazione e velocità di avanzamento elevata, la potenza diminuicere perché in presenza di un ridotto bounding "pude", se aumentiamo la vel. di rotazione, aumentiamo localmente la temperatura favorendo il softening del materiale.

Se el torchione aumenta le V.rotot, per bova vel. d'avanz., non possiamo ne ottenere softening (in quanto il soldot bounding è stato cedolo) ne sostenendo un aumento di potenze richi. ne far muovere il temoeboino + velocemente.

Più aumentiamo il feedback, più diminuisce il Sec . L'energia x sedore una unità di elemeso.

La vel. di ropt. ha un impatto vencirikibule nell'auturna, e dipende dal feedback.

Per le proprie ieceaniche, ex averso la v.rot. è megheo seome.

Sinologia di fine vita:

Remanufacturing:

Si procede con l'ispezione (le aziende si comportano alla base restando il nucleo di vita), pulisure, sostituzione di “endo”, rimettendo a nuovo il componente. Richiede una fase di remanufacturing più dispendiosa, ma le performance possono essere sostanzialmente pari al nuovo.

L'insieme è necessaria in tutti i produtti conservano le “funzioni”:

Reconditioning:

Permette un livello più basso; sostituisco i componenti, danneggiati più importanti. Le performance è < del nuovo e la garanzia è meno prelungata.

Repairing:

Riparo il componente sostituendo lo stretto necessario.

Riuso:

Il componente è ancora utilizzabile. Non entro in fase di remanufacturing recupero tutto: Material, Manufactering, funzioni. Nelle altre metodologie solo le funzionalità, a preconda sempre per il manufactering (devo poi sempre riprodurre in produzione).

Riciclo:

Recuperando la fase di Material (endoprse del materiale), quindi solo l'extradydivency del materiale. Perdo le funzioni del Danno finale del manufacterimg interavante. E’ sempre meglio della primare production.

Metodi diretti del riciclo dell'alluminio:

Questi processi si basano nello giunzione allo stato solido, omettono le fasi di fusione del materiale che nei processi convenzionali di riciclaggio dell'alluminio comporta delle perdite permanenti di materiale dovute all'ossidazione.

I metodi diretti utilizzati sono diversi e sono:

• Metodo diretto: precomposizione, estrusione a caldo con vari processi di deformazione es. ECAP per migliorare le densità ed eventuali difetti (porosità).
• FSE (friction stir extrusion): Permette la produzione di fili per es. estrusione, un pistone rotante con un foro modifica le condizioni di giunzione allo stato solido riapplicando confluendo calore per deformazione per un certo tempo.
• FSC "consolidation": Il materiale viene sfogliato e schiacciato, permette di un punzone che ruota ed applica un certo carico, per un determinato tempo. Si ottiene una billetta. Avviene un rimescolamento.
• SPS (Spark plasma sintering): i trucioli, dentro una camera vengono rimescolati mediante introduzione di corrente e pressione. È un processo di microestrusione. Non si dovrebbe ottenere plasma dentro la camera. Nessuna deformazione - rimescolamento.

Per attivare le condizioni di solid bounding (oscillazione solido solido):

• Tempo
• Temperatura

La Deformazione Non è strettamente necessaria! Serve solo per rimescolare!

Conviene sostituire un componente di acciaio con uno di alluminio?

I materiali più leggeri hanno un embodied energy più elevato, per cui la forza necessaria a riconfigurare potrebbe essere pregressiva, più nella fase d’uso vado via via compensando. Ci sono un chi low&hope per cui si raggiunge un punto di break even.

Infatti, avendo il componente leggero, mi consente un risparmio in fase d’uso. Se in questa fase riesco a compensare quanto è ho speso nella fase materiale, allora la sostituzione conviene.

É possibile fare le nulla giuste solo se ragioniamo in ottica di intero ciclo di vita, non fermandoci alla sola fase materiale ma vedeer quanto risparmio è nella d’uso.

Parliamo dei risultati

Il time study ci consente di constatare che i tempi non produttivi hanno un peso maggiore di quelli produttivi.

Il processo di fornatura è di per sé un processo veloce infatti:

Dal power study emerge che la potenza in standby non è trascurabile: 1.1 kW.

Per cui l'energia consumata in fase non produttiva risulta il 65% di quella totale.

Per minimizzare i costi e l'impatto ambientale dovrei ridurre i tempi non produttivi che sono predominanti in questo processo oppure se è possibile, disattivare automaticamente come il SISTEMA IDRAULICO nelle fasi di standby. (standby intelligente)

Nel caso dello SPIF

Nel caso dello SPIF, in cui la fase di fornatura è quella + lunga (predominante); i parametri di processo devo sceglierli per rendere il processo + veloce possibile.

(il limitato aumento delle piccole superf.)

^□ Sono i tempi produttivi quelli che attualmente ^□ in questo.

L'eventuale aumento di potenza richiesto per l'uso di parametri di processo che rendono + vel. la lavorazione sono e ampiamente compensato dalla riduzione del tempo di lavorazione.