Domande Tecnologia Meccanica

PROCESSI DI PRODUZIONE

1. PRODUZIONE PER PROCESSO: GLI ELEMENTI ORIGINALI CHE COSTITUISCONO IL PRODOTTO FINALE NON SONO FACILMENTE IDENTIFICABILI. IL PRODOTTO NON È SCOMPONIBILE A RITROSO PERCHÉ I COMPONENTI ORIGINALI NON SONO DISTINGUIBILI O HANNO CAMBIATO NATURA (ES. LEGHE, CARTA, CEMENTO E PRODOTTI CHIMICI)

2. PRODUZIONE MANIFATTURIERA: IL PRODOTTO FINALE È COMPOSTO DA UN NUMERO FINITO DI COMPONENTI (PARTI) CON LA POSSIBILITÀ DI FARE IL PERCORSO A RITROSO RISALENDO DAL PRODOTTO FINALE AI COMPONENTI. (ES. AUTOMOBILI, ELETTRODOMESTICI E COMPUTER).

   PROCESSO PRODUTTIVO DIVISO IN 2 FASI:

   • FABBRICAZIONE: INSIEME DELLE LAVORAZIONI CHE MODIFICANO FORMA, DIMENSIONI E STATI SUPERFICIALI DELLE SINGOLE PARTI
   • ASSEMBLAGGIO: INSIEME DELLE OPERAZIONI DI MONTAGGIO DI PARTI SINGOLE PER FORMARE UN ASSIEME.

3) PROCESSI FONDAMENTALI DI FABBRICAZIONE NEL SETTORE MECCANICO

• FORMATURA
• PROCESSI DI CONSOLIDAMENTO DA LIQUIDO O DA POLVERI: MATERIALE INIZIALE SENZA FORMA (FUSO, POLVERE) TRASFORMATO IN UNA PARTE CON FORMA PROSSIMA ALLA FINALE.
• PROCESSI PER DEFORMAZIONE PLASTICA: GEOMETRIA SEMILAVORATO TRASFORMATA MEDIANTE DEFORMAZIONE PLASTICA DEL MATERIALE (MM E VOL SUGGERITA).
• PROCESSI DI RIMOZIONE DEL MATERIALE: FORMA FINALE REALIZZATA ASPORTANDO DAL SEMILAVORATO MATERIALE IN ECCESSO.
• PROCESSI DI GIUNZIONE: FORMA FINALE OTTENUTA MEDIANTE SALDATURA, INCOLLAGGIO O COLLEGAMENTO CON ELEMENTI MECCANICI.
• PROCESSI DI FINITURA: ELIMINANO LE IRREGOLARITÀ SUPERFICIALI DEI PEZZI LAVORATI.

4. RELAZIONE TRA PROCESSI E MATERIALI: IN BASE AL MATERIALE DEL PRODOTTO ANDRANNO A SCEGLIERE OPPORTUNI PROCESSI DI FORMATURA DI GIUNZIONE E DI FINITURA. QUASI TUTTI I MATERIALI SONO LAVORABILI ALLE MACCHINE UTENSILI TRANNE I COMPOSITI. POI METALLI SONO PIÙ IDONEI PER PROCESSI TIPO LA FONDERIA E LO STAMPAGGIO MENTRE PER MATERIALI PLASTICI VENGONO SCELTI PROCESSI CHE LO STAMPAGGIO LA TERMOFORMATURA.

5) PRINCIPALI CARATTERISTICHE DI PROCESSO:

IN BASE AL PRODOTTO DA REALIZZARE DOBBIAMO TENER CONTO DI:

• GEOMETRIA ➔ OGNI PROCESSO GARANTISCE GEOMETRIE DIFFERENTI
• PROPRIETÀ MECCANICHE ➔ FONDERIA, PROPRIETÀ MECCANICHE SCADENTI, GRANO GROSSO ➔ DEFORMAZIONE PLASTICA, PROPRIETÀ MECCANICHE ELEVATE, INCRUDIMENTO
• TOLLERANZE
• FINITURE SUPERFICIALI
• PRODUTTIVITÀ ➔ TASSO DI PRODUZIONE [PARTI/ORA] R_p=1/T_o T_o=TEMPO DI CICLO
• FATTORI UMANI
• FATTORI AMBIENTALI

6) ELEMENTI CHE CONCORRONO ALLA REALIZZAZIONE DI UN PROCESSO:

• INFORMAZIONI (QUANTITÀ, PIANIFICAZIONE PROCESSO)
• MATERIALI (GREZZO/SEMILAVORATO)
• ENERGIA
• RISORSE
• MATERIALI SEMILAVORATO/FINITO
• SFIDI/SCARTI
• ENERGIA RECUPERABILE PERSA
• INFORMAZIONI FEEDBACK SUL PROCESSO INSERITE NELL'OGGETTO

7) TRASFORMAZIONE/PROCESSO IDEALE:

VARIAZIONE NEL TEMPO DI UNA O PIÙ PROPRIETÀ

• STATO INIZIALE E FINALE SONO NOTI DEFINITI IN MODO DETERMINISTICO, RIPETENDO LA TRASFORMAZIONE NELLE MEDESIME CONDIZIONI OTTENGO GLI STESSI RISULTATI
• φ: PROPRIETÀ ➔ CARATTERISTICA CHE VIENE MODIFICATA
• t: TEMPO

8) TRASFORMAZIONE/PROCESSO REALE:

PROCESSO INFLUENZATO DA FENOMENI NON CONTROLLABILI (DISTURBI, VIBRAZIONI) CHE HANNO UN EFFETTO SUL RISULTATO FINALE VARIABILE ALL’INTERNO DI UN INTERVALLO φ.

• VARIABILITÀ STATO INIZIALE
• INTERVALLO ENTRO CUI È COMPRESO IL RISULTATO DEL PROCESSO
• INDICATORE PRECISIONE DEL PROCESSO
• A VOLTE LO STATO INIZIALE NON È NOTO CON CERTEZZA QUESTO AUMENTA LA VARIABILITÀ DELLO STATO FINALE.

9) CONDIZIONE CORRETTA PER ESECUZIONE DI UNA TRASFORMAZIONE:

IL PROCESSO È ESEGUITO CORRETTAMENTE SE LA VARIABILITÀ DEL RISULTATO È COMPRESA ALL’INTERNO DELL’INTERVALLO O TOLLERANZA φ.

• INTERVALLO TOLLERANZA ➔ VARIABILITÀ DEL RISULTATO

20) TIPI DI ANIME ED ELEMENTI CARATTERISTICI: utilizzate per realizzare nel getto cavità non ottenibili con il modello, superfici interne del modello possono essere:

• transitorie: ottenute mettendo terra da fonderia in forme cave (perforare casse d’anima)
• permanenti: ottenute mediante lavorazioni alle MU (riutilizzabili). Sono sorrette da cavità ricavate nelle forme (portate d’anima) che estendono per una lunghezza pari almeno al diametro dell’anima progettato, considerando la spinta metallostatica e se necessario sono rinforzate con opportune armature.

- Possono essere di 2 tipi:

• interne: sorretta su entrambe le estremità
• esterne (tasselli): sorretta su una sola estremità

- Per evitare che il tassello si deformi è necessario che il baricentro cada all’interno della portata d’anima e non nella cavità.

21) CICLO DI FORMATURA PER LA REALIZZAZIONE DI UN FORATO:

Pezzo da realizzare Modello Cassa d’anima Anima

1. Se la spinta metallostatica è troppo grande e non riesco a rinforzare l’anima mettero il piano di sformatura all’asse del pezzo.

2. Questo mi porta a un’ulteriore lavorazione alle MU perché l’angolo di sformo è sulla superficie che mi serve.

22) DIMENSIONAMENTO DELLE ANIME: durante il raffreddamento nascono delle deformazioni legate al ritiro del metallo che alterano lo spessore del getto:

• deformazione radiale ε_r → provoca una riduzione di spessore R_e diminuisce e R_i aumenta
• deformazione circonferenziale ε_θ → provoca una diminuzione di R_e e r_e

→ Per dimensionare le anime ho 2 ipotesi:

• R_e ≠ R_i (pareti sottili)
• R_e = R_i (pareti massicce)

Prevale ε_r (pareti massicce)

Aumento di R_i → R_A < R_i

Diminuise R_e → R_A > R_i

Prevale ε_θ

Raggio R_A anima

36) Sottoraffreddamento

La crescita dei nuclei è favorita dal sottoraffreddamento (ΔT), differenza fra la T più bassa raggiunta dal liquido e la Ti di equilibrio liquido-solido Ts.

• Per far avvenire la solidificazione ΔG_s, il fuso ha bisogno di un sottoraffreddato per far avvenire una cristallizzazione spontanea.

- Crescita del sottoraffreddamento con l’aumentare della velocità di raffreddamento, l'effetto parete.

- Bassa velocità di raffreddamento ➔ sottoraffreddamento ridotto con formazione di pochi nuclei ➔ struttura a grani grossi.

- Elevata velocità di raffreddamento ➔ sottoraffreddamento grande con formazione di molti nuclei ➔ struttura a grani fini.

37) Metodi per l'affinamento del grano: ottenuto con:

• velocità di raffreddamento elevate
• spessore getto ridotti (soluzione preferita)
• surriscaldamenti non eccessivi
• brevi tempi di permanenza a T_l > T_f
• aggiunta di inoculanti (piccole quantità di Ti, V, B)
• frantumazione dei cristalli in formazione mediante agitazione del metallo con barra, colata sotto pressione, turbolenze provocate da versamenti rapidi di fuso su materiale in solidificazione

38) Estrazione termica nei metalli puri

Fronte di solidificazione piano a costante parallelo alla parete, spessore dello strato solidificato in funzione del tempo (t) ottenuto tramite la relazione:

• x = √(εt - C)
• C = costante dipendente dal grado di surriscaldamento

39) Estrazione termica nelle leghe

Fronte di solidificazione complesso, difficile valutare C ➔ andiamo a uguagliare il calore liberato nella solidificazione con il calore estratto dalla parete della forma.

Q_liS = Q_c +Q_l(Sup-TS)

• ξ = parametro forma che definisce
• grandezze legate al materiale, chiamato

√(v) E γ ħ