Tecnologia Meccanica

Esame: 1 scritto (2 h): "Valutare il processo di produzione di un pezzo"

1 orale (rapido), anche non nello stesso semestr.

Test: "Tecnologie meccaniche", Kalpakjian

La TECNOLOGIA MECCANICA studia i processi di lavorazione dei pezzi meccanici.

Sei processi che và dalle materie prime al finito é detto

CICLO DI PRODUZIONE = fornisce alle materie prime il valore aggiunto

• Materia prima
  • fusione
  • deform. plastica
  • *Lavorazione alle MU*
  • (Saldatura)
  • Trattamento t.
  • Prodotto finito

La fusione e la deformazione plastica sono lavorazioni primarie, dopo

le quali ottengo un SEMILAVORATO DEFINITO. Se le salto e vado direttamente alle MU ottengo un SEMILAVORATO INDEFINITO.

Prod. continua

• Produzione in serie
• Produzione a lotti
• Produzione su commessa

movimento (volume produttivo)

Varietà

Proprietà Meccaniche dei Materiali

La principale prova con cui le misuriamo o verifichiamo è la:

Prova di trazione

Su ogni sezione del campione si sviluppa:

• σ = F_s (tensione)

Subisce un allungamento in direzione assiale e un restringimento della sezione radiale (strozzatura).

Allungamento: E_L = (L-L₀)/L₀ = ΔL/L₀

Deformazione Radiale: E_{r < EL}

Tutti i materiali metallici presentano un campo iniziale di deformazione

1. Legge di Hooke: σ = E E con E = mod. di Young (rigidezza)
2. Defornazione elastica:

Una volta che tolgo il carico, il materiale riacquista la forma precedente senza modificarsi.

1. Defonazione plastica:

2. Defonazione definitiva che non viene recuperata una volta rimosso il carico

R_M = Resistenza del materiale (UTS) a trazione

E_S = Deformazione Rottura (A_%)

Y = Tensione di snervamento (Rp₀₂) (S_y) (Yield)

Viene usato convenzionalmente per definire il punto di passaggio da 1 a 2.

Numero 2: fenomeno dell'incrudimento: devo applicare carichi maggiori per raggiungere la deformazione plastica (indurimento).

Le tipologie principali di forze applicate sono:

• COSTANTE
• QUASI-STATICO (slow impact)
• IMPULSIVO
• CICLICO

Impulsivo, Costante, Ciclico

La prova che studia il comportamento dei materiali in un IMPATTO (→ forza impulsiva) è la PROVA CHARPY/IZOD.

Provino:

Il pendolo impatta il provino a ridosso dell'intaglio, rompendo per frattura fragile.

La differenza d'altezza fra la posizione iniziale e quella raggiunta dopo permette di ottenere l'energia necessaria alla rottura J in questo punto divido l'energia (in J) per la superficie in corrispondenza dello spazio. Quello che ottengo è la RESILIENZA (J/cm²).

I materiali metallici non sono uguali: molti di loro, alla T ambiente e oltre, non presentano un brusco calo a T inferiori.

* T = Temperatura di transizione duttile/fragile.

Esiste una quantità, detta modulo di resilienza, definita dall'area sotto della curva nominale in campo elastico. È molto diversa dalla resilienza perché se in un caso la prova avviene con una forza quasi-statica, nell'altro una forza impulsiva. Inoltre sono 2 grandezze diverse [J/cm³] vs [J/cm²]

In genere succede che la superficie solidifica non piana ma tipo a "canto rovesciato". CONO DA RITIRO

• Devo prevedere e aggiungere una zona neutra sopra che contenga il cono di ritiro che poi toglieresso
• Altra utilità delle materozze è la capacità del solidificare uno dopo l'altro quindi aumentando le varie zone che solidificano dal liquido si ottiene quella che chiamiamo SOLIDIFICAZIONE DIREZIONALE. Devo capire quale parte solidifica prima e prevenire attraverso il modulo di raffreddamento (su quello che solidifica x ultimo metto materozza).

Esperimento: Claminar

• t_s = (S/2C)² tempo di solidificazione

Da questo esperimento deriva il modulo di raffreddamento.

con V = volume S = superf. di scambio termico

Es.: Calcolo M di una carta:

• M = A * B * S / 2 * AB
• S = mm³
• Riprendendo t_s = (S/2C)² ottengo:
• Mi fa capire che con buona approssimazione ogni geometria il t_s dipende da M²
• → t_s ∽ M²

Caratteristiche di un modello

Questo è studiato approfonditamente in modo da creare meno bolle d'aria possibile.

Inoltre devo fare in modo che il modello si possa facilmente rimuovere (quindi sempre sottosquadre di estrazione), scegliendo un opportuno piano di divisione che consenta l'estrazione in una volta compatta da fusione.

Inoltre devo leggermente inclinare tutti le superfici ortogonali al piano di divisione fori maschiati in modo da facilitare l'estrazione.

Se il modello in legno le aggiungo (angolo di 2°), se in metallo 0,5° (aumento del coeff. di attrito), almeno negli spigoli potrebbe essere obiettivo evitare doppi tempramenti laterali.

Se voglio realizzare un foro in fusatura, costruisco una anima, ovvero un cilindro in sabbia che verrà asportato.

Devo quindi cambiare la geometria del modello che avrà un poco di portata d'anima e cioè non sottosuolo il piano di divisione perpendicularmente, ma andora la superficie cilindrica e il piano della portata d'anima.

FORMATURA COLD BOX

La terra viene miscelata con una resina polimerica termoindurente che reagisce tramite reazione con CO₂. Si realizzano dei piccoli fori per far uscire il gas. Le caratteristiche meccaniche migliorano, quando vi è rischio allo spostamento minore.

(HOTBOX) SHELL MOULDING

Si costruisce una piastra metallica con il modello a metà della geometria, che viene riscaldata (a 200°) e colata sopra un consistente di terra e resina tenuta.

1) Smontaggio

3) Sinterizzazione

2) METZLER

Si deposita tutta l'aletta il contenitore. Le resine piastra di pezzi uso di resine contenenti e l'aletta nello stesso guscio. Si ottengono quindi tutti i parametri termici e meccanici. Adesione dei corpi collanti, limitando il metallo liquido all'esterno.

Vantaggi: finitura è un camale di elimetapp.

Garantisce fino a 30 kg./getto e pezzi deboli/ricchi con tutte le geometrie sopra complesse. Ottiene elevate precisioni, e tolleranza molto inglobindi migliori allo F in terra.

Ra nell'ordine dei micron) e tolleranze molto più ristretti allo F in terra.

Si può pensare di compiere la forma inendo più di 2 gusci; pos- sor ridurre quindi eventuali problemi di rotto, quando non eli- minab. Questa tecnica di formatura produce un getto molto più vicino e simile al presso finale (net-camp). Ha un costo iniziale elevato; una pressa automatizzata; il prezzo sortis; tineale il contributo di sabbia con 2 stampi metallici non viene imm. tradotta la sabbia; quindi il costos ancara motti più rapido.

L'intersezione delle 2 curve identifica il punto dove dal convenzionale della f tradizionale quello con stampi se il il dis _req aumenti (punto di passaggio)