La virtualizzazione di processo della pressocolata: il caso della FAIST

Figura 1 - Esempio di simulazione di terzo livello con stampo virtualizzato.

Ogni ingegnere sa che il processo di pressocolata è descrivibile attraverso teorie fisiche appropriate e relative equazioni, ipotesi, condizioni al contorno. La difficoltà risiede nell’implementazione del giusto modello, in quanto si è in presenza di un fenomeno velocissimo, con transitori importanti, con più fluidi coinvolti e che si conclude con un passaggio di stato. Nonostante ciò tale processo è descrivibile in maniera appropriata.

Da circa dieci anni il settore della pressocolata sta subendo cambiamenti rilevanti dovuti ad una crescita esponenziale delle performance dei getti richieste dal mercato; ciò si traduce automaticamente in sfide tecnologiche sempre più complesse. Tali performance abbracciano un ampio spettro di specifiche tecniche, come ad esempio: la massima riduzione del livello di difettologie tipiche del processo, le caratteristiche meccaniche da garantire, la tenuta a pressioni sempre maggiori, la saldabilità, le tolleranze dimensionali al limite della fisica di processo e molto altro ancora. Sia le imprese che i professionisti del settore sono coscienti dei cambiamenti in atto, ogni giorno si ha a che fare con nuove sfide che fanno vacillare le attuali convinzioni e che fanno proferire le fatidiche parole “Questo non si fa!”. Quattro parole dette milioni di volte da tecnici, ingegneri, fisici, chimici, medici, in ogni ambito della scienza da centinaia di anni fa ad oggi. Se oggi si spediscono i rover su Marte, si erigono grattacieli di oltre 800 metri, si costruiscono esoscheletri e nanomacchine è perché in ogni ambito, c’è stato qualcuno che ad un certo punto ha detto “Forse si può fare”. Senza questo l’umanità non si sarebbe evoluta così rapidamente e, per certi versi, sorprendentemente.

In generale, oggi, una risposta negativa ad una sfida tecnologica basata solo su precedenti esperienze e competenze non può essere considerata la giusta metodologia di lavoro. Lo stesso concetto vale per il settore della pressocolata, dove capita ripetutamente di affrontare componenti appartenenti alla stessa famiglia di prodotti. L’aver avuto successo in un progetto passato non implica automaticamente il successo in quello futuro perché, ad esempio, un piccolo dettaglio di design combinato ad una specifica di leackage appena differente può portare al fallimento della produzione industriale di un prodotto.

Sicuramente la professionalità e il know how acquisiti sul campo rivestono un ruolo primario, chiunque sia nel settore da un po’ di tempo non può e non deve sottovalutare questi aspetti. È però altrettanto vero che la pressocolata viene ancora vista come un processo misterioso, poco decifrabile, con la soluzione del problema che viene qualche volta attribuita a capacità “taumaturgiche”.

Ogni ingegnere sa che il processo di pressocolata è descrivibile attraverso teorie fisiche appropriate e relative equazioni, ipotesi, condizioni al contorno. La difficoltà risiede nell’implementazione del giusto modello, in quanto si è in presenza di un fenomeno velocissimo, con transitori importanti, con più fluidi coinvolti e che si conclude con un passaggio di stato. Nonostante ciò tale processo è descrivibile in maniera appropriata.

I vantaggi della potenza di calcolo

Fino a qualche anno fa le limitazioni derivanti dagli hardware e dalle ridotte capacità di elaborazione imponevano scelte restrittive sui modelli di calcolo numerici, con conseguente approssimazione dei risultati dei programmi di simulazione del processo. L’incredibile evoluzione informatica degli ultimi anni ha invece reso disponibile una potenza di calcolo impensabile fino a soli cinque o sei anni fa e questo ha permesso agli sviluppatori delle software house di spingersi ad un livello di dettaglio estremamente elevato. Tutto ciò ha permesso lo sviluppo del concetto di virtualizzazione completa del processo di pressocolata, ben diverso dalle tipiche simulazioni di fluidodinamica di riempimento e di termica della solidificazione, peraltro con risultati sempre più robusti e validati sul campo.

 

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