Estrusione di profili in lega leggera ad elevata deformabilità secondaria: sviluppo di test e criteri di saldabilità FSW-based

Progetto: Research project

Description

Il presente progetto ha lo scopo di sviluppare le tecnologie atte alla fabbricazione di profili estrusi cavi in lega leggera alto resistente ad elevata deformabilità, adatti a sopportare successive operazioni di deformazione plastica (quali idroformatura, piegatura) per la realizzazione di componenti di elevata complessità e valore aggiunto, soprattutto per l'industria dei trasporti. La motivazione fondamentale del lavoro consiste nel fatto che attualmente la tecnologia di estrusione diretta a caldo, l'unica in grado di produrre a costi competitivi profili estrusi cavi, non è in grado di garantire la deformabilità delle saldature longitudinali che si realizzano durante il processo. Si ottengono cioè profili che, essendo in grado solo di resistere alle sollecitazioni di esercizio del componente, possono essere utilizzati esclusivamente nella forma determinata dal processo di estrusione.Non è quindi possibile costruire, oggi, dei profili estrusi in grado di sopportare altro che minime deformazioni, e questo limita fortemente la possibilità di produrre forme utili per l'industria, soprattutto nella applicazione di leghe leggere ad alta resistenza per l'industria dei trasporti.Il presente progetto si basa sulle esperienze delle Unità di Ricerca partecipanti sulla possibilità di ottenere saldature ad elevata deformabilità. In base ai risultati di dette ricerche, è emerso che sotto opportune condizioni è possibile ottenere saldature longitudinali con lo stesso grado di deformabilità di quelli privi di saldature.Per trasferire questa possibilità in una procedura replicabile a qualsiasi materiale, è necessario però creare e mettere a punto quegli strumenti tecnologici che consentono di ottenere le condizioni necessarie ad una saldatura ottimale. Tali strumenti sono essenzialmente i seguenti:1) Sviluppo di procedure per la caratterizzazione tecnologica del materiale2 Sviluppo di tecniche per la utilizzazione di queste informazioni nelle analisi numeriche del processo di estrusione3) Previsione del grado di deformabilità del giunto estruso

Layman's description

Il macro obiettivo del progetto è lo sviluppo di tecnologie innovative per la realizzazione di componenti estrusi alto resistenziali in lega leggera per l’industria dei trasporti, con particolare attitudine a subire ulteriori processi di deformazione. In dettaglio gli obiettivi da raggiungere possono essere riassunti come segue:-sviluppo di test per la caratterizzazione della saldabilità dei materiali allo stato solido-sviluppo di un test per la caratterizzazione dell’evoluzione microstrutturale del prodotto-sviluppo di un test per la caratterizzazione del coefficiente di attrito in operazioni di estrusione a caldo-test per la valutazione del comportamento reologico di leghe leggere alto resistenziali-sviluppo di criteri di saldatura da implementare nelle simulazioni FEM del processo di estrusione per la determinazione di un indice di qualità della saldatura-realizzazione di una matrice ad assetto variabile per la produzione di profili cavi a diverse qualità della saldatura-sviluppo di un sistema integrato di caratterizzazione del materiale e progettazione di processo per la fabbricazione di profili estrusi cavi a deformabilità residua garantita. La misura del grado di saldabilità dei materiali in operazioni di deformazione plastica a caldo è un ambito di studio innovativo e si focalizza essenzialmente sullo sviluppo di test per la caratterizzazione dei materiali in tal senso. Il progetto mira a sviluppare tecniche affidabili per la determinazione quantitativa di detta caratteristica tecnologica in funzione dei parametri di processo. L’idea di base è quella di ottenere da tali test dati utilizzabili nelle modellazioni numeriche del processo di estrusione.Nell'ambito di questo progetto, si realizzeranno tre differenti tipi di test:- un test, sviluppato dall'Unità operativa di Bergamo, di saldatura tramite laminazione basato su prove di laminazione piana tra due corpi (riscaldati alla temperatura desiderata) a contatto.- un test, proposto dall’Unità operativa di Padova, basato sulla frattura e successiva saldatura di una porzione di materiale ed in grado di riprodurre differenti condizioni di saldatura in un unico provino- un test, sviluppato dall'Unità operativa di Palermo, che sviluppa la saldabilità dei materiali basandosi sull’analogia fra Friction Stir Welding ed estrusione.È importante mettere in luce come lo sviluppo di metodi differenti per la caratterizzazione della saldabilità sia un valore aggiunto per il progetto, sia per l'elevato grado di innovatività dei test, che rende difficilmente determinabile a priori quale sia l'approccio migliore, sia per l’affinità di taluni test con processi similari che rende la La caratterizzazione veloce dell’evoluzione microstrutturale nei processi di estrusione è attualmente un campo nel quale si comincia a investigare la possibilità di mettere a punto test efficaci. La metodologia adottata industrialmente è quella del trial and error, ossia della correzione successiva dei parametri di processo sulla base di difetti riscontrati sui prodotti.Per ovviare a questo inconveniente, e per rendere robusta l'implementazione di criteri di saldabilità prima menzionati, sarà sviluppato (grazie soprattutto al’esperienza dell’Unità operativa di Bologna) un test in grado di realizzare su un unico provino una distribuzione sufficientemente ampia di deformazioni, correlate con quelle a cui sarà soggetto il materiale nel processo di estrusione. Il successivo trattamento termico (affine a quello previsto sul profilo da realizzare)consentirà di verificare la finestra di parametri di processo rispetto all’evoluz

Key findings

Altro
StatoFinito
Data di inizio/fine effettiva3/22/109/22/12