Nuova tecnica di forgiatura per ridurre significativamente l’utilizzo di materiali ed energia
Nelle procedure convenzionali di forgiatura, lo stampaggio del metallo produce materiale in eccesso detto flash. I costi del materiale possono gravare notevolmente sui costi di produzione. Ad esempio il materiale in eccesso di una parte complessa, come un albero a gomito, rappresenta circa il 55 % della materia prima totale. Migliorare le tecnologie di produzione e progettazione dei processi può fare risparmiare un po’ di questo materiale, contemporaneamente riducendo l’energia usata. A questo proposito è molto promettente la tecnologia di forgiatura di precisione “flashless”. Grazie ai finanziamenti dell’UE è stato avviato il progetto REFORCH(si apre in una nuova finestra) (Resource efficient forging process chain for complicated high duty parts) per sviluppare un metodo di forgiatura a basso flash per un albero a gomiti per due cilindri, in grado di condurre a una maggiore efficienza energetica e di materiale. Il lavoro è iniziato con l’elaborazione di una nuova catena di processo di forgiatura. I prodotti e le attrezzature per la produzione sono stati valutati e classificati in base a diversi fattori. Questi includono peso e materiale dell’albero a gomiti, dimensioni dei pezzi lavorati, distribuzione delle masse, requisiti di tolleranza della geometria finale, proprietà superficiali, attuale sequenza di produzione convenzionale/attrezzatura necessaria e volumi di produzione. I partner del progetto hanno sviluppato due sequenze di forgiatura a flash ridotto per i prodotti modello, una delle quali è stata testata in ambiente industriale. Per fornire una base per l’applicazione della tecnologia ad altre geometrie di albero a gomiti, gli studiosi hanno identificato alberi a gomito simili. Il team REFORCH ha poi sviluppato e installato l’apparecchiatura, concentrandosi sull’operazione di forgiatura multi-direzionale e sul processo di riscaldamento intermedio/finale. Il gruppo di lavoro ha anche sviluppato un sistema di riscaldamento che consente il riscaldamento disomogeneo delle parti di pezzo fucinato. È stata poi testata e installata l’attrezzatura. I ricercatori hanno simulato la sequenza del processo e progettato e prodotto gli strumenti. Infine sono stati verificati con successo il processo e la capacità dell’apparecchiatura. Il progetto REFORCH ha raggiunto notevoli risparmi di materiale nella fucinatura di alberi a gomiti, con conseguente riduzione delle proporzioni di flash da circa il 54 % al 6 %. Ancora più importante, il consumo di energia è inferiore di circa il 25 %, perché l’acciaio richiede meno riscaldamento. L’azienda di fucinatura del team REFORCH potrà ora implementare la tecnologia di forgiatura a flash ridotto ad altre parti fucinate del suo portfolio. La tecnologia per gli stampi di forgiatura a flash ridotto viene offerta dal produttore di stampi alle società europee di forgiatura. Il produttore di sistemi di riscaldamento ad induzione utilizza tale conoscenza per fornire soluzioni di riscaldamento per il trattamento termico delle parti fucinate e il riscaldamento disomogeneo di billette di forgiatura. Con questi tre approcci, il team REFORCH può aumentare la competitività delle imprese di forgiatura in Europa.
Parole chiave
Forgiatura, REFORCH, forgiatura a flash-ridotto, albero a gomiti
