Modellizzazione del processo di fusione dell'alluminio
L'impiego sempre crescente dell'alluminio in molte applicazioni industriali ha originato un nuovo mercato e interrogativi ambientali, con drammatici impatti sulla sua produzione. Fino ad ora lo sviluppo del processo di un nuovo prodotto o lega da fonderia era basato principalmente su esperimenti di laboratorio e metodi di ottimizzazione per tentativi ed errori. Con un passo avanti, il progetto VIRCAST si è concentrato su un approccio differente, la modellizzazione della catena di processo. Questa comporta l'adeguata modellizzazione matematica e numerica di specifici processi di solidificazione e la loro relazione con la fusione e l'omogeneizzazione. I fenomeni di quest'ultima possono incidere notevolmente sulla produttività e la qualità del prodotto nell'industria dell'alluminio. In questo contesto, è stato generato e verificato un modello matematico per la predizione della microstruttura della fusione grezza e la sua ottimizzazione mediante la corretta messa a punto dei vari parametri di fusione. Questo modello, che è stato integrato in un potente strumento software chiamato "Virtual cast house", fonderia virtuale, può essere utilizzato con l'aiuto di una adeguata e flessibile interfaccia di facile uso. L'interfaccia dedicata offre la pre-elaborazione del modello di inseguimento dello pseudofronte per la descrizione delle microstrutture fuse grezze. Gli input chiave del modello visualizzabili includono la temperatura/tasso d'estrazione del calore in funzione del tempo, diagramma di fase e coefficiente di diffusione nelle varie fasi. Inoltre si possono anche leggere il calore volumetrico specifico e latente, il coefficiente di Gibbs-Thomson, l'ordine di simmetria dei cristalli, la rigidezza relativa della tensione superficiale e la durata totale della simulazione. L'interfaccia grafica consente all'utente di visualizzare in vari momenti mappe della concentrazione e della frazione granulometrica solida, dell'evoluzione della temperatura e dell'evoluzione della frazione granulometrica solida nel settore dei calcoli. È anche visualizzato il percorso di solidificazione, ed anche in questo caso è prevista la presentazione di mappe delle frazioni granulometriche delle fasi secondarie. Il robusto "Virtual Cast House" può dare alle fonderie possibilità illimitate di ottimizzazione dei processi nel modo più efficiente e meno costoso. Può anche dare loro un vantaggio competitivo grazie alla fabbricazione di prodotti su misura di qualità superiore, con un impatto ambientale minimo.
