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Questo documento approfondisce la tecnologia meccanica, coprendo processi di deformazione plastica e fusione. Vengono analizzati i principi di stampaggio, estrusione, laminazione, imbutitura e tranciatura, con attenzione alle forze, agli stati tensionali e ai difetti. Si esaminano i costi in relazione ai volumi di produzione per diverse tecniche di fusione (pressofusione, sabbia, cera persa, guscio, centrifuga) e forgiatura. Vengono illustrate le differenze tra lavorazioni a freddo, caldo e tiepido, l'effetto dello strain rate e le distribuzioni di pressione/tensioni. Vengono discusse anche le tipologie di presse e i benefici della ricalcatura idrostatica, fornendo una panoramica completa dei processi manifatturieri.
Leggi il riassunto completo
- Processi di Deformazione Plastica:
- Stampaggio (Forgiatura a stampo): Analisi delle forze in gioco, riempimento stampo, influenza dell'attrito adesivo e fenomeno dell'imbarilamento. Distinzione dalla coniatura (stampi chiusi, senza bava).
- Estrusione: Andamento della forza, influenza dell'attrito e della temperatura. Difetti comuni come le cricche a chevron. Benefici dell'estrusione idrostatica.
- Laminazione: Distribuzione di pressione lungo l'arco di contatto (teorica vs reale), effetto del tiro e controtiro sulla riduzione delle forze. Processo di Ring Rolling per la produzione di anelli, con focus su proprietà meccaniche e struttura della grana.
- Imbutitura e Tranciatura: Descrizione dei processi, differenze nelle finalità e modalità operative (gioco, premilamiera, stati tensionali). Confronto tra tranciatura normale e fine blanking per precisione e qualità del taglio. Analisi delle cricche nel bordo tranciato. Stati tensionali nell'imbutitura (trazione radiale, compressione circonferenziale).
- Ricalcatura (Upsetting): Distribuzione di pressione, ruolo dell'attrito (Coulomb e adesione) e formazione di "barrelling". Benefici della ricalcatura idrostatica.
- Lavorazioni a Freddo, Caldo e Tiepido: Classificazione basata sulla temperatura relativa (Tr), impatto su rugosità, tolleranze, incrudimento, forze e velocità di deformazione.
- Effetto dello Strain Rate: Influenza sulla tensione di flusso plastico, più marcato a temperature elevate.
- Tensioni Residue: Distribuzione delle tensioni residue in piastre piegate e filettature (rollate vs lavorate a macchina), impatto sulla resistenza.
- Coefficienti di Anisotropia: R-value medio e planare per caratterizzare la formabilità della lamiera e prevedere difetti come le "orecchie" nell'imbutitura.
- Processi di Fusione:
- Pressofusione: Processi in camera fredda e calda, applicazione a diversi metalli, caratteristiche di produzione.
- Fusione in Sabbia: Confronto costi/volumi con altri processi.
- Cera Persa (Investment Casting): Fasi del processo, precisione, complessità delle forme, costi.
- Fusione in Guscio (Shell Molding): Fasi, uso di modelli metallici permanenti, vantaggi in termini di precisione e automazione.
- Schiuma Persa (Lost Foam): Confronto con cera persa e guscio per pattern, riutilizzo e complessità.
- Fusione Centrifuga e Semicentrifuga: Principi di funzionamento, vantaggi per componenti tubolari o dischi (separazione impurità).
- Surriscaldamento: Importanza nella fusione per il riempimento dello stampo e il controllo della solidificazione, con implicazioni sui costi.
- Macchinari e Costi:
- Costo per Volume: Relazione tra volume di produzione e costo per pezzo per diverse tecniche (sabbia, pressofusione, cera persa, forgiatura).
- Tipologie di Presse: Caratteristiche e differenze tra presse meccaniche (a ginocchiera, a eccentrico), a vite, idrauliche e magli, in base a forza, velocità e applicazioni.
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Di cosa parla l'insegnamento
TECNOLOGIA MECCANICA · 2° anno · 9 CFU · IIND-04/A
Scopo del corso è di fornire la conoscenza dei principali processi di lavorazione per la fabbricazione di componenti meccanici. Lo studente deve acquisire la capacità di scegliere criticamente le possibili soluzioni produttive per un dato prodotto, identificare i principali parametri per la gestione del processo e il…