Paradiso, Valentino
(2014)
FORMATURA SUPERPLASTICA DI LEGHE LEGGERE: CARATTERIZZAZIONE SPERIMENTALE E MODELLAZIONE NUMERICA.
[Tesi di dottorato]
| Tipologia del documento: |
Tesi di dottorato
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| Lingua: |
Italiano |
| Titolo: |
FORMATURA SUPERPLASTICA DI LEGHE LEGGERE: CARATTERIZZAZIONE SPERIMENTALE E MODELLAZIONE NUMERICA |
| Autori: |
| Autore | Email |
|---|
| Paradiso, Valentino | valentino.paradiso@unina.it |
|
| Data: |
28 Marzo 2014 |
| Numero di pagine: |
172 |
| Istituzione: |
Università degli Studi di Napoli Federico II |
| Dipartimento: |
Ingegneria Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale |
| Scuola di dottorato: |
Ingegneria industriale |
| Dottorato: |
Tecnologie e sistemi di produzione |
| Ciclo di dottorato: |
26 |
| Coordinatore del Corso di dottorato: |
| nome | email |
|---|
| Carrino, Luigi | luigi.carrino@unina.it |
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| Tutor: |
| nome | email |
|---|
| Squillace, Antonino | [non definito] |
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| Data: |
28 Marzo 2014 |
| Numero di pagine: |
172 |
| Parole chiave: |
Formatura superplastica, FEM |
| Settori scientifico-disciplinari del MIUR: |
Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/16 - Tecnologie e sistemi di lavorazione |
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| Depositato il: |
11 Apr 2014 16:10 |
| Ultima modifica: |
15 Lug 2015 01:01 |
| URI: |
http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/9733 |
Abstract
Fino ad alcuni anni fa il fenomeno della superplasticità presentato da alcuni materiali
aveva interesse quasi prettamente didattico: esso era studiato in ambito accademico e
in termini analitici e la sperimentazione condotta sui materiali era ancora allo stato
embrionale. L’evoluzione degli studi sulla superplasticità ha investito tuttavia anche i
settori della produzione industriale: oggi, infatti, è evidente l’interesse (in particolare
nelle applicazioni aerospaziali e astronautiche) nei confronti dei processi di
formatura superplastica (d’ora in poi SPF), poiché essa consente di produrre
componenti che già dalla prima fase di lavorazione esibiscono forme molto simili a
quella definitiva (componenti near-net-shape), con evidente abbattimento dei costi,
con riduzione del numero di processi necessari alla produzione di un singolo
prodotto e con risparmio sul materiale di sfrido. Altro vantaggio da non sottovalutare
è la possibilità di realizzare componenti a geometria complessa (sfruttando le
capacità, come prima detto, di elevata deformabilità del materiale quando si trova in
regime superplastico), mediante la realizzazione di un unico pezzo (pertanto il
componente non presenta le classiche criticità che presenterebbe un componente
costituito da numerosi sub-assemblati saldati o incollati fra loro).
Accanto ai classici metodi analitici per lo studio del fenomeno di superplasticità oggi
si fa ricorso, per la progettazione del processo di formatura, al FEM, che consente di effettuare previsioni sui risultati del processo di SPF riducendo la numerosità delle
prove sperimentali, e quindi i costi necessari per la progettazione.
La progettazione del processo è tutt’altro che priva di problematiche: le principali
difficoltà risiedono nelle elevate temperature richieste dal processo, nella messa a
punto della curva di carico pressione-tempo da imporre alla pressa, nonché nel
dimensionamento dello spessore iniziale della lamiera di partenza.
Tuttavia, ad oggi, non è ancora possibile progettare in maniera affidabile un processo
di formatura superplastica senza l’ausilio di un certo numero, seppur esiguo, di prove
sperimentali. Le attività di ricerca e sviluppo riportate in questo elaborato di tesi
finale di dottorato di ricerca, sono state condotte con l’obiettivo di ottimizzare tali
processi di SPF per renderli sempre più appetibili dal punto di vista industriale.
In particolare è stato affrontato lo studio teorico e sperimentale dei processi di
formatura superplastica di varie leghe metalliche a partire dalla progettazione e
realizzazione di un impianto prototipale di SPF impiegato per l’esecuzione dei test
sperimentali.
L’ottimizzazione del processo è stata ottenuta mediante un continuo confronto
numerico-sperimentale tra i test condotti in laboratorio e le simulazioni ottenute con
il metodo FEM.
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