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102 AUTOMAZIONE OGGI 408 SOLUZIONI SOFTWARE PER L’INDUSTRIA S SI esperienze Ansys LS-Dyna, sono stati comunque in grado di configurare la simulazione rapidamente e facilmente grazie alla loro di- mestichezza con l’ambiente Ansys Workbench, ‘estraendo‘ un progetto iniziale nel software CAD per poi aprire il mo- dello in Workbench. In seguito hanno generato la mesh a ele- menti finiti in Workbench utilizzando il metodo automatico multizona, modellando gli strumenti come elementi solidi in acciaio inossidabile a 17-4 PH e la materia prima come ele- mento di rivestimento 400-series stainless steel. Il modello includeva 64.230 nodi e 67.112 elementi. Per modellare una striscia di materiale estratto da uno scivolo di alimentazione hanno utilizzato un elemento di attrito per applicare forze che ‘imitassero’ quelle necessarie per srotolare e pretensio- nare la striscia dalla bobina. Gli ingegneri hanno scritto una funzione user-defined per descriverne una di spostamento sinusoidale time-dependent che fornisse avvio e rallenta- mento graduale su ciascuna corsa dello stampo, con l’obiet- tivo di ottenere una soluzione stabile. Ansys LS-Dyna ha iterato una soluzione transiente di quattro cicli di stampaggio in 38 ore. I risultati della simulazione di deformazione hanno mostrato che la parte prodotta da un progetto iniziale esistente si sarebbe arricciata sulla sua co- rona e sulle pareti dove avrebbe dovuto essere relativamente piatta e che il raggio alla radice dell’aletta era troppo grande. Sulla base dei risultati di deformazione del nastro, che hanno mostrato una notevole lacerazione, i tecnici di Senior Flexo- nics hanno regolato la geometria del tool per neutralizzare i problemi di distorsione, sostituendo il materiale con acciaio inossidabile 316L per risolvere il problema dello strappo. Dopo solo un paio di iterazioni, la simulazione ha predetto che il nuovo progressive die avrebbe prodotto parti con la giusta geometria e avrebbe limitato la lacerazione alla sola prima aletta, risultato ritenuto accettabile. Sulla base dei ri- sultati dei tooling stress, che hanno dimostrato che questi componenti potrebbero facilmente resistere al processo di formatura, i tecnici di Flexonics Senior hanno ordinato il pro- totipo da un ufficio di servizi di stampa 3D. Simulazione dell’operazione di formazione del tubo In attesa del progressive die, gli ingegneri di Senior Flexonics hanno rivolto la loro attenzione allo sviluppo di un processo atto a formare la striscia alettata in un cilindro per l’inseri- mento in un tubo. Inizialmente si sono avvalsi di LS-Dyna per simulare una tecnica di piegatura a compressione. I risultati della simulazione hannomostrato che questo approccio non sarebbe stato in grado di riunire le estremità delle alette per formare un cilindro pieno. Successivamente hanno simulato un sistema di pulitura ‘tangenziale’ che non ha tuttavia per- messo di chiudere completamente il cilindro. Infine, hanno simulato un processo di laminazione che ha fornito risultati decisamente migliori senza però completare la formazione del cilindro. Gli ingegneri hanno dunque modificato il pro- getto dello stampo rotante, diminuendo il diametro all’uscita in modo che il cilindro laminato uscisse dallo strumento per l’inserimento elastico in un tubo. La simulazione ha mostrato che questo approccio forniva una giunzione stretta, quindi anche lo stampo rotante è stato ricavato da un servizio di stampa 3D. Quando gli ingegneri di Senior Flexonic hanno ricevuto il prototipo del progressive die, lo hanno installato in una pressa per stampaggio ed eseguito una striscia breve. I risultati hanno soddisfatto le previsioni di simulazione e tutte le specifiche di progettazione. Anche il dado rotante ha soddisfatto la simulazione funzionando correttamente già al primo tentativo. Senza la simulazione è probabile che sia il progressive, che il rolling die avrebbero richiesto riparazioni costose e probabilmente anche un rebuilding per risolvere i problemi identificati nella simulazione, che ha permesso invece di ottenere matrici appropriate alla prima delivery, ri- sparmiando decine di migliaia di dollari e consentendo all’a- zienda di rispettare il programma di sviluppo del prodotto. Ansys - www.ansys.com Sulla base dei risultati di deformazione del nastro i tecnici di Senior Flexonics hanno regolato la geometria del tool per neutralizzare i problemi di distorsione I tecnici di Flexonics Senior hanno ordinato il prototipo da un ufficio di servizi di stampa 3D