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Analisi termo-meccaniche agli Elementi Finiti (FEM)

Esplora i nostri case studies dedicati all'analisi FEM

Applicazioni

Benvenuto nella sezione dedicata alle Applicazioni CAE, dove è possibile trovare esempi pratici delle nostre simulazioni Computer-Aided Engineering (CAE). Attraverso l'utilizzo prevalente di software a sorgente aperta, come OpenFOAM e Code Aster, presentiamo una panoramica dettagliata delle applicazioni e degli scenari che abbiamo affrontato. Esplora casi di studio concreti, dimostrazioni e situazioni applicative divisi per categoria e scopri come la tecnologia CAE contribuisca a risolvere sfide specifiche in ambito industriale.

 

 

Simulazioni termo-meccaniche FEM Simulazioni fluidodinamiche CFD Simulazioni fluido-strutturali accoppiate CFD-FEM

MoldApp CLIMATE è un tool di simulazione interamente dedicato al condizionamento degli stampi nello stampaggio a iniezione delle materie plastiche. Permette di testare l'intera evoluzione termica dello stampo durante tutte le condizioni di processo e di ottimizzare così l'omogeneità di temperatura (pezzi meno tensionati) e l'efficienza di asportazione del calore (tempi ciclo ridotti).


MoldApp CLIMATE è sviluppato da ARGO srl e CFD FEA SERVICE con i più avanzati strumenti CAE opensource come openFOAM e Code_Aster. Con MoldApp è possibile ottimizzare i tempi di avvio ciclo e i parametri di processo, inoltre con MoldApp è possibile anche validare la progettazione del raffreddamento di uno stampo prima ancora di realizzare il pilota da montare in pressa, correggendo così in maniera rapida ed economica ogni problematica.

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Scopri ora, gratis e senza impegno, tutte le funzionalità di MoldApp nell'ottimizzare gli stampi.

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Durante la fase iniziale della progettazione di uno stampo per injection molding vengono prese una serie di decisioni cruciali per l’intera buona riuscita del progetto. Un’errata valutazione in questa fase comporta dei costi di correzione via via più elevati nelle fasi successive. ARGO ha sviluppato Best Gate, un template di simulazioni per la valutazione rapida del componente da stampare. Queste simulazioni producono diverse mappe concettuali a supporto del progettista, per aiutarlo a scegliere posizione e numero dei punti di iniezione o “gate”.


Il punto di iniezione infatti è la causa di molte delle problematiche riscontrate in uno stampo e sceglierne la posizione migliore non è mai scontato o realmente intuitivo. Spesso componenti all’apparenza semplici nascondono in realtà insidie che vengono scoperte solamente in fase avanzata di progetto o addirittura come difetti sul pezzo. Con Best Gate invece le informazioni sono disponibili al costruttore rapidamente e in tempo per progettare lo stampo stesso.

L’utilizzo, ormai da anni, di software opensource e completamente modificabile ci permette di applicare questi strumenti con un’ampia flessibilità tecnica e allo stesso tempo costi estremamente contenuti. ARGO ha sviluppato questi metodi di indagine preliminare tenendo conto della variabile più preziosa per uno stampista: il tempo. I tempi di calcolo sono resi estremamente rapidi grazie ad una riduzione della fisica del modello ad equazioni semplificate.


 Esempio #1

Cover di aspirapolvere, forma complessa: l'algoritmo sottolinea l'importanza di alimentare correttamente 3 punti separati tra di loro, diventa pertanto sconveniente ai fini del riempimento e impaccamento utilizzare un solo ed unico punto di iniezione centrale.

 Esempio #2

Coperchio di cassetta stagna: solitamente questi componenti richiedono un solo semplice punto di iniezione centrale, tuttavia in questo caso la geometria richiederebbe ben 4 punti di iniezione localizzati nelle 4 zone più spesse (di colore blu) ed isolate tra di loro. Per ovviare sia ai difetti sia alla complessità di 4 punti di iniezione ( con conseguente aumento esponenziale delle linee di giunzione) si consiglia di rivedere gli spessori nelle zone blu uniformandoli a quelli delle zone azzurre.

 

 

Esempio #3

Guscio con nervature: componente all'apparenza semplice che nasconde nella particolarità delle nervature il rischio di risucchi e difetti visibili sul guscio esterno.  Si consiglia di aumentare la raggiatura o lo spessore della nervatura alla sua base per eliminare questa criticità.


Rispetto alle soluzioni classiche presenti sul mercato ARGO srl sta introducendo nel mondo della progettazione un metodo di business completamente differente.

ARGO realizza simulazioni in grado di evidenziare le zone più idonee dove posizionare il punto di iniezione. I risultati sono di facile comprensione e forniscono indicazioni quantitative precise per evitare spiacevoli problemi in fase avanzata di progettazione. Non progettare per tentativi, affidati alla simulazione numerica e risparmia tempo e denaro.

ARGO non rivende licenze software terze, ARGO offre direttamente consulenza con risultati chiari e comprensibili ai Clienti che necessitano di supporto rapido nell’impostare la progettazione di uno stampo. Non è necessario installare nulla.

Contattaci senza impegno: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Contatti

 

I trattamenti termici sono un passaggio fondamentale della produzione industriale di componenti metallici: modulando correttamente Temperatura e Tempi si ottengono le proprietà meccaniche richieste per l'applicazione.  Molto spesso deformazioni, criccature, cedimenti o eccessiva usura in ambiente operativo derivano da trattamenti termici inefficaci o mal effettuati. Le perdite economiche associate ad un trattamento termico errato sono ingenti, è pertanto necessario ottimizzare il processo da un punto di vista industriale. La simulazione dello scambio termico comporta una notevole riduzione dei costi necessari alla messa a punto del trattamento; simulando in ambiente virtuale le temperature, e le tensioni che si vengono a generare nel componente, è possibile prevedere e correggere eventuali criticità senza effettuare costose prove sperimentali.

Scambio Termico. Il modo in cui il calore viene fornito o sottratto al componente durante il trattamento è il 3° fondamentale parametro spesso trascurato durante la progettazione del trattamento termico. Una volta stabiliti temperature e tempi di trattamento è fondamentale ingegnerizzare lo scambio termico in modo da garantire che la storia termica sia rispettata in tutti i pezzi trattati. Componenti diversi necessitano di condizioni di scambio diverse e soprattutto deve essere garantita l'omogeneità di trattamento.


Rivolgetevi ad ARGO per ingegnerizzare il vostro trattamento termico e conseguire nuovi standard di qualità. ARGO è specializzata nell'ottimizzazione dei trattamenti termici industriali attraverso la misurazione e la simulazione dello scambio termico delle vostre condizioni operative.


 

Ingegnerizzazione dei trattamenti termici. ARGO progetta, simula e ingegnerizza i trattamenti termici, risolvendo le più disparate criticità, attravero la misurazione del coefficiente di scambio termico (Heat Exchange Coefficient - HEC),  un parametro quantitativo, normalmente espresso in W/m2K, che riassume in un unico valore i flussi di calore alla superficie dei componenti trattati. Ogni condizione di riscaldamento o raffreddamento possiede un suo specifico coefficiente che dipende:

  1. dal mezzo di conduzione (gas, fluido, irraggiamento in vuoto,...)
  2. dalla conformazione geometrica (forno a camera quadrata, circolare, forno a pozzo, bagno a immersione, bagno di spruzzatura,...)
  3. dalla disposizione del carico ( impilato, alla rinfusa, appeso,...)
  4. dalle condizioni operative (temperatura, stato di usura, turbolenza,...)

Attraverso l'ingegnerizzazione dello scambio termico ARGO  è già riuscita ad ottimizzare diversi trattamenti termici, ad esempio:

  • Tempra in olio o acqua (oil or water quenching)
  • Tempra in gas (gas quenching)
  • Rinvenimento (tempering)
  • Solubilizzazione ed invecchiamento (precipitation hardening)
  • Raffreddamento per spruzzatura ad alta pressione (spray quenching)
  • Cementazione (carburizing)

Contattaci per scoprire come risolvere tutte le criticità legate ai trattamenti termici e massimizzare la resa degli investimenti grazie alla simulazione di processo FEM e CFD.

Lo stampaggio ad iniezione è una delle tecniche più comuni nella produzione di componenti in materiale polimerico. Simulare il riempimento della cavità è molto utile in fase di progettazione stampo per evitare di incorrere in difetti, ARGO srl offre due servizi dedicati a questo genere di analisi:

  • Simple Fill, l’analisi di riempimento semplificato (senza CFD) per valutare rapidamente le dinamiche di flusso, individuare linee di giunzione (weld-lines e meld-lines) e posizionare gli sfoghi dell’aria. Ideale per componenti a spessore costante.
  • openInjMoldSim, lo strumento CFD basato su openFOAM per l’analisi dettagliata del riempimento. Grazie al modello ai volumi finiti, oltre alle informazioni su dinamiche flusso, linee di giunzione e sfoghi d'aria, permette di valutare con estrema precisione pressioni, velocità, sforzi di taglio e temperature. Ideale per stampi complessi con spessori manufatto variabili.

ARGO utilizza software opensource come Code_Aster e OpenFOAM per costruire modelli personalizzati in base alla casistica e scegliendo il grado di dettaglio e tolleranza della soluzione, operazione non sempre possibile con i software commerciali, bilanciando così rapidità di calcolo e precisione del risultato.

Simple Fill

ARGO ha sviluppato il servizio di analisi Simple Fill per effettuare studi rapidi in grado di fornire al progettista informazioni attendibili circa la dinamica del riempimento, la posizione e l'entità di eventuali linee di giunzione (sia weld-lines sia meld-lines) e sulla presenza di sacche d'aria da evacuare per non incappare in bruciature.

Le bruciature, dette anche effetto dieseling, sono tra i difetti più comunemente riscontrati: l'elevata compressione dell’aria intrappolata dentro la cavità dello stampo durante l'iniezione ne aumenta la temperatura fino a superare il punto di ignizione e, per effetto Diesel, si ha la comparsa di segni di bruciatura sulla superficie del manufatto. Il metodo più comune per evitare questi difetti è quello di inserire sfoghi che permettano ai gas intrappolati di evacuare durante il riempimento. Il valore aggiunto di uno stampo sta nel presentare questi sfoghi in modo che vengano “otturati” dal polimero solo a riempimento ultimato e non si creino sacche d’aria isolate, con Simple Fill calcolando numericamente il riempimento si può stabilire quali saranno gli ultimi punti della cavità a riempirsi e pertanto individuare i luoghi migliori per posizionare gli sfoghi dei gas. 


La geometria analizzata si basa su di un caso studio di un componente industriale; questo particolare presenta spessori diversi, risultando così non banale da produrre. Attraverso il supporto di ARGO il progettista può spostare a piacimento il punto di iniezione (gate) alla ricerca della posizione che minimizzi gli effetti negativi (bilanciamento, estetica, mantenimento,...) valutando così la dinamica di riempimento, le linee di giunzione e dove posizionare gli sfoghi d'aria.


 

Flusso di riempimento dello stampo a partire dal punto di iniezione (simbolo giallo)
Flusso di riempimento dello stampo a partire dal punto di iniezione (simbolo giallo)
Aria intrappolata, posizione finale
Effetto dieseling, posizione finale della sacca d'aria

 

openInjMoldSim

Come ARGO srl siamo orgogliosi di far parte del team di sviluppo di openInjMold per la simulazione CFD (rigorosamente opensource) dello stampaggio a iniezione. openInjMoldSim è un solutore di terze parti di OpenFOAM in grado di simulare ai volumi finiti il riempimento della cavità. Insieme a Kristjan Krebelj, Joao Nobrega e a tutto il team di sviluppo stiamo curando la transizione del software dal livello accademico al livello industriale.


 

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