Riassunto analitico
Il presente elaborato di tesi, realizzato grazie alle risorse fornite all’interno dell’azienda Emak S.p.A. in collaborazione con l’ufficio calcoli, ha lo scopo di inseguire l’ottimizzazione della vita a fatica nei componenti meccanici pressofusi (HPDC) in lega di magnesio AZ91D-F ad elevata purezza. In un mondo in continua evoluzione soprattutto nel campo dell’ingegneria, dove lo sviluppo di nuove tecnologie sempre più performanti è la parola chiave di ogni giorno, si è obbligati a rincorrere costantemente la “perfezione”. All’interno di Emak S.p.A. vengono realizzate soluzioni innovative per il giardinaggio, l’agricoltura, l’attività forestale e l’industria. La maggior parte di queste macchine, come i troncatori e i decespugliatori ai quali appartengono i due componenti che saranno oggetto d’analisi durante il presente documento di tesi, richiedono un utilizzo manuale. Questo comporta che la leggerezza, oltre alle ottime prestazioni meccaniche e alla sicurezza, sia una caratteristica necessaria di tali prodotti. In questo campo, l’ingresso del magnesio e le sue leghe nel mondo dell’ingegneria gioca un ruolo fondamentale. Il magnesio, grazie alla sua praticamente illimitata disponibilità in natura, una densità pari a 1,738 kg/dm3 (un terzo più bassa rispetto all’alluminio) e ad una tendenza di crescita sempre maggiore nel campo dell’ingegneria, si presenta come uno dei materiali del futuro ma che è già fermamente consolidato in tante applicazioni attuali. Alcuni componenti pressofusi vengono attualmente realizzati in lega di magnesio, ma la sua estensione al resto di manufatti prodotti in lega di alluminio comporterebbe un incremento della leggerezza che pochi anni addietro sarebbe stato impossibile se non enormemente dispendioso. A tale scopo saranno quindi approfondite attraverso ricerche, confronti con aziende fornitrici e dati interni dell’azienda: - La pressofusione (HPDC). I componenti pressofusi presentano una microstruttura disomogenea ed un elevato contenuto di porosità se il processo produttivo non viene eseguito in modo ottimale. Tutto ciò comporta un crollo della resistenza a fatica dei componenti ottenuti. - La pallinatura controllata (o shot peening). Questa tecnologia permette di aumentare la vita a fatica dei componenti metallici dalle 3 ad un massimo di 10 volte. Successivamente verranno effettuate delle simulazioni su due componenti che verranno introdotti durante il corso della trattazione, per testare la resistenza a fatica della lega di magnesio AZ91D. I test verranno eseguiti con delle curve a fatica che rappresenteranno la lega ottenuta con il processo di pressofusione non ottimizzato, con il processo ottimizzato e con l’effetto della pallinatura controllata su quest’ultimo. Inoltre, verranno effettuate le stesse simulazioni sulla lega di alluminio attualmente utilizzata in azienda. I dati ottenuti durante le simulazioni serviranno a confrontare i risultati ottenibili dall’ottimizzazione del processo di pressofusione e dalla pallinatura rispetto alla lega di magnesio pressofusa senza l’ottimizzazione del processo, con lo scopo di migliorarne le performance a fatica. Tali risultati verranno confrontati anche con quelli mostrati dai componenti in lega di alluminio, con lo scopo di valutare un cambiamento nella produzione sostituendo i componenti in lega di alluminio con quelli in lega di magnesio laddove sia possibile.
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