Modellazione assistita da computer dei processi di produzione

Halcor investe continuamente in tecnologia e ricerca con lo scopo di introdurre materiali e servizi ottimizzati grazie a un approccio tecnico globale. In questa visione, una progettazione assistita da computer, con strumenti come CAD, FEA e CFD, può essere sfruttata per l’attività di analisi ingegneristica dei vari processi di produzione.

La modellazione CAD (Computer-aided Design) si può utilizzare per creare, modificare, analizzare e ottimizzare parti e elementi assemblati. L'analisi dei modelli CAD può essere eseguita mediante la tecnica dell’analisi agli elementi finiti, un metodo computerizzato utilizzato per prevedere come le parti e gli elementi assemblati reagiscono alle azioni fisiche del mondo reale, come ad esempio i carichi. I processi produttivi possono prevedere diversi tipi di formatura dei tubi di rame (ad es. piegatura, espansione). Tali processi possono essere simulati con la tecnica dell’analisi agli elementi finiti per ottenere l'ottimizzazione del prodotto o processo e la riduzione dei collaudi industriali.

Ad esempio, l'espansione meccanica è un processo fondamentale per la produzione di scambiatori di calore a tubi e alette, utilizzati per applicazioni di condizionamento e refrigerazione. Durante l'espansione meccanica, uno strumento interno (ogiva), con un diametro esterno leggermente superiore al diametro interno del tubo, viene spinto all'interno del tubo in modo che questo risulti deformato plasticamente e fissato in modo permanente alle alette di alluminio.

Dopo l'espansione meccanica, la geometria del tubo viene modificata. Attualmente presso il laboratorio Tube Heat Transfer di Halcor sono in corso ricerche sull'effetto dell'espansione meccanica sulla trasmissione di calore attraverso l’area laterale del tubo; viene studiata l’influenza  della geometria dei tubi TALOS®ACR e TALOS®IGT sulla trasmissione del calore. I tubi possono essere provati prima e dopo l’espansione su base comparativa, in condizioni sperimentali completamente controllate.

Nell'ambito della Ricerca e Sviluppo sugli scambiatori di calore con l’utilizzo di tubi TALOS®ACR e IGT, Halcor in collaborazione con ELKEME (centro specializzato sulla ricerca sui metalli) ha sviluppato un modello di analisi agli elementi finiti dell’espansione meccanica mediante un software commerciale (LS-Dyna) finalizzato a:

  • simulare il processo di espansione in un ambiente 3D virtuale
  • prevedere la distribuzione delle sollecitazioni meccaniche e la deformazione del tubo e delle alette
  • prevedere il carico richiesto per spostare lo strumento di espansione (ogiva)
  • comprendere l'effetto dei parametri chiave sull'espansione meccanica
  • analizzare le cause originanti dei possibili difetti dovuti all’espansione meccanica.

La simulazione dell'espansione meccanica abbinata ai servizi del laboratorio Heat Transfer offre un vantaggio unico ai clienti di Halcor, al fine di ottenere l'ottimizzazione del prodotto e del processo di produzione.

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