Processo Constrained Backward Flowforming a caldo: progettazione del sistema di riscaldamento

The present thesis is part of the broader development of the Constrained Backward Flowforming process, a variant of the traditional backward flowforming of metallic tubes that makes it possible to obtain an ultrafine-grained microstructure and, consequently, an improvement in the mechanical properties of the formed tubes. The aim of the work was the design modification, using the PTC Creo Parametric software, of several components of a previously conceived tooling, in order to enable the execution of the Constrained Backward Flowforming process at elevated temperature on tubes made of EN AW-2011 and EN AW-7075-T6 aluminium alloys. The design activity involved the integration of a cartridge heater inside the tube support and the assessment, through transient thermal simulations, of different heater configurations, with the objective of identifying a solution capable of ensuring a wide range of temperatures in the forming zone, achievable within operationally acceptable heating times. In addition, a preliminary design of a cooling system for the stator of the electric motor included in the tooling was carried out.

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ambito dello sviluppo del processo Constrained Backward Flowforming, una variante del tradizionale processo di fluo-formatura in opposizione di tubi metallici che consente di ottenere una microstruttura a grani ultrafini e, di conseguenza, un miglioramento delle proprietà meccaniche dei tubi lavorati. L’obiettivo è stato la modifica progettuale, mediante l’utilizzo del software PTC Creo Parametric, di alcuni componenti di un’attrezzatura precedentemente ideata, al fine di introdurre la possibilità di effettuare il processo Constrained Backward Flowforming a caldo su tubi in leghe di alluminio EN AW-2011 ed EN AW-7075-T6. L’attività progettuale ha previsto l’integrazione di un riscaldatore a cartuccia all’interno del supporto del tubo e la valutazione, tramite simulazioni termiche transitorie, di diverse configurazioni di riscaldatore, con l’obiettivo di individuare una soluzione in grado di garantire un ampio intervallo di temperature nella zona di lavorazione, raggiungibili in tempi di riscaldamento operativamente accettabili. Inoltre, è stata effettuata una progettazione preliminare di un sistema di raffreddamento per lo statore del motore elettrico presente nell’attrezzatura.