Fabbricazione additiva di inserti per matrici da estrusione con canali di raffreddamento conformi

Nel presente lavoro di tesi sono state affrontate le problematiche della realizzazione di canali di raffreddamento conformi per le matrici di estrusione di profilati in alluminio. In ambito tecnologico il problema termico è molto sentito nel settore, perché nei processi di estrusione a caldo le temperature in gioco e i gradienti termici influenzano sia la riuscita della lavorazione in termini di fattibilità e produttività, sia la durata stessa degli utensili. L’obiettivo di maggiore interesse è di ottenere un raffreddamento mirato delle matrici di estrusione, permettendo di asportare il calore dove serve, senza l’effetto controproducente sulla billetta in deformazione. La novità in ambito tecnologico arriva dalla possibilità di sfruttare le tecniche di additive manufacturing per la costruzione dei canali di raffreddamento, grazie ai suoi punti di forza in termini di possibilità realizzative di geometrie molto complesse e in sottosquadro. Lo studio degli effetti del raffreddamento delle matrici nel processo di estrusione è stato seguito con un'analisi numerica con un software multi-fisico che permette di effettuare simulazioni termo-strutturali accoppiate. Si sono visti i benefici del raffreddamento, ottenendo da un lato un’asportazione del calore mirata dell’inserto, dall’altro una diminuzione di temperatura della billetta all’uscita del profilo, senza causare eccessivi aumenti della forza di processo. Quindi è possibile ottimizzare i parametri per ottenere un aumento della velocità d’estrusione e quindi di produttività senza avere i difetti sul profilato tipici di eccessive temperature raggiunte. Sviluppi futuri del lavoro saranno la validazione del modello presentato con un’attenta campagna sperimentale. Sarà così possibile migliorare la precisione previsionale dell’analisi simulativa, ottenendo un efficace strumento di supporto alla progettazione delle matrici.