STUDIO NUMERICO/SPERIMENTALE DEL FENOMENO DI APPIATTIMENTO (FLATTENING) DEI CILINDRI NEL PROCESSO DI LAMINAZIONE A FREDDO

All’interno della famiglia delle tecnologie primarie di produzione dell’acciaio, la laminazione (e in particolare, la laminazione su tavola piana) rappresenta uno dei principali processi produttivi per la realizzazione di semilavorati piani. Nonostante il fine principale del processo di laminazione sia la “sola” variazione dello spessore di un semilavorato di partenza, la sua progettazione necessita di un approccio robusto e strutturato che permetta di valutare l’influenza delle molteplici variabili di input sul risultato finale. È per tale motivo che, nel corso degli anni, la comunità scientifica si sia interrogata e, conseguentemente, impegnata nella ricerca e successiva messa a punto di metodologie che permettessero di centrare l’obiettivo finale, ovvero fornire tool affidabili per una precisa progettazione di processo che potesse soppiantare in maniera definitiva l’ormai desueto approccio del “trial and error”. L’approccio analitico è sicuramente stato il primo tentativo in questa direzione: ritenendo valida l’assunzione di stato di deformazione piana, lo studio del processo di laminazione è stato affrontato da diversi studiosi dapprima analiticamente. Karman, Orowan, Bland e Ford sono alcuni nomi che hanno proposto modelli analitici capaci, sotto determinate assunzioni (prima fra tutte quella di considerare i cilindri di laminazione quali corpi rigidi), di predire con sufficiente precisione la distribuzione delle pressioni di contatto all’interfaccia tra cilindro di lavoro e lamiera e, conseguentemente, le forze necessarie alla laminazione. Va altresì aggiunto che successivi studi, partendo dai modelli citati, hanno proposto ulteriori variazioni sempre nell’ottica di affinare la progettazione di processo: in quest’ottica va citata la formulazione di Hitchcock che permette di tener conto della deflessione elastica che i cilindri di laminazione subiscono a causa delle pressioni di contatto durante la laminazione, aspetto che permette di descrivere il processo (seppur analiticamente) in modo più preciso. Nonostante la validità di gran parte dei modelli analitici disponibili in letteratura, il progresso in ambito computazionale e l’avvento di metodologie di calcolo più avanzate ha di fatto aperto la strada alla progettazione di processo tramite il metodo agli elementi finiti: grazie a questo approccio è possibile 2 ricostruire in ambiente virtuale CAE (Computer Aided Engineering) un qualsiasi fenomeno/processo, potendo a priori deciderne il grado di approssimazione con cui eseguire l’analisi