Influenze micromeccaniche sulla sinterizzazione delle green part
La tendenza attuale nel trattamento dei materiali è sviluppare metodi di produzione per prodotti in forma quasi finita. Tra le tecnologie di trattamento accettabili dal punto di vista ambientale, la metallurgia delle polveri è considerata la più promettente per realizzare l'intero potenziale economico della forgiatura in forma quasi finita di parti per autoveicoli complesse. Il progetto PM-MACH, supportato dal programma GROWTH dell'FP5, ha sviluppato tecniche efficaci per la compattazione di polveri metalliche posizionate in una cavità di metallo chiusa sotto pressione. I compatti di polveri, denominati "green part", vengono poi scaldati in un'atmosfera protettiva a temperatura elevata per formare un solido vicino alla forma desiderata. Per migliorare la precisione delle dimensioni dei compatti di polveri e per rendere minime le operazioni di finitura secondaria, i partner di progetto dell'Institut National Polytechnique de Grenoble hanno usato le simulazioni agli elementi finiti (FE). In combinazione con le relative leggi costitutive dei materiali, sono stati in grado di descrivere l'evoluzione delle caratteristiche microstrutturali, inclusa la distribuzione granulometrica delle particelle di polvere e dei pori. Inoltre, era possibile prevedere la forma finale e caratterizzare le proprietà meccaniche in modo più preciso rispetto a quanto si ritenesse possibile. Nello specifico, la deformazione delle green part durante la sinterizzazione è estremamente anisotropa come conseguenza della struttura interna non omogenea. A questo scopo è stata formulata un'equazione costitutiva anisotropa in base alle informazioni ottenute tramite dilatometria e microtomografia ad assorbimento di raggi X, oltre ad altre tecniche. Contenendo diversi parametri dei materiali da valutare partendo dai dati sperimentali, è ora abbastanza semplice da implementare in qualsiasi codice di simulazione agli elementi finiti.
