La simulazione del processo di termoformatura per materiali compositi fibrorinforzati a matrice termoplastica

Il presente lavoro di tesi è stato sviluppato presso il reparto tecnologie della Fiat S.p.a., con l’obiettivo di analizzare e ottimizzare il processo produttivo di termoformatura teso a realizzare lo sportello baule di un’autovettura in materiale composito termoplastico. Scopo di questo lavoro è stato studiare l’applicabilità di compositi a matrice polimerica termoplastica in sostituzione alla classica realizzazione tramite lo stampaggio lamiera, ai fini di conseguire un componente che dia un risultato confrontabile in termini di prestazioni con le soluzioni progettuali fin qui prodotte e che risulti tecnologicamente fattibile. La principale motivazione di questo studio è l’ampio uso dei materiali termoplastici nell’industria meccanica e la necessità di ottimizzare questo processo. Conseguentemente, la possibilità di ottenere un modello agli elementi finiti con risultati fedeli per la predizione del processo di termoformatura possono essere utili per il processo di “virtual prototyping”, che consente di risparmiare non soltanto sui tempi, ma anche sui costi riguardanti il processo di progettazione, la costruzione degli stampi e la messa a punto dell’intero sistema. La simulazione dell’intero processo di termoformatura è stata eseguita attraverso il codice di calcolo a elementi finiti FEM PAM-FORM 2GTM sviluppato da ESIGroup, impiegando il modulo specifico per materiali compositi.
A valle di queste considerazioni, e stabilite le linee guide di progetto (materiale e processo produttivo), sono stati analizzati tutti gli aspetti che caratterizzano un ciclo di termoformatura dal suo concepimento fino a giungere all’analisi e la validazione dei risultati ottenuti del pezzo finito.