Attraverso l'analisi agli elementi finiti si può verificare la resistenza della testina alle forze a cui è sottoposta durante l'estrusione. L'elemento che è più sollecitato durante il moto dello stantuffo è il braccio che collega il pistone alla madrevite. La forza applicata sul materiale da estrudere è la stessa che si riflette sul braccio stesso. Con l'aiuto dell'ambiente di simulazione di Inventor Professional 2013, si è osservato lo sforzo cui è sottoposto il pezzo. Sono stati applicati vincoli di fissaggio dove sono poste le viti che collegano il braccio alla madrevite ed è stata applicata, in direzione verticale, una forza di 11N sulla piastra di connessione.

 

Analisi agli elementi finiti

In figura è mostrato il risultato dell’analisi agli elementi finiti sul braccio che collega madrevite e stantuffo; l’immagine rappresenta la sollecitazione di Von Mises, che nel punto in cui assume il colore rosso non supera i 3MPa, valore nettamente inferiore al limite allo snervamento del materiale (ABS).

 

In questa immagine viene invece mostrato lo spostamento del braccio. La reale deformazione del pezzo non è della stessa entità della figura; il programma enfatizza lo spostamento per permetterne la visione. La quantità effettiva è solo di 0.07mm, risultato accettabile per le nostre esigenze in quanto si verificherà solamente nelle situazioni più gravose di estrusione.

 

Dall’analisi FEM, il fattore di sicurezza riferito al materiale in oggetto, ossia plastica ABS, risulta addirittura pari a 14: un così elevato coefficiente garantisce la resistenza del pezzo alle sollecitazioni meccaniche a cui è sottoposto.

POLITECNICO DI MILANO

Laboratorio progettuale CAD

Anno Accademico 2013/2014