Modulo MAGMAfrontier

MAGMAfrontier è la risposta al sogno di tanti progettisti di fonderia e tecnologi: usare la simulazione al computer per ottimizzare, in automatico, il processo di colata, senza essere costretti a dispendiose sequenze di tentativi impostati manualmente, e disponendo di ampia documentazione per giustificare soluzioni alternative. MAGMAfrontier tratta il problema sia in relazione all'ottimizzazione delle condizioni di processo, che dei parametri di produzione e dei metodi, per una grande varietà di processi fusori. È, a tutti gli effetti, un modulo di MAGMASOFT®, e, per operare, richiede la disponibilità della versione base 4.4. del sofware, di cui utilizza - così come tutti gli altri moduli - il database.

Lo scenario
MAGMAfrontier utilizza l'architettura e le routine di ottimizzazione originali di modeFRONTIER, che implementa attraverso la propria interfaccia utente, realizzando un'integrazione piena tra i due sistemi, e perfettamente omogenea all'ambiente software usuale per l'utente. L'applicatore viene guidato nella definizione dei parametri di processo che possono essere modificati (e dei relativi intervalli di variazione accettati), nella definizione degli obiettivi da ottimizzare, dei relativi vincoli e dei criteri di valutazione. Il sistema provvede poi, in automatico, a lanciare una sequenza di analisi, sino all'individuazione della soluzione ottimale: operazione che, grazie, alla serie di tecnologie presenti, è svolta contenendo l'impegno di calcolo entro limiti estremamente contenuti.
Quanto alle strategie scelte per l'ottimizzazione, esse afferiscono alla famiglia degli algoritmi evolutivi: capaci, per questo, di trattare il problema della contemporaneità di obiettivi diversi e contrastanti, circostanza che, in fonderia, caratterizza la maggior parte delle decisioni che si devono prendere quando si vuole ottenere il miglior compromesso per una tecnica di colata efficiente.

Le opportunità
Con MAGMAfrontier si possono trattare i problemi di ottimizzazione che sono tipici nella fonderia, quali:

• Ottimizzazione del sistema di alimentazione: massima riduzione delle porosità da ritiro nel getto attraverso un ottimale posizionamento e dimensionamento dei montanti con una contemporanea ottimizzazione della resa.
• Ottimizzazione del sistema di colata: riempimento di più figure bilanciato e privo di turbolenze, grazie ad un dimensionamento ottimale dei canali del sistema di colata.
  Distribuzione omogenea delle temperature del fluido durante la fase di riempimento della cavità.
• Ottimizzazione del processo: minimizzazione dei carichi termici nelle attrezzature grazie a termoregolazione, lubrificazione e tempo di estrazione del getto ottimali, e simultanea ottimizzazione della produttività (aumento della durata delle attrezzature).
• Ottimizzazione delle modalità di formatura tenendo conto allo stesso tempo delle proprietà richieste per i getti da produrre.
• Ottimizzazione delle tensioni e delle distorsioni nei getti: minimizzazione delle distorsioni dovute alle tensioni residue.
• Ottimizzazione inversa: determinazione delle proprietà del materiale e dei parametri di processo sulla base di dati sperimentali disponibili.

Optimization process with MAGMAfrontier. Based on a selection of start designs with certain degrees of freedom and manufacturing limitations, the optimization algorithm analyses various objectives at the same time, in this example casting quality and returns.

Autonomous feeder optimization for the prevention of porosities. (a) initial situation (b) optimized result.