Alloggiamento in Alluminio pressofuso con Alette ondulate (PR91)
- SHAMANA Technical Team
- 30 dic 2025
- Tempo di lettura: 5 min
Aggiornamento: 1 giorno fa
Copertura funzionale del dissipatore di calore per il controllo del movimento industriale
Questo caso di studio presenta un alloggiamento in alluminio pressofuso con dissipatore di calore integrato con alette ondulate , sviluppato per apparecchiature di controllo del movimento industriale che operano in ambienti difficili.
Alloggiamento in Alluminio pressofuso
Pressofusione + ingegneria DFM + simulazione di fusione + operazioni secondarie CNC.
Questo progetto riguarda un alloggiamento in alluminio pressofuso con alette ondulate sviluppato per applicazioni industriali con requisiti di dissipazione termica e precisione meccanica.
Applicazione
Apparecchiature di controllo del movimento industriale – ambiente difficile (nebbia d'olio, polvere, stabilità termica a lungo termine)
Materiale
Lega di alluminio ADC12
Dimensioni e peso della parte
242,5 × 150,5 × 42,6 mm~1,18 kg
1. Contesto del progetto
Questo progetto è partito da un requisito che sulla carta sembra semplice, ma nella realtà è difficile da realizzare correttamente:
Il cliente necessitava di un involucro in alluminio che fungesse anche da dissipatore di calore , da utilizzare nei sistemi di controllo del movimento industriale di precisione. Stabilità termica, rigidità, integrità della tenuta e affidabilità a lungo termine erano requisiti imprescindibili.
Allo stesso tempo, il componente doveva andare oltre un aspetto puramente industriale. La superficie esterna doveva essere visivamente distintiva , pulita e riconoscibile, non semplicemente "un'altra scatola di alluminio".
Il risultato è stato un dissipatore di calore con geometria a pinna ondulata : una superficie che è sia funzionale (dissipazione del calore) sia estetica (firma del prodotto).
2. Requisiti del cliente (riepilogo)
Alloggiamento in alluminio pressofuso con alette di dissipazione del calore integrate
Elevata efficienza termica e rigidità meccanica
Superfici di tenuta ermetiche (involucro resistente all'olio e alla polvere)
Nessuna deformazione durante il montaggio
Elevata qualità estetica sulle superfici visibili
Soluzione pronta per la produzione: progettazione → utensili → campioni → produzione di massa stabile
3. Perché non si trattava di un semplice pezzo pressofuso
Questa componente si colloca all'intersezione di tre discipline impegnative:
Design industriale Estetica a pinna ondulata, linee pulite, forte identità visiva
Funzione meccanica e termica Dissipazione del calore, planarità, rigidità, affidabilità della tenuta
Realtà della pressofusione Comportamento del flusso del metallo, intrappolamento dell'aria, ritiro, durata dell'utensile, resistenza dell'acciaio
Se questi fattori non vengono progettati insieme, le modalità di guasto tipiche includono:
segni di ritiro e ondulazione superficiale
porosità interna del gas (spesso visibile solo dopo la finitura)
zone deboli e acciaio sottile nello stampo
guasto di tenuta dovuto a planarità insufficiente
Fin dal primo giorno, l'obiettivo era chiaro: mantenere il design a pinna ondulata, ma progettarlo in modo che potesse essere lanciato ripetutamente, in modo pulito e prevedibile.
Dal punto di vista produttivo, questo involucro in alluminio pressofuso combina prestazioni termiche, rigidità meccanica e precisione di tenuta in un unico componente.
4. DFM e simulazione di fusione: il cuore del progetto
Prima di tagliare l'acciaio, il progetto è stato sottoposto a una fase completa di DFM + simulazione di fusione , concentrandosi su:
Comportamento di riempimento attraverso le pinne d'onda
Sequenza di solidificazione e rilevamento dei punti caldi
Zone a rischio di intrappolamento d'aria e porosità
Rischi relativi a bozza, strategia di espulsione e durata dell'utensile
Sfida principale: spessore medio della parete di circa 3,6 mm, con spessore locale superiore a 10 mm , una ricetta classica per restringimento e porosità se non gestita.
I risultati della simulazione non sono stati prodotti “a scopo di documentazione”. Hanno guidato direttamente le decisioni di progettazione .
È stata utilizzata un'ampia simulazione di fusione per analizzare il flusso del metallo, l'intrappolamento dell'aria, il restringimento e il comportamento di solidificazione prima del rilascio degli utensili.
5. Principali rischi tecnici e soluzioni ingegneristiche
1) Intrappolamento dell'aria e porosità del gas
La geometria a pinna d'onda crea fronti di flusso convergenti complessi.
Rischio: Aria intrappolata → porosità interna → difetti visibili dopo la finitura o zone filettate indebolite.
Soluzione:
Posizionamento ottimizzato del gate e del trabocco
Strategia di sfiato dedicata
Regolazione della geometria locale (caratteristiche di rilievo/aperture controllate ove necessario)
2) Segni di cedimento e transizioni da spesso a sottile
Una grande massa locale si raffredda più lentamente e si restringe di più.
Rischio: cedimento superficiale, vuoti interni, rigetto estetico.
Soluzione:
Identificazione dei punti caldi tramite simulazione
Riduzione della massa locale ove possibile
Rilievo geometrico che preserva il linguaggio del design a pinna ondulata
3) Durata dell'utensile e robustezza dello stampo
Le pinne estetiche spesso spingono l'acciaio dello stampo verso limiti pericolosi.
Rischio: acciaio sottile, rottura, incollaggio, usura eccessiva dell'utensile.
Soluzione:
Ottimizzazione della bozza (obiettivo ~2° nelle zone critiche)
Raggi strategici per ridurre lo stress e l'erosione
Regolazioni della lunghezza e della geometria delle pinne dove l'acciaio è diventato troppo sottile
4) Precisione di tenuta (resistenza all'olio e alla polvere)
La sola pressofusione non è sufficiente per ottenere superfici di tenuta affidabili.
Soluzione:
Sovrattasse di lavorazione definite in anticipo
Operazioni secondarie CNC su aree critiche di accoppiamento e sigillatura
Strategia di riferimento e serraggio stabile per risultati CNC ripetibili
6. Strategia di controllo del flusso e del flusso
Sono stati valutati molteplici concetti di gating tramite simulazione.
L'analisi dei compromessi ha mostrato:
Un'opzione riduce al minimo il calo ma aumenta il rischio di intrappolamento dell'aria
Un altro ha fornito un riempimento più pulito, meno difetti d'aria e una migliore qualità della superficie
Considerate le esigenze estetiche e di finitura del cliente , il progetto ha dato priorità a:
Riempimento stabile e prevedibile
Aria intrappolata minima
Qualità superficiale superiore dopo la finitura
Le zone a rischio di affondamento rimanenti sono state gestite tramite la messa a punto della geometria , non tramite l'accettazione dei difetti.
7. Utensili e primi campioni
Dopo la convergenza del progetto:
Gli utensili sono stati rilasciati e prodotti
Sono stati prodotti i primi campioni per convalidare:
flusso di metallo reale vs simulazione
qualità della superficie dell'area della pinna d'onda
stabilità dimensionale
Fattibilità CNC per superfici di tenuta
Questa fase ha confermato che la strategia ibrida fusione + CNC fornisce risultati ripetibili.
8. Operazioni secondarie CNC: precisione dove conta
Per garantire l'integrità della sigillatura:
La pressofusione crea la struttura complessa
La lavorazione CNC garantisce planarità e precisione sulle interfacce critiche
Questo approccio è standard negli alloggiamenti industriali di fascia alta , dove le prestazioni sono più importanti della teorica "perfezione del pezzo fuso".
Le aree critiche di tenuta e accoppiamento sono state rifinite tramite lavorazione CNC dell'alloggiamento in alluminio pressofuso , garantendo una resistenza a lungo termine all'olio e alla polvere.
9. Risultati finali
Il cliente ha ricevuto una soluzione pronta per la produzione :
Progetto pressofuso finalizzato allineato agli obiettivi di progettazione industriale
Geometria ottimizzata DFM convalidata dalla simulazione
Concetto di apertura e sfiato collaudato
Utensili realizzati e primi campioni
Post-processo CNC definito per la precisione della sigillatura
Chiara identificazione delle zone critiche per la qualità
10. Perché questo caso è importante
Questo progetto è un chiaro esempio di ingegneria fatta a regola d'arte .
Non solo una copertura metallica, ma:
un componente termico
un recinto protettivo
una dichiarazione di design industriale
Reso producibile tramite:
Disciplina DFM
decisioni basate sulla simulazione
corretto utilizzo del CNC dove la precisione non è negoziabile
