Raffreddare meglio per produrre meglio: applicare la CFD allo stampaggio

Raffreddare meglio per produrre meglio: CFD applicata allo stampaggio dei saponi

FMB ha supportato Mazzoni LB, azienda di riferimento internazionale nella progettazione di impianti per la produzione di saponi solidi, nell’analisi e ottimizzazione del circuito di raffreddamento di una macchina stampatrice.

L’obiettivo era comprendere nel dettaglio il comportamento termico dello stampo e individuare le condizioni di funzionamento più efficienti.

Durante il processo, il sapone viene pressato all’interno di stampi metallici raffreddati mediante un circuito percorso da fluido refrigerante. Il controllo della temperatura è fondamentale per garantire il corretto distacco del prodotto e mantenere elevate velocità produttive.

Le macchine analizzate possono infatti raggiungere fino a 60 stampaggi al minuto, con stampi dotati di 10 o più cavità.

Per studiare il sistema è stato sviluppato un modello CFD termo-fluidodinamico completo dello stampo e del relativo circuito di raffreddamento, successivamente calibrato attraverso prove sperimentali sulla macchina reale.

Le analisi hanno permesso di valutare:

- distribuzione della temperatura nelle cavità dello stampo;

- evoluzione termica del fluido refrigerante;

- presenza di zone di ristagno e hot spot;

- distribuzione delle velocità all’interno dei canali;

- perdite di carico del circuito.

La combinazione tra simulazione e test sperimentali ha consentito di superare un approccio tradizionalmente molto cautelativo, basato sull’utilizzo di temperature di raffreddamento particolarmente basse.

Non più semplicemente raffreddare il più possibile, ma determinare quanto raffreddare, dove farlo e in quali condizioni far lavorare realmente la macchina.

Risultati ottenuti:

- Ottimizzazione delle condizioni operative di raffreddamento

- Valutazione dell’efficienza del circuito

- Individuazione di eventuali criticità termiche e fluidodinamiche

- Supporto al dimensionamento di nuove configurazioni di stampo

- Riduzione dei margini di sovradimensionamento

- Miglioramento dell’efficienza e della ripetibilità del processo produttivo

La collaborazione tra FMB e Mazzoni LB ha permesso di trasformare dati sperimentali e simulazioni CFD in indicazioni progettuali concrete, costruendo una conoscenza più profonda della macchina e migliorando contemporaneamente efficienza del processo, affidabilità e qualità del prodotto finale.