Pracovná skupina Diely z plechu - RWTH AACHEN UNIVERZITA Inštitút pre tvárnenie plastov - nemčina
V pracovnej skupine pre plechové diely sa okrem klasických procesov tvárnenia plechov, ako je hlboké ťahanie a ohýbanie, skúmajú aj inovatívne procesy, ako je kombinácia ťahania a prírastkového tvarovania plechu. Posledne menovaný je zvlášť vhodný na ekonomickú výrobu malých sérií. Okrem toho sa metóda konečných prvkov používa na navrhovanie a optimalizáciu procesov tvárnenia plechu.
Lokálne tepelné spracovanie kalených ocelí
Súčasné koncepty ľahkých konštrukcií podporujú dopyt po oceľoch s vyššou pevnosťou, ktoré tiež ponúkajú dostatočnú tvárnosť. Kombinácia tvrdenia a následného lokálneho tepelného spracovania predstavuje sľubnú alternatívu pre zodpovedajúce prispôsobenie vlastností nízkolegovaných ocelí. Okrem zvýšenia tvárnosti polotovarov je možné tento prístup použiť na optimálne prispôsobenie rozdelenia vlastností v plechu funkcii neskoršieho komponentu. V rámci spoločného výskumného projektu medzi Inštitútom pre tvárnenie plastov a Fraunhoferovým inštitútom pre laserové technológie sa na príklade nárazového boxu najskôr vyvinú miestne stratégie mäknutia pomocou simulácií FE, ktoré zvyšujú kapacitu absorpcie energie. Dynamické testy sklápacích veží na skutočných nárazových skriniach potvrdzujú, že cestu kompresie je možné znížiť o 28% v porovnaní s úplne tepelne upraveným nárazovým boxom, čím sa šetrí váha.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.
Zlepšenie výkonu pri páde
Simulácia FE viacstupňových procesov ohýbania
Na výrobu zložitých ohýbaných dielov, napríklad pre elektrotechniku, sa používa technológia razenia a ohýbania. Návrh procesov razenia a ohýbania je väčšinou založený na skúsenostiach a je doplnený experimentálnymi referenčnými testami. Cieľom projektu spolupráce so spoločnosťou Phoenix Feinbau GmbH & Co. KG je vytvorenie modelov FE, ktoré popisujú výrobu lisovaných a ohýbaných dielov s pružnými vlastnosťami. Jedným z cieľov je príprava materiálových údajov vysokopevnostných pružinových ocelí pomocou inverzného modelovania pri ohybovom zaťažení a experimentálne skúmanie správneho opisu okrajových podmienok FE. Vyvinuté a overené modely FE sa potom použijú na preskúmanie a vyhodnotenie rôznych ovplyvňujúcich faktorov procesu lisovania a ohýbania výsledku ohýbania.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.
Simulácia pruženia pri viacstupňovom ohýbaní
Flexibilná výroba plechových dielov
Mnoho častí aplikácie obsahuje prvky, ktoré sú vyrobené operáciami skladania alebo límca. Výroba týchto tvarových prvkov pomocou inkrementálneho tvarovania plechu, skrátene IBU, sa dá ľahko integrovať do výrobného procesu v stredisku na spracovanie plechu a celý procesný reťazec pre výrobu komponentov sa môže uskutočniť rovnakým upnutím. Výhody tejto integrácie procesu sa demonštrujú pomocou komponentu založeného na klapke údržby Airbusu A320. Najskôr sa zakrivený predlisok cieľovej geometrie vytvorí vo veľmi krátkom čase pretiahnutím. Potom na IBU pologuľovitá tvarujúca hlava postupne tvaruje zostávajúce oblasti súčasti. Po orezaní sa vysoké limity procesu IBU nakoniec použijú na nastavenie prírubových a nákružkových prvkov.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.
Kombinácia procesov napínania a prírastkového tvarovania plechu
Výroba karosérie modelu Shelby Daytona Cobra Coupé z roku 1964
Shelby Daytona Cobra Coupé z roku 1964 nebolo napriek mnohým úspechom v historických pretekoch vidieť už celé desaťročia. V tom čase existovalo iba šesť pôvodných. Spoločnosť American Muscle Motorsports & Services chcela uskutočniť sen o návrate tejto legendy na závodnú dráhu do reality. S pomocou kombinácie procesov napínania a prírastkového tvarovania plechu mohol Ústav pre tvarovanie plastov, alebo skrátene IBF, ponúknuť flexibilnú a lacnú výrobnú technológiu na výrobu tela Shelby. Vďaka digitálnemu procesnému reťazcu vyvinutému na IBF sa mohlo v porovnaní s manuálnou výrobou výrazne urýchliť plánovanie a návrh procesov. Následná výroba prebiehala v flexibilnom stredisku na spracovanie plechov IBF, aby bolo možné karosériu po niekoľkých týždňoch odovzdať klientovi. Shelby sa teda čoskoro vráti k historickým pretekom.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.
Výroba vonkajšej časti plášťa Shelby Daytona Cobra Coupé
Integrovaný procesný reťazec CAx
V prípade prototypov a malosériovej výroby nie sú konvenčné výrobné procesy, ako napríklad hlboké ťahanie, ekonomicky životaschopné. Flexibilné procesy, ktoré si vyžadujú málo nástrojov, ako je ťahanie a prírastkové tvarovanie plechu, alebo skrátene IBU, sú sľubnou alternatívou na výrobu komponentov v čo najkratšom čase. S cieľom „prvý raz správne“ by sa mali šetriť aj zdroje. To si vyžaduje spoľahlivé a presné plánovacie nástroje a modely. Integrovaný procesný reťazec CAx vyvinutý na IBF umožňuje plánovanie výroby v prostredí CAD-CAM s príslušnými rozhraniami pre modely FE a nástroje na koreláciu obrázkov. Numerické simulácie napínania alebo IBU poskytujú digitálne geometrie, ktoré je možné porovnať s cieľovou geometriou. Iteračné slučky je možné vykonávať prakticky počas výroby prototypov a je možné vyhnúť sa materiálovým a časovo náročným testovacím sériám.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.
Digitálne plánovanie procesov pre flexibilné tvarovanie plechov
Samonosné voľné fasády
V architektúre si zložité fasády alebo strechy s neobvyklým dizajnom zvyčajne vyžadujú mohutné spodné stavby. Alternatíva šetriaca zdroje na realizáciu zložitých tvarov voľných tvarov bola vyvinutá v projekte predsedu pre podporné konštrukcie a Inštitútu pre tvárnenie plastov: Cielenou mozaikovaním a skladaním je možné z tenkých plechov vytvoriť vysoko výkonný samonosný fasádny systém, ktorý nevyžaduje žiadne podkonštrukcie. Mapovanie individualizovaných foriem vyžaduje veľké množstvo jednotlivých častí a vyžaduje flexibilné výrobné procesy. Inkrementálne tvarovanie plechu umožňuje ekonomickú výrobu týchto koncepcií fasád. Zobrazená fasáda pozostáva zo 140 samostatných pyramíd a 234 samostatných trojuholníkov vyrobených z nehrdzavejúcej ocele. Vďaka zníženiu hmotnosti o 48% v porovnaní s bežnými konštrukčnými metódami otvára vysoký ľahký konštrukčný potenciál nové možnosti pre moderné fasádne konštrukcie.
Ďalšie informácie vám poskytne Lisa-Marie Reitmaier.
Stratégie vyrovnávania pre ťažký plech
Rovnosť je základným kvalitatívnym znakom pri výrobe ťažkých plechov. Na nastavenie požadovanej rovinnosti sa ťažké plechy narovnávajú za tepla. Procesné riadenie je často vybrané čisto na základe skúseností. Cieľom projektu spolupráce s AG der Dillinger Hüttenwerke je vývoj stratégií narovnávania na mieru s cieľom čo najlepším spôsobom predpovedať proces narovnávania potrebný pre rôzne nerovnosti vstupov. Najskôr sa identifikujú vzťahy medzi chybami rovinnosti a parametrami procesu a materiálu. Používa sa na to efektívna a robustná charakterizácia rovinnosti spojená s databázovou analýzou. Mapovaním procesu vyrovnávania pomocou metódy konečných prvkov sa potom skúma a hodnotí vplyv rôznych vstupných nerovností na výsledok vyrovnávania, aby bolo možné odvodiť vhodné stratégie vyrovnávania.
Pre viac informácií kontaktujte Roman Kordtomeikel.