Grupul de lucru pentru piese formate solide - Institutul de formare a plasticului RWTH AACHEN UNIVERSITY - germană
Grupul de lucru pentru piese turnate solide se ocupă de procese precum Forjarea și laminarea inelului cu o gamă largă de cercetări, cum ar fi extinderea spectrului de geometrie și optimizarea procesului. Mai mult, sunt dezvoltate modele pentru cartarea proceselor de formare masivă, de ex. Poate fi utilizat pentru dezvoltarea proceselor, pentru prezicerea și îmbunătățirea proprietăților componentelor și în scopuri de instruire.
Extinderea gamei de forme în forjare matriță deschisă
Forjarea matriței deschise este un proces de formare masivă incrementală care este utilizat în principal pentru fabricarea componentelor lungi și drepte cu o geometrie simplă în secțiune transversală, cum ar fi rotundă sau pătrată. Fabricarea componentelor complexe prin forjare prin matriță deschisă necesită etape de proces suplimentare sau poate fi realizată numai cu o cantitate mare de producție de prelucrare. O nouă abordare de proces permite producerea de geometrii complexe prin mișcări suprapuse ale manipulatorului în timpul cursei de forjare. Datorită stării plastice de solicitare, chiar și forțe mici sunt suficiente pentru a direcționa fluxul materialului către geometria țintă dorită. Acest proces a fost implementat cu succes pentru producția de componente curbate și răsucite din oțel și aluminiu pe sistemul de forjare cu matriță deschisă IBF. Această abordare de proces permite o extindere considerabilă a spectrului geometric în forjarea matriței deschise utilizând tehnologia de sistem existentă.
Pentru mai multe informații, vă rugăm să contactați Paul Hibbe.
STOFF - Modele de calcul rapid în forjarea matriței deschise
Forjarea matriței deschise este un proces de formare incremental în care geometria inițială este convertită în geometria țintă în câteva sute de pași de formare. Proiectarea proceselor de forjare se bazează în principal pe experiență sau pe baza unor relații geometrice simple. Acest lucru permite doar o proiectare geometrică a procesului care nu permite nicio afirmație despre controlul temperaturii, forjarea miezului sau distribuția mărimii granulelor. Deoarece simularea FEM consumă foarte mult timp, IBF a dezvoltat modele de calcul rapid pentru forjarea matriței deschise cu „STOFF”, care permit calcularea rapidă a acestor valori țintă. Combinat cu o suprafață grafică, poate avea loc un design bazat pe proprietate și optimizarea proceselor de forjare. Poate fi folosit și în scopuri didactice, întrucât relațiile dintre parametrii procesului și proprietățile componentei rezultate pot fi clar analizate.
Pentru informații suplimentare, vă rugăm să contactați Fridtjof Rudolph.
STOFF - Modele de forjare rapidă pentru proiectarea proceselor
Sistem de asistență online pentru forjare matriță deschisă
În forjarea matriței deschise, un flux de proces controlat este de o mare importanță pentru calitatea componentelor. Cu toate acestea, în timpul procesului de forjare, nu este posibil să se măsoare proprietățile decisive, cum ar fi mărimea bobului, schimbarea comparativă a formei și câmpul de temperatură din componentă. Prin urmare, în cazul unor abateri neașteptate de la secvența de proces planificată, nu este posibil ca operatorul să evalueze în mod semnificativ efectele asupra valorilor țintă ale procesului și să continue procesul cu privire la valorile țintă. Datorită acestei probleme, un accent de cercetare la IBF este dezvoltarea unui sistem de asistență pentru forjarea matriței deschise, care permite evaluarea calității componentelor din variabile de proces măsurabile utilizând modele de proces rapide pentru schimbarea formei, temperatura și mărimea granulelor. Cu aceasta, ar trebui realizată viziunea pe termen lung a unui control de proces autonom pentru forjarea matriței deschise. Presa de forjare IBF este modernizată ca sistem demonstrativ.
Pentru informații suplimentare, vă rugăm să contactați Fridtjof Rudolph.
Închiderea cavităților în forjarea matriței deschise
Lingourile mari pentru forjarea matriței deschise sunt realizate în mare parte prin turnarea lingourilor. În ciuda măsurilor de îmbunătățire a calității turnării, defecte de turnare precum Nu evitați complet golurile, bulele de gaz și porii. Unul din obiectivele forjării matriței deschise este, prin urmare, pe lângă setarea geometriei țintă și transformarea structurii turnate într-o structură de deformare omogenă, închiderea și sudarea acestor pori, prin care succesul depinde în mare măsură de controlul procesului. Până în prezent, factorii de siguranță pe baza experienței sunt luați în considerare în specificațiile de livrare ale companiilor de forjare, care ar trebui să garanteze închiderea și sudarea în siguranță a porilor. Scopul acestui proiect de cercetare este, prin urmare, de a crea posibilitatea unui proiect mai scurt și mai eficient al lanțului de proces cu ajutorul elementelor finite (FEM) în legătură cu un criteriu de încredere atât pentru etanșarea, cât și pentru sudarea porilor.
Pentru mai multe informații, vă rugăm să contactați Paul Hibbe.
Forjarea matriței deschise a arborilor goi
Pe parcursul importanței tot mai mari a energiilor regenerabile, proporția de energie generată de energia eoliană a crescut brusc în ultimii ani. Creșterea eficienței sistemelor a fost realizată în special prin creșterea dimensiunii sistemului. Producția sistemelor de până la 6 MW necesită utilizarea unor generatoare mai mari, care le transformă în energie electrică. Acest lucru duce la o greutate crescândă a nacelei și, astfel, la o structură generală semnificativ mai masivă. Un punct de plecare pentru realizarea unei construcții ușoare este înlocuirea turnării de obicei cu un arbore gol forjat cu proprietăți mecanice semnificativ mai bune. Comparativ cu un arbore gol turnat, se poate realiza o reducere a greutății de 50-60% prin forjarea matriței deschise. În acest scop, IBF a dezvoltat un proces de forjare și l-a implementat pe instalația de forjare a IBF, care, ținând cont de o microstructură optimizată, permite forjarea în matriță deschisă a puțurilor goale care sunt compensate în interior și în exterior.
Pentru mai multe informații, vă rugăm să contactați Paul Hibbe.
Forjarea unui arbore gol
Inelul profilului rulează
Profilarea componentelor laminate inelar este o contribuție importantă la producția de componente cu formă aproape netă, cu ajutorul căreia, pe de o parte, se poate economisi timpul de prelucrare și, pe de altă parte, materialul. În principiu, inelele pot fi profilate axial și radial pe toate cele patru laturi ale secțiunii transversale, în funcție de zona de aplicare ulterioară. În funcție de tipul de profil selectat și de geometria inelului, apar diferite dificultăți în proces, cum ar fi realizarea umplerii dorite a profilului sau conicități în secțiunea transversală.
La Institutul pentru formarea plasticului, strategiile sunt dezvoltate și testate atât numeric, cât și experimental în laminorul inelar propriu al institutului, care permit un proces stabil pentru a atinge geometria finală dorită. În acest scop, sunt luate în considerare atât instrumentul, cât și proiectarea preformei și sunt efectuate ajustări ale strategiei de proces.
Pentru informații suplimentare, vă rugăm să îl contactați pe Stefan Günther.
Rularea inelului a unei secțiuni transversale profilate
Rulare flexibilă a inelului radial pentru producerea de inele fără sudură neasimetric
Laminarea inelului care are forma cât mai aproape de plasă pentru a minimiza cerințele de material și prelucrare are astăzi o importanță economică și ecologică considerabilă. Aproximativ geometriile inelului de formă netă care pot fi realizate industrial au fost până acum exclusiv simetrice rotaționale, deși există și aplicații cu o distribuție a volumului care variază în direcția circumferențială, de ex. inele excentrice cu un profil de grosime a peretelui aproape liniar. Până în prezent, aceste componente au fost fabricate prin prelucrare, forjare prin picurare sau procese de turnare, în funcție de dimensiunea componentelor, cu dezavantaje în ceea ce privește cheltuielile de material, flexibilitatea procesului sau proprietățile mecanice.
Scopul proiectului este de a dezvolta în continuare procesul de laminare a inelului în așa fel încât să permită producția de formă aproape netă a geometriilor inelului excentric. În acest fel, materialul poate fi salvat în special pentru fabricarea componentelor mari, fără a restricționa flexibilitatea procesului sau proprietățile componentelor fabricate.
Pentru informații suplimentare, vă rugăm să îl contactați pe Stefan Günther.
Rulare flexibilă a inelelor - inele excentrice
Investigația influențării variabilelor în rularea inelului
Proiectul de cercetare intitulat „Analiza factorilor care influențează deteriorarea materială în procesele de laminare inelară” a fost finalizat cu succes. Rezultatele obținute sunt rezumate pe scurt mai jos:
Proiectul (IGF nr. 19316) a fost sprijinit de Asociația Lucrătorilor de Fier (VDEh) și finanțat de AiF ca parte a programului de promovare a cercetării comunității industriale (IGF) de către Ministerul Federal pentru Afaceri Economice și Energie pe baza unei rezoluții a Bundestagului german.
Toate lucrările și rezultatele sunt prezentate în detaliu în raportul final. Acest lucru poate fi solicitat de la asociația de cercetare VDEh cu referire la IGF nr. 19316.
Laminarea inelului din materiale compozite
Combinând diferite materiale într-o singură piesă, materialele compozite oferă posibilitatea de a îndeplini cerințe diferite la nivel local prin selectarea materialelor personalizate. Cerințele dificile de conciliat în termeni de proprietăți mecanice, termice sau chimice pot fi rezolvate sau costurile componentelor pot fi reduse prin combinarea materialelor de înaltă calitate și ieftine.
Chiar și pentru inele mari, fără sudură, există potențialul de a realiza proprietăți personalizate ale produsului prin materiale compozite, de ex. suprafețe de lucru dure și rezistente la uzură cu miez ductil. Scopul proiectului de laminare inelar compozit este de a identifica relațiile cheie dintre variabilele de proces și proprietățile materialului pentru producția compozită prin laminarea inelului prin simulări și experimente și de a le descrie într-un mod model, astfel încât să poată fi derivate strategii adecvate de laminare și să poată fi identificate ferestrele de proces admisibile.
Pentru informații suplimentare, vă rugăm să îl contactați pe Stefan Günther.