Problem stranke
Š
tevilo vlekov pri procesu preoblikovanju pločevine je ena od ključnih lastnosti procesa. Seveda je želja, da bi se vsi izdelki izdelali s samo eno fazo, kar seveda ni izvedljivo. Vsaka dodatna faza pomeni ogromno dodatnih stroškov (dodatna orodja, večje potrebe po stiskalnicah, več ciklov, več potrebe po kadru ipd.). Za dani primer (slika na desni strani) je naročnik predvideval samo eno fazo, vendar so se porajali dvomi pojava klasičnih napak pri globokem vleku.
Problematika zaradi globokega vleka:
- preverjanje izvedljivosti tehnološkega procesa na kriterije gubanja, tanjšanja in trganja platine
- določitev procesnega okna ustreznih tehnoloških parametrov
Rešitev
S poglobljeno analizo problema smo na koncu prišli do naslednje rešitve
- določitev osnovnih (gostota, modul elastičnosti, Poissonovo število) in nelinearnih materialnih podatkov (logaritemska krivulja plastičnosti in krivulja mejnih deformacij – sliki 1 in 2); krivulja plastičnosti nam poda plastično obnašanje platine, s krivuljo mejnih deformacij pa lahko napovemo kritična področja, kjer lahko pride do težav (trganja)
- izdelava matematičnega modela procesa in mreženje za obravnavani primer je bilo treba najprej zmodelirati ustrezen numerični model matrice, pestiča in pridrževala za vsak vlek posebej, pri tem pa je treba posebno pozornost nameniti mreži končnih elementov, da pri procesu ne pride do popačenj, ki kvarijo rezultate analiz
- izračun sile pridrževanja in preoblikovanja (sliki 3 in 4)
- prikaz deformacij v posameznih smereh na visoko obremenjenih področjih in preverjanje kriterija mejnih deformacij; slednji rezultat združuje deformacije v posameznih smereh (ε1, ε2) po kriteriju mejnih deformacij in prikazuje odstotek meje FLD (slika 5)
- analiza tanjšanja pločevine (slika 6), ki nam prikaže področja, kjer se pločevina tanjša
Iz vseh rezultatov sledi, da se izdelek da brez težav izdelati ter da pri procesu ne prihaja do trganja, gubanja ali prekomernega tanjšanja pločevine. Zaradi kritičnosti primera je rezultate potrdil tudi naš partner z namenskim komercialnim programskim orodjem za analizo globokega vleka pločevine.
Koristi
- odprava tveganja
- manj preizkusov orodja - skrajšanje časa prihoda izdelka na trg, nižji stroški
- preverjanje tehnologičnosti izdelave izdelka pred izdelavo orodja in vnaprejšnja odprava napak, ki bi v fazi izdelave orodja ali zagona proizvodnje sicer pomenile ogromno izgubo časa in s tem povezano povzročile nepotrebne visoke stroške
- uporaba pravilnih materialnih podatkov za nadaljnje trdnostne analize z upoštevanjem utrjevanja, stanjšanja in zaostalih napetosti – to je zelo pomemben vidik, ki se avtomobilski industriji uporablja že dolga leta, saj omogoča res minimalno izrabo materiala za zagotavljanje osnovne funkcionalnosti
Slika 1: Primer logaritemske krivulje plastičnosti za pločevino
Slika 2: Primer krivulje mejnih deformacij za pločevino (FLD)
Slika 3: Sila pridrževanja pri drugem vleku
Slika 4: Sila preoblikovanja pri drugem vleku
Slika 5: Rezultat kriterija mejnih deformacij
Slika 6: Rezultat stanjšanja pločevine
