Alakításelemzés: Autóipari fémlemez alkatrészek

Az alakításelemzés olyan folyamat, amely a fémlemez alkatrészek alakítási állapotainak és felületi feszültségszintjeinek értékelésére szolgál présformázás után. Alakítás előtt a megmunkálatlan fémlemez nyersanyagokat elektrokémiai maratással vagy lézeres jelöléssel, szabályos körráccsal vagy pontmintával jelölik meg. Az alakítási folyamat során a körök vagy pontok a nyersanyag felületével együtt deformálódnak, és így formájuk ellipszissé változik. Az alakítási folyamat után az ellipszisek átmérőjét manuálisan vagy automatikusan megmérik, hogy meghatározzák a minimális (kis nyúlás) és a maximális (nagy nyúlás) nyúlási viselkedést. A nagyobb és kisebb nyúlás orientációja leírja a helyi felület alakváltozási állapotát.

A felületi nyúlási értékeket a mérés után összehasonlítják az alakítási határgörbével (FLC - lásd a görbéket az alábbi diagramokon) az alakítási határdiagramban (Forming Limit Diagram, FLD). Az FLC egy olyan anyagparaméter-adatkészlet, amely egy lemezanyag maximális alakíthatóságát írja le az alakítási állapothoz viszonyítva.

Az FLC feletti nyúlási adatértékek a fémlemez meghibásodásának kockázatával járó túlalakítást jelzik. Ha az összes adatpont az FLC alatt van, egy bizonyos biztonsági tartalékot figyelembe véve a formázási folyamat általában nem eredményez szétrepedt alkatrészeket.

A lemezalakítás-elemzést leginkább az autóiparban használják a lemezalkatrészek fejlesztési folyamata során, a szerszámok kipróbálására és a gyártási hibák elhárítására.
A lemezalkatrészek fejlesztési folyamata során a fent ismertetett alakításelemzést a numerikus alakítási szimulációk hitelesítésére, valamint a fémlemez alapanyag túlalakításának és présszerszámon belüli nemkívánatos áramlásának meghatározására használják. Kiegészítőleg a ráncosodás és a repedés tendenciája is meghatározható és értékelhető.

A szerszámpróbák során az alakítószerszámok formáját iteratív módon optimalizálják a megfelelő alkatrészforma kialakítása érdekében. Az alakításelemzés annak ellenőrzésére szolgál, hogy az alakítási folyamat a kiválasztott anyag alakíthatósági határain belül marad.

Ha a sorozatgyártás során szétrepedt alkatrészek keletkeznek, az alakításelemzés a mögöttes gyártási problémák megértését és megoldását szolgálja. A gyártás előtt a szétrepedt alkatrész és a mesterdarab mért értékének összehasonlítása megmutatja a szerszámkopást és az anyagproblémákat.

Az ARGUS alakításelemző rendszer támogatja a lemezalakítási folyamat optimalizálását. Az automatikus optikai alakításelemzéshez a fémlemez nyersanyagokat szabályos pontmintával jelölik meg, a pontok közötti 1 mm, 2 mm vagy 3 mm távolsággal, az alkatrész alakjától és radiánjaitól függően. Az alakítás után a fémlemez alkatrészt a kézi ARGUS kamerával különböző látószögekből felveszik. Minden felvett képen az összes pont 2D koordinátáit matematikailag származtatják, és fotogrammetriai elvek alapján 3D koordinátákká számítják át.