Иновация използва ултразвук за оптимизиране на процесите при дълбоко изтегляне на детайли

01.04.2025   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Изследователи от Института Фраунхофер за металообработващи машини и технологии за формоване (Fraunhofer-IWU) разработиха технология, която намалява скрапа и оптимизира процесите при дълбоко изтегляне на детайли от листов материал.

"С новия процес Vibrodraw дълбокото изтегляне на компоненти вече е по-икономично и спестява ресурси. С него не само се избягва скрап, дължащ се на пукнатини, но също така се съкращава времето за производство", информират от Fraunhofer-IWU.

Предизвикателства при технологията на дълбоко изтегляне

В редица приложения – в домакински уреди, в строителството, в тръбопроводи и хидравлични линии, се използват малки цилиндрични детайли от листов материал, произведени чрез дълбоко изтегляне.

Това е широко използван процес на формоване, но при него се напряга значително материалът. Последствията са прекомерно изтъняване на детайла и увреждане на повърхнината, което може да доведе и до повърхностни повреди и дори пукнатини в най-натоварената зона.

Известно е, че ултразвукът може да намали триенето при дълбоко изтегляне и по този начин да защити както инструментите, така и материалите. Освен това производителите на тръби и фитинги биха искали да се възползват от възможността за спестяване на енергия в резултат на по-ниските сили на триене. Но досега ефективното използване на ултразвук е прилагано единствено при лабораторни установки.

Разработката Vibrodraw

Екипът от Fraunhofer-IWU успява да се справи с предизвикателството и да овладее типичните внезапни натоварвания в индустриалните процеси на формоване. Vibrodraw позволява ефективно да се използват ултразвуковите вибрации в индустриално приложими процеси на дълбоко изтегляне със скорост на цикъла до 500 хода в минута, подчертават участниците.

За възбуждане на вибрации могат да се използват активните части на инструмента като поансон и матрица, както и държачът на заготовката, който фиксира листа в желаната позиция по време на формоване. Между тези опции изследователите избират матрицата, тъй като тя поема най-голям дял от относителното движение по време на формоването.

"Матрицата е мястото, където може да се получи най-голям ефект. Вече постигнахме намаление на триенето с 20%, но сме убедени, че съществува допълнителен потенциал", обясняват от Fraunhofer-IWU.

Съкращаване на етапите на формоване

С намалено триене може да се постигне значително по-дълбоко изтегляне на един етап, без да се повреди материалът. Например, две конвенционални стъпки на формоване са достатъчни вместо три.

По-малкото триене също означава по-малко нагряване на металния лист, което позволява по-високи скорости на хода. Освен това се удължава експлоатационният живот на инструментите и се намалява значително отделянето на топлина по време на формоването.

Бъдещи стъпки

Fraunhofer IWU продължава напред с дейността си. Вече е подадена заявка за патентоване на процеса VibroDraw. Текущият фокус е върху ултразвуково дълбоко изтегляне на корпуси на клетки, използвани в системи с високоволтови батерии за електромобили, съобщават още от института.

Ключови думи: Fraunhofer-IWU   Vibrodraw   дълбоко изтегляне   формоване   металообработка  

Област: Машиностроене