Numeryczne modelowanie procesu tłoczenia - Blog

Numeryczne modelowanie procesu tłoczenia – dlaczego warto?

Tłoczenie to złożony proces technologiczny, który wymaga uwzględnienia wielu parametrów. Projektując wyroby tłoczone oraz narzędzia do ich produkcji, trzeba uwzględnić m.in. właściwości oraz kształt wytłoczki, a także mechanikę procesu tłoczenia i jego wpływ na właściwości zastosowanego materiału. Tłoczenie oddziałuje znaczną siłą na formatkę, w związku z tym w trakcie materiał ulega przeróbce plastycznej w pewnym zakresie, co powoduje zmianę jego właściwości. Zakres zmian oraz wpływ na nie innych parametrów tłoczenia można analizować na cyfrowym modelu wytłoczki.

Prawidłowo zaprojektowany proces oraz odpowiednio dobrana formatka umożliwiają utrzymanie optymalnych parametrów jakościowych, które zapewnią odpowiednią plastyczność w trakcie kolejnych etapów tłoczenia oraz wytrzymałość wyrobu zgodną z pierwotnymi założeniami. W wielu przypadkach doświadczeni technolodzy są w stanie dobrać parametry i formatki oraz dopracować proces tłoczenia w trakcie realizacji próbnych serii produkcyjnych. Koszt i czas, które wiążą się z takim podejściem, można ograniczyć, stosując modelowanie cyfrowe. Nasza firma korzysta w tym celu z jednej z najlepszych dostępnych platform cyfrowych do modelowania i projektowania procesu tłoczenia, formatek i narzędzi do jego realizacji. Dzięki temu możemy zaoferować pełną obsługę już na etapie projektowania wyrobu i planowania procesu produkcyjnego. Numeryczny model wyrobu jest też stosowany w procesie kontroli jakości, który realizujemy również w naszym zakładzie w Milanówku.

Porównanie parametrów modelu cyfrowego i gotowej wytłoczki

Z naszych doświadczeń wynika, że model cyfrowy wytłoczki przygotowany przez nasze biuro projektowe charakteryzuje się wysoką zgodnością z gotowym wyrobem, który został wyprodukowany w warunkach symulowanych podczas modelowania. Potwierdza to, że można przeanalizować rozkład sił działających na formatkę oraz ich wpływ na plastyczność materiału na modelu cyfrowym.

Taka analiza pozwala zlokalizować wszystkie miejsca, w których odkształcenia materiału wskazują na problem z jakością wyrobu. W ten sposób jeszcze przed próbną serią produkcyjną weryfikuje się naprężenia na powierzchni, w której dochodzi do kontaktu formatki z narzędziem oraz zmianę grubości materiału, w tym nadmierne jego pocienienie lub pogrubienie powodujące ograniczenie wytrzymałości albo wzrost naprężeń w obrębie pewnych elementów tłoczonego wyrobu. W ten sposób można szybko zweryfikować zgodność wymiarową wyrobu z projektem.

Produkcja na podstawie dopracowanego modelu

Z powyższego jasno wynika, że analiza naprężeń i odkształceń na modelu wytłoczki pozwala określić parametry jakościowe gotowego wyrobu. W razie zaobserwowania defektów wyrobu można modyfikować parametry procesu i analizować zmiany w trakcie kolejnych cyfrowych symulacji. To szybka i tania metoda, która pozwala przygotować praktycznie optymalny model formatki i narzędzi oraz dobrać odpowiednie parametry takie jak siła nacisku i tempo realizacji na kolejnych etapach procesu tłoczenia.

Gdyby nie model cyfrowy, podobne próby trzeba by było wykonać w próbnym procesie produkcyjnym, co zajmuje więcej czasu i pochłania znacznie więcej środków. Na szczęście współczesne narzędzia cyfrowe do projektowania wyrobów umożliwiają analizę procesu produkcyjnego pod każdym kątem. W trakcie prac projektowych można więc sprawdzić, jak na gotowy wyrób wpływa rodzaj materiału, z którego wykonana jest formatka oraz jej kształt. Cyfrowy model ułatwia też zaprojektowanie tłoczników i dobór parametrów tłoczenia.

Mając na uwadze powyższe, można powiedzieć, że cyfrowe modelowanie procesu produkcyjnego oraz projektowanie wyrobów, formatek i narzędzi to optymalne rozwiązanie, które znacznie ogranicza koszty związane z przygotowaniem produkcji oraz eliminuje ryzyko pojawienia się defektów, które eliminowałyby wyrób gotowy. Cyfrowe wspomaganie projektowania pozwala uwzględnić wszystkie parametry procesu. Umożliwia też kompleksową analizę cyfrowego gotowego wyrobu. Dzięki temu zyskuje się wiedzę na temat wszystkich elementów krytycznych, co pozwala wyeliminować nawet te nieprawidłowości, które trudno byłoby zweryfikować podczas okresowych czynności realizowanych zgodnie z przyjętym planem kontroli jakości. Jak wynika z doświadczeń naszego biura projektowego, które nadzoruje procesy produkcyjne i kontrolne realizowane w naszym zakładzie, cyfrowe modelowanie procesu tłoczenia to najszybszy i najskuteczniejszy sposób na opracowanie jakościowego i ekonomicznego procesu wytwarzania tą metodą.