Posebni postopki preoblikovanja

KATEDRA ZA IZDELOVALNE TEHNOLOGIJE IN SISTEME

LaPLaP -- Laboratorij za preoblikovanjeLaboratorij za preoblikovanje

Posebni postopki preoblikovanjaPosebni postopki preoblikovanja

prof. dr. Karl KUZMAN

FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO UNIVERZA V LJUBLJANIUNIVERZA V LJUBLJANI

a. Uporaba laserja v prototipni proizvodnjib. Solidifikacijski postopkic. Postopki z direktnim dovodom energijed. Postopki superplastičnega preoblikovanjae. Inkrementalno preoblikovanje

1) direktno lasersko sintranje orodij1) direktno lasersko sintranje orodij2) lasersko in ra2) lasersko in raččunalniunalnišško podprtako podprta

maloserijska proizvodnjamaloserijska proizvodnja

a.a. Uporaba laserja v prototipniUporaba laserja v prototipniproizvodnji, preoblikovanjeproizvodnji, preoblikovanje

v malih serijahv malih serijah

FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO LaP

1. direktno lasersko sintranje orodij


DIREKTNO LASERSKO SINTRANA AKTIVNADIREKTNO LASERSKO SINTRANA AKTIVNADELA ORODJA ZA GLOBOKI VLEK IN IZDELKIDELA ORODJA ZA GLOBOKI VLEK IN IZDELKI

a. Uporaba laserjaa. Uporaba laserja

EU RASTOOL


LLasersko in raasersko in raččunalniunalnišško podprtako podprtamaloserijska proizvodnjamaloserijska proizvodnja


HITER RAZVOJ TEHNOLOGIJ IN POTREBNIHHITER RAZVOJ TEHNOLOGIJ IN POTREBNIHORODIJORODIJ



RARAČČUNALNIUNALNIŠŠKE PODPORE IN KOMUNIKACIJE PRIKE PODPORE IN KOMUNIKACIJE PRIRAZVOJU ORODIJ ZA GLOBOKI VLEKRAZVOJU ORODIJ ZA GLOBOKI VLEK



OBRATNO INOBRATNO INŽŽENIRSTVO PO KONENIRSTVO PO KONČČANIH POSEGIHANIH POSEGIHV ORODJE ZA GLOBOKI VLEKV ORODJE ZA GLOBOKI VLEK

a) Originalno orodje,b) Digitalizirani model,c) Hibridni model z mehkimprehodom novih površin voriginalni STL model

(a)

(b)

(c)



(a)

(b)

(c)

(a)

(b)

(c)

b. Solidifikacijski postopkib. Solidifikacijski postopki

1) tla1) tlaččno litjeno litje2) kovanje v testastem stanju2) kovanje v testastem stanju3) sintranje3) sintranje


PRIMER KONSTRUKCIJE IZDELKA ZA TLAPRIMER KONSTRUKCIJE IZDELKA ZA TLAČČNO LITJENO LITJE


b. Solidifacijski postopkib. Solidifacijski postopki

KONSTRUKCIJA ORODJA ZA TLAKONSTRUKCIJA ORODJA ZA TLAČČNO LITJENO LITJE



MAGNEZIJMAGNEZIJ –– STRATESTRATEŠŠKI MATERIAL PRIHODNOSTIKI MATERIAL PRIHODNOSTIOdločilne prednosti pred ostalimi materiali:• Nizka gostota (1750 - 1850 kg/m3)

• Zaradi manjše mase samega vozila je višja nosilna kapaciteta (“payload”)

• Ob manjši masi vozil se zmanjša poraba goriv, posledično se zmanjša tudikoličina nastalih toplogrednih plinov

• Dobre specifične trdnosti

• Prihranek na masi okvirja zadnjega sedeža je lahko ob primernemkonstruiranju tudi do 18 kg, z zamenjavo določenih komponent na osebnemvozilu pa lahko reduciramo maso do 180 kg

• Dobro dušenje vibracij• Uporaba na mestih, kjer se zahteva dobro dušenje vibracij in zvoka

• Nižji predelovalni stroški• Posebej nizki stroški litja magnezija za manj kot 200.000 kosov letno, vprimerjavi z železovimi litinami

• Zaradi izjemne livnosti magnezijevih litin lahko reduciramo posameznokomponento iz 30 (jeklo) sestavnih kosov na samo 6 sestavnih kosov.Enako velja za potrebno število orodij in delovnih operacij



EU 6 OP MagForge

• Obdelovalnost• Magnezijeve litine se oblikuje z izjemno visokimi hitrostmi rezanja

• Neomejene količine v naravnih zalogah• Nahaja se v morju (3kg Mg na 1000 m3 morske vode)

Slabosti v primerjavi z ostalimi material• Vnetljivost

• Ob nepravilnih postopkih predelave (rezanje) se kot stranski produktkorozije izloča vodik (H2)

• Slaba korozijska odpornost• Nizek elektro potencial

• Potreba po drugačnem načinu konstruiranja oz. sestavljanja raznihkomponent

• Cena (leta 2006) (november 2008)• Mg ~ 3000 USD/tono ~ 2600 USD/tono

• Al ~ 2250 USD/tono ~ 1750 USD/tono



MAGNEZIJMAGNEZIJ –– STRATESTRATEŠŠKI MATERIAL PRIHODNOSTIKI MATERIAL PRIHODNOSTI

Kovanje:Prednosti kovanih izdelkov:

• Homogena struktura

• Fino-zrnata struktura

• Visoke trdnostne lastnostiizdelkov

• Visoka žilavost izdelkov

•Gladka utrjena površina

PRIMERI IZDELKOV IZ MAGNEZIJAPRIMERI IZDELKOV IZ MAGNEZIJA

Krmilni sistem

Nosilec motorja

Pokrov glave motorja

Volanski obročTehnologija litja Mg-litin:Težave litih izdelkov:

• Nepravilnosti v strukturi

• Velika kristalna zrna

• Krhka struktura

• Nizka trdnost izdelka

• Nizka žilavost izdelka

•Groba površina izdelka(potrebna dodatna obdelava)

Sprememba tehnologije

?



““TRIXOMOULDINGTRIXOMOULDING”” OHIOHIŠŠJA VENTILOV IZ MGJA VENTILOV IZ MGb. Solidifacijski postopkib. Solidifacijski postopki


NATANNATANČČNONO ““TRIXOTRIXO”” LITA PRIROBNICA IZ MGLITA PRIROBNICA IZ MGb. Solidifacijski postopkib. Solidifacijski postopki


KOVANJE VKOVANJE VTESTASTEMTESTASTEM

STANJUSTANJU



PRINCIPPRINCIPTEHNOLOGIJETEHNOLOGIJE

SINTRANJASINTRANJAKOVINSKIHKOVINSKIH

PRAHOVPRAHOV



DOSEGLJIVE NATANDOSEGLJIVE NATANČČNOSTI PRI SINTRANJUNOSTI PRI SINTRANJUKOVINSKIH PRAHOVKOVINSKIH PRAHOV

Vrednost za normalno deloOperacija ozke srednje široke

kalibriranje radialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 6

13

IT 9

52

kovanje aksialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 8

33

IT 11

130

radialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 9

52

IT 12

210sintranje

aksialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 10

84

IT 14

520

radialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 9

52

IT 14

520cementiranjein kaljenje

aksialnestandard IT

mikroni (18-30mm)

IT 11

130

IT 14

520



PRIMERI SINTRANIH KOVINSKIH IZDELKOVPRIMERI SINTRANIH KOVINSKIH IZDELKOVb. Solidifacijski postopkib. Solidifacijski postopki


Del sklopa za nastavitev volanaCITROEN C4



Del variabilne oljne črpalke za motorBMW – 3,5,7



1) elektromagnetno preoblikovanje1) elektromagnetno preoblikovanje2) preoblikovanje z vodnim curkom2) preoblikovanje z vodnim curkom3) eksplozijsko preoblikovanje3) eksplozijsko preoblikovanje

c. Postopki z direktnim dovodom energijec. Postopki z direktnim dovodom energije


1. Elektromagnetno preoblikovanje -posebnost procesa in možne aplikacije

Miha ZibelnikMentor: prof.dr. Karl Kuzman, univ.dipl.inž.

LL


OPIS EM PREOBLIKOVANJAOPIS EM PREOBLIKOVANJA

V najpreprostejši obliki je sistem sestavljen iz kondenzatorja,preoblikovalne tuljave in električno prevodnegapreoblikovanca

c. Direktni dovod energijec. Direktni dovod energije


Zapora stikal → električni tok skozi vodila → magnetnopolje okoli tuljave → vrtinčni tokovi na obdelovancu →Lorenzova sila → deformacija

OPIS EM PREOBLIKOVANJAOPIS EM PREOBLIKOVANJAc. Direktni dovod energijec. Direktni dovod energije


METODE PREOBLIKOVANJAMETODE PREOBLIKOVANJA

a) Elektromagnetno stiskanje

b) Elektromagnetno raztezanje

c) Elektromagnetno preoblikovanjepločevine

Tri najbolj pogoste uporabeelektromagnetnega preoblikovanja



KOMBINACIJA EM IN KONVENCIONALNEGAKOMBINACIJA EM IN KONVENCIONALNEGAPREOBLIKOVANJAPREOBLIKOVANJA



• Osno obremenjeni spoji• Spoji, obremenjeni z

momentom• EM kladiva in naprave

za kovičenje (EMR)

UPORABAUPORABA

Vir:AMS Handbook



UPORABAUPORABA

Vir:IUL, Dortmund



OPREMA - KONDENZATORJIc. Direktni dovod energijec. Direktni dovod energije

OPREMAOPREMA -- TULJAVETULJAVE

Tuljave za stiskanje Tuljave za raztezanje

Ravne tuljaveVir:IUL, Dortmund





Eksplozijsko preoblikovanje


EKSPLOZIJSKO PREOBLIKOVANJEEKSPLOZIJSKO PREOBLIKOVANJE





EKSPLOZIJSKO PREOBLIKOVANJEEKSPLOZIJSKO PREOBLIKOVANJE

EKSPLOZIJSKO PREOBLIKOVANJE

Izdelava ohišjadiferenciala za pogonzadnjih kolesna kamionu

Medij: pesek

Opomba: ena redkihaplikacij, ki je bila daljačasa uspešno uporabljana

Ref: NDR 1970 - 80

d.Postopki superplastičnegapreoblikovanja




e. Inkrementalno preoblikovanjee. Inkrementalno preoblikovanje1. Preoblikovanje z vodnim curkom1. Preoblikovanje z vodnim curkom


PREOBLIKOVANJE Z VODNIM CURKOM:PREOBLIKOVANJE Z VODNIM CURKOM:NAPRAVANAPRAVA –– HEFAISTOS IN IZDELEKHEFAISTOS IN IZDELEK


LAT-Ulj FS


e. Inkrementalno preoblikovanjee. Inkrementalno preoblikovanje2. Preoblikovanje s togim orodjem2. Preoblikovanje s togim orodjem


INKREMENTALNOINKREMENTALNOPREOBLIKOVANJEPREOBLIKOVANJE


ENOTOENOTOČČKOVNO INKREMENTALNOKOVNO INKREMENTALNOPREOBLIKOVANJEPREOBLIKOVANJE


PRIMER PRENOSA R&R DOSEPRIMER PRENOSA R&R DOSEŽŽKOVKOVV INDUSTRIJO IN Z NJO NA TRG:V INDUSTRIJO IN Z NJO NA TRG:

inkrementano preoblikovanje fasadnih panelovinkrementano preoblikovanje fasadnih panelovpopo žželji kupcaelji kupca

FAKULTETA ZA STROJNIFAKULTETA ZA STROJNIŠŠTVOTVO

ArtMe v Veliki Britaniji

The Jodrell Bank Centre for Astrophysics, home to the famous Lovell Telescope, is the UK’s national radio astronomyfacility. The Centre is a World leader in radio-astronomy-related, research and technology development, as well ascarrying out research across the electromagnetic spectrum, and other theoretical topics. As part of an excitingrefurbishment, Trimo’s award-winning, ArtMe, is being used on the facility. Ref.:spring 2011http://www.jb.man.ac.uk/visitorcentre


Documents

Posebni postopki preoblikovanja