En metalpladestemplingssimulering lover forbedret bildeleproduktion

Processen med stempling af metalplader for at skabe dele, der bruges i bilprodukter såsom bildøre, har modtaget en virtuel opgradering i form af en simuleringsmetode udtænkt af forskere fra Kanazawa University. Deres simulering kan bruges til at optimere en metalprægepresse i dens konceptuelle designfase, dermed reducere omkostningerne ved fysisk afprøvning af designs. Denne metode er ikke kun omkostningseffektiv, men også mere omfattende end tidligere simuleringsmetoder.

For at forbedre brændstofforbruget, bilproducenter har i stigende grad søgt at fremstille biler med lettere materialer end traditionelt stål. Højstyrkestål betragtes som et let alternativ, men når plader af højstyrkestål bliver stemplet i form for at fremstille bildele, de er mere tilbøjelige til at bøje, tåre, rynke, eller bliver nogle steder for tynde sammenlignet med dele lavet af traditionelt stål.

På et konkurrencedygtigt bilmarked, det er vigtigere end nogensinde før at udføre simuleringer på forhånd for at optimere værktøjer, før de bygger og testes. Ellers, værktøjerne skal muligvis ændres over en lang og kostbar periode med prøve-og-fejl, indtil de med succes kan fremstille dele af høj kvalitet. Mange komponenter i værktøjet har en effekt på slutproduktet og kunne derfor optimeres via simuleringer; imidlertid, nuværende simuleringer er ikke omfattende og overvejer sjældent formen af ​​stemplingsstencilen (kaldet "blank form"), som metalpladen er stanset igennem for at danne den ønskede form. Derudover meget forskning på dette område fokuserer på stempling af simple stang- eller U-former.

"Vi simulerede stempling af S-former til metalplader. I modsætning til U-former, stempling af S-former kan få metaldelene til at vride sig ud af form, giver os mulighed for at studere måder at reducere vridende springback, ", siger medforfatter Ryoto Ishizuki.

Forskerne fandt frem til en ny måde at reducere vridningen af ​​metalplader ved at optimere formen på emnets form og samtidig minimere rivning og rynkning af metalpladen. De simulerede også, hvor meget kraft der skal bruges til at klemme metalpladen på plads i den såkaldte "blankholder", og hvordan den skal varieres under stansningsprocessen for at opnå de bedste resultater.

"Sekventiel omtrentlig optimering ved hjælp af et netværk med radial basisfunktioner gjorde det muligt for os effektivt at optimere emneformen og den variable emneholderkraftbane, " siger førsteforfatter Satoshi Kitayama.

Reduktion af tilbøjeligheden af ​​højstyrke ståldele til at vride og bøje ud af form efter at have gennemgået stempling er et centralt problem inden for bilfremstillingsindustrien. Resultaterne af denne undersøgelse forventes derfor at øge kvaliteten af ​​udstemplede metaldele væsentligt.