TŁOCZENIE BLACH


 

PAM STAMP 

PAM STAMP jest nowoczesnym i unikalnym narzędziem zapewniającym wparcie dla całego łańcucha projektowania procesu tłoczenia. Od wstępnej oceny wykonalności części, przez projektowanie narzędzi, aż do pełnej symulacji weryfikacyjnej. Pozwala to znaleźć ewentualne defekty i wyeliminować je przed właściwym uruchomieniem procesu. Niewątpliwymi zaletami systemu są:

• Znaczne skrócenie czasu niezbędnego do zaprojektowania i uruchomienia procesu tłoczenia,

• Redukcja kosztów całego procesu dzięki ograniczeniu bądź całkowitemu wyeliminowaniu konieczności fizycznego prototypowania i poprawek na narzędziach,

• Możliwośći optymalizacji zaprojektowanego procesu celem wyeliminowania ryzyka pęknięcia, pofałdować czy też zbyt dużego sprężynowania.

• Prosta, przejrzysta i logiczna praca gwarantująca szybkie wdrożenie systemu do codziennych działań.

 

 

1. Określenie wykonalności elementu, kształtu wykrojki oraz szacowanie kosztów produkcji

 

 

Moduł Visual Quoting pozwala w szybki i intuicyjny sposób dokonać wstępnej oceny detalu jedynie na podstawie jego geometrii 3D. Symulację opartą o tzw. one step solver wykonujemy w zaledwie kilka minut. Jej wynikami są przede wszystkim kształt wykrojki wymagany do utworzenia detalu oraz kontury najważniejszych wyników (pocienienia, naprężenia, FLD)  Zalety rozwiązania to między innymi:

  • Bardzo szybkie określenie wymaganego kształtu wykrojki wraz z możliwościami jej edycji (wygładzanie, odsunięcie, zmiany kształtu),
  • Możliwość analizy wykonalności elementu bardzo wczesnej fazie projektowej, w której zwykle nie dysponujemy jeszcze geometrią narzędzi,
  • Szacowanie oraz minimalizacja kosztów produkcji poprzez nesting uzyskanej wykrojki.

 

 

2.Projektowanie narzędzi

 

Moduł Visual-Diemaker pozwala na zautomatyzowane, szybkie i elastyczne projektowanie matryc. Dzięki dostępności innowacyjnego rozwiązania Diestarter, pierwszy pełny projekt matrycy wraz z profilami naddatków, dociskaczem oraz progami ciągowymi może być automatycznie wygenerowany zaledwie w ciągu paru minut, jedynie na podstawie geometrii 3D detalu. Intuicyjne możliwość edycji i projektowania pozwalają następnie dostosować otrzymaną matryce do swoich potrzeb lub też jeśli istnieje taka konieczność zaprojektować ją samodzielnie od postaw.

 

 

Wybrane funkcjonalności rozwiązania:

  • Szybka i bezproblemowa podmiana części modelu przyśpieszająca pracę podczas wielokrotnych optymalizacji geometrii na podstawie wyników symulacji,
  • Funkcje usprawniające prace jak np. możliwość definiowania własnych profili naddatków, projektowanie dociskaczy czy określenia wymaganych sił progów ciągowych,
  • Połączenie ze środowiskiem PAM-STAMP, pozwalające na szybkie przeprowadzenie symulacji dla utworzonej geometrii,
  • Wsparcie podczas projektowania narzędzi przeznaczonych do kształtowania wytłoczek z kołnierzami.

 

Diemaker jest dostępny również pod postacią wtyczki PAM-DIEMAKER dla systemu CATIA v5. Dzięki integracji obu rozwiązań natywne możliwości CATIA połączono z potężnymi, dedykowanymi ku tłoczeniu funkcjonalnościami Diemaker, gwarantując tym samym szybką i intuicyjną pracę oraz wysoką jakość powierzchni. Dzięki temu projektowanie narzędzi i ich dalsza edycja (optymalizacja) przy wykorzystaniu wyników z symulacji tłoczenia przeprowadzonych w PAM-STAMP, przebiega w sposób bezproblemowy.

 

 

3.Weryfikacja zaprojektowanego procesu tłoczenia

 

 

Po zaimportowaniu do środowiska PAM-STAMP geometrii aktywnych narzędzi biorących udział w procesie oraz wszystkich parametrów procesowych (np. siła dociskacza, prędkość tłoczenia, materiał oraz wsp. tarcia), jesteśmy w stanie dokładnie przewidzieć co dzieje się z materiałem podczas każdej fazy tłoczenia. Pozwala to na wykrycie wszystkich ewentualnych defektów (pęknięcia, pofałdowania, nadmierne sprężynowanie itp.) i ich korektę bez konieczności produkowania fizycznych prototypów. Takie podejście zapewnia bezproblemowe uruchomienie produkcji oraz znacznie ogranicza bądź eliminuję koszty fizycznego prototypowania.

Solver zaimplementowany w PAM STAMP pozwala na znalezienie równowagi między szybkością obliczeń a jakością wyników. Intuicyjna obsługa systemu, szeroka otwarta baza materiałowa oraz szybka wizualizacja wyników gwarantują poprawne, wirtualne odzwierciedlenie rzeczywistego procesu.

Wybrane funkcje PAM-STAMP:

  • Możliwość dowolnego zdefiniowania kinematyki narzędzi oraz dokładnego oddania parametrów procesu poprzez definicję np. wsp. tarcia, czy prędkości narzędzi,
  • Aktualna, zatwierdzona baza materiałowa z możliwością definiowania nowych materiałów,
  • Przejrzysta wizualizacja wyników dostępna w każdej fazie tłoczenia (także równolegle podczas obliczeń), w jasny sposób dająca informacje o warunkach panujących w materiale podczas kształtowania – naprężenia, pocienienia, FLD, itp.
  • Moduły optymalizacyjne przyspieszające prace poprzez np. automatyczną optymalizacje kształtu wykrojki czy kompensacje sprężynowania.
  • Intuicyjny i przyjazny użytkownikowi interfejs,
  • Speed up solver oferujący możliwość przeprowadzania 3-5 razy szybszych obliczeń bez wpływu na jakość wyników.

 

4.Optymalizacja procesu na podstawie wyników symulacji weryfikacyjnej

 

Kolejnym krokiem po przeprowadzeniu symulacji weryfikacyjnej jest optymalizacja zaprojektowanego procesu celem np. zwiększenia uzysku bądź wyeliminowania wykrytych defektów. Poza manualnymi zmianami w geometrii części możliwe jest także skorzystanie z dostępnych w systemie modułów optymalizacyjnych, automatycznie modyfikujących powierzchnię narzędzi celem zredukowania sprężynowania lub optymalizujących kształt wykrojki czy też położenie linii cięcia. Jeśli po dokonaniu optymalizacji i dostosowania procesu oraz ponownej weryfikacji symulacyjnej otrzymamy zadowalające wyniki możemy przystąpić do uruchomienia procesu.

Takie podejście (symulacja – optymalizacja – symulacja) gwarantuje wykonanie fizycznych narzędzi poprawnie za pierwszym razem, bez konieczności tworzenia kosztownych prototypów.

 

Dodatkowe informacje nt. modułów optymalizacyjnych

 

  • Optymalizacja linii cięcia – po zaprojektowaniu narzędzi i wykonaniu pierwszej symulacji można zadać programowi aby dopasował położenie i kształt np. otworu czy linii cięcia tak aby po procesie tłoczenia znalazł się on w odpowiednim miejscu.

 

 

  • Optymalizacja kształtu wykrojki – system tak dopasuje kształt rozkroju aby proces tłoczenia charakteryzował się bezproblemowym przebiegiem oraz jak największym uzyskiem materiałowym.

 

  • Kompensacja odskoku sprężystego oraz aktualizacja modelu CAD narzędzi

Odkształcenia półwyrobu w każdym etapie tłoczenia, powodują wewnętrzne naprężenia, które z kolei są przyczyną niepożądanego sprężynowania elementów wytłoczki. Dzięki zaawansowanym modelom PAM STAMP potrafi nie tylko z wysoką dokładnością wyznaczyć wielkość powrotu sprężystego ale również zawiera moduł dedykowany do redukowania tego zjawiska poprzez automatyczną modyfikację powierzchni narzędzi.

Po zadaniu wymaganej tolerancji program będzie sterował geometrią narzędzi aż do uzyskania satysfakcjonujących wyników bądź określonej liczby iteracji optymalizacyjnych. Na przykładzie poniżej elementy zielone oznaczają mieszczącą się w tolerancji wartość sprężynowania.

 

 

Po osiągnięciu końcowego kształtu matrycy i stempla, należy zaktualizować ich modele CAD poprzez moduł Visual CAD Reconstruction. Automatyczna kompensacja sprężynowania jest szeroko używanym i cenionym narzędziem, pozwalającym uniknąć kosztownych opóźnień w zamówieniach.

 

Niekonwencjonalne obszary zastosowania

 

System PAM STAMP używany jest z powodzeniem w praktycznie każdej branży gdzie formuje się blachę. Przykładowe zastosowania:

 

  • Tłoczenie na gorąco,
  • Formowanie przez rozciąganie,
  • Formowanie nadplastyczne
  • Tłoczenie z poduszką gumową
  • Kształtowanie rur,
  • Zaginanie
  • Hydroforming
  • Tłoczenie wielotaktowe

 

 

Ogranicz koszty i czas produkcji,  pozostań konkurencyjny

 

Wielokrotne poprawki dla jednej części tłoczonej na gorąco mogą kosztować około 4000 Euro, natomiast modyfikacje istniejących narzędzi dla jednej złożonej części mogą wynieść aż 18500 Euro. W przypadku postoju związanego z niewykonaniem prac na czas, szacowane dzienne straty wyniosą aż 4500 Euro. Wykorzystując PAM-STAMP można przeprowadzić odpowiednie symulacje już na poziomie projektowania i znacząco zmniejszyć powyższe koszty oraz zaoszczędzić wiele czasu. Dla przykładu, stworzenie wirtualnych prototypów oraz przeprowadzenie symulacji tłoczenia na gorąco trwającej ok 2h może całkowicie wyeliminować konieczność wprowadzania poprawek na gotowych już narzędziach.

Referencje:

  1. PSA PEUGEOT CITROËN wykorzystuje PAM-STAMP do poprawnego symulowania operacji zaginania na linii montażu pojazdów.
  2. Shenyang Aircraft obniża wagę części konstrukcji myśliwców o 10-30% wykorzystując PAM-STAMP
  3. Harbin Aircraft Industry Group Co. Ltd pomyślnie implementuje symulacje formowania z podkładką gumową wykorzystując PAM-STAMP
  4. Kirchhoff Automotive korzysta z PAM-STAMP
  5. Plast-Met Automotive Systems korzysta z PAM STAMP.