Analýza tvárnenia: Automobilové plechové diely

Analýza tvárnenia je proces vyhodnocovania stavov tvárnenia a úrovní povrchových deformácií plechových komponentov po lisovaní. Pred tvárnením sa surové plechové polotovary označia pomocou elektrochemického leptania alebo laserového značenia, buď pravidelnou kruhovou mriežkou alebo bodovým vzorom. Počas procesu tvárnenia sa kruhy alebo body deformujú spolu s povrchom polotovaru, a tak menia svoj tvar na elipsy. Po procese tvárnenia sa priemery elíps merajú manuálne alebo automaticky, aby sa určili hlavné a vedľajšie deformácie. Orientácia hlavnej a vedľajšej deformácie opisuje stav tvárnenia lokálneho povrchu.

Hodnoty povrchových deformácií sa po meraní porovnávajú s krivkou medzných deformácií (FLC – pozri krivky v nižšie uvedených diagramoch) v diagrame medzných deformácií (FLD). FLC je súbor materiálových parametrov, ktorý opisuje maximálnu tvárnosť vo vzťahu k stavu tvárnenia plechového materiálu.

Hodnoty dát deformácií nad FLC indikujú pretvárnenie s rizikom porušenia plechu. Ak všetky dátové body, pri určitej bezpečnostnej rezerve, ležia pod FLC, pri procese tvárnenia zvyčajne nedôjde k prasknutiu dielov.

Analýza tvárnenia plechu sa najčastejšie používa v automobilovom priemysle počas vývoja plechových dielov, pri skúšaní nástrojov a pri riešení problémov vo výrobe.
Počas vývojového procesu plechových dielov sa vyššie vysvetlená analýza tvárnenia používa na overenie numerických simulačných modelov tvárnenia a na zistenie pretvárnenia a nežiadúceho tečenia plechového polotovaru v lisovacom nástroji. Dodatočne možno zistiť a vyhodnotiť vrásnenie a tendenciu k vzniku trhlín.

Počas skúšania nástrojov sa tvárniace nástroje iteratívne optimalizujú, aby vznikol správny tvar súčasti. Analýza tvárnenia sa používa na overenie, že proces tvárnenia zostáva v medziach tvárniteľnosti zvoleného materiálu.

Ak sa počas sériovej výroby vyrobia prasknuté diely, analýza tvárnenia slúži na pochopenie a vyriešenie základných výrobných problémov. Porovnanie merania prasknutého dielu a hlavného dielu pred výrobou ukazuje opotrebenie nástrojov a materiálové problémy.

Systém na analýzu tvárnenia ARGUS podporuje optimalizáciu procesu tvárnenia plechu. Na automatickú optickú analýzu tvárnenia sa plechové polotovary označia pravidelným bodovým vzorom s rozostupom bodov 1 mm, 2 mm alebo 3 mm v závislosti od tvaru a zakrivenia dielu. Po vytvárnení sa plechová súčasť zaznamená ručnou kamerou ARGUS z rôznych pozorovacích uhlov. Zo všetkých získaných snímok sa matematicky odvodia 2D súradnice všetkých bodov a pomocou princípov fotogrametrie sa prepočítajú na 3D súradnice.