Krivka medznej tvárniteľnosti (FLC)

Krivka medznej tvárniteľnosti (FLC) opisuje maximálnu tvárniteľnosť plechových materiálov, ako je hliník alebo oceľ. FLC sa používa najmä v automobilovom priemysle ako materiálový parameter pre aplikácie tvárnenia plechov. Slúži ako dôležitý vstupný parameter pre numerické simulácie tvárnenia vykonávané napríklad s AutoForm, PAM-STAMP alebo LS-DYNA.

Nakajima skúška je najbežnejšou metódou na určenie medzných kriviek tvárniteľnosti. Počas série testov Nakajima sa v hydraulickom lise alebo v stroji na tvárnenie plechu formuje viacero vzoriek plechu s rôznou šírkou, až kým nedôjde k lomu. Skúšobný stroj alebo lis je podľa normy ISO 12004 vybavený hemisférickým razidlom s priemerom 100 mm.

Zmena šírky vzorky je dôležitá na simuláciu deformačných stavov materiálu z jednoosového na dvojosový. Typická séria Nakajima skúšok zahŕňa päť až sedem rôznych geometrií a tri alebo viac opakovaní každej geometrie.

Norma ISO 12004 tiež stanovuje, že hodnoty povrchovej deformácie vzoriek sa musia zaznamenávať s vysokým rozlíšením, aby bolo možné spoľahlivo určiť lokálnu deformáciu tesne pred porušením vzorky. Vyhodnotenie Nakajima skúšok a vytvorenie presných medzných kriviek tvárniteľnosti je preto možné len pomocou optického meracieho systému, ako je ARAMIS.

V automobilovom priemysle má kvalita vstupného plechového materiálu významný vplyv na kvalitu z neho vyrobených lisovaných dielov. Nesprávne parametre materiálu a kolísanie hrúbky v cievkach plechu spôsobujú nepredvídateľný tok materiálu počas hlbokého ťahania. To zvyšuje riziko výroby prasknutých dielov v lisovniach. Aby sa tomu zabránilo, zvyčajne sa pomocou systému ARAMIS počas kontroly vstupného materiálu určuje medzná krivka tvárniteľnosti. Ďalším užitočným nástrojom na zabezpečenie kvality prichádzajúceho materiálu je napríklad nástroj na optickú analýzu tvárnenia ARGUS spolu s krížovou skúškou. Krížová skúška vytvorí hlbokoťažný diel, ktorý vykazuje vysoké úrovne jednoosovej a dvojosovej deformácie. Tak môžeme zistiť, či materiál znesie požadované úrovne tvárnenia.

Počiatočnou fázou vývoja tvárnených plechových dielov je zvyčajne numerická simulácia tvárnenia. Táto simulácia predpovedá, či proces tvárnenia vyrobí správne diely z hľadiska geometrie a toku materiálu. Tok materiálu je veľmi dôležitý faktor. Príliš veľký tok materiálu by viedol k zlomeniu dielov počas procesu hlbokého ťahania. Numerické simulácie tvárnenia používajú mnohé predpoklady, ktoré nemusia byť správne, ako napríklad simulovaná geometria nástroja, konštantná hrúbka materiálu a parametre. S nástrojom na optickú analýzu tvárnenia ARGUS sa validácia a optimalizácia týchto teoretických výpočtov vykonáva meraním prototypových dielov a porovnaním výsledkov simulácie so skutočnými meraniami priamo v integrovanom softvéri. ARGUS podporuje nasledujúce simulačné softvérové balíky: LS-DYNA, AutoForm, PAM-STAMP atď.

Medze tvárniteľnosti materiálu môžu byť počas procesu lisovania prekročené bez toho, aby to bolo okamžite viditeľné voľným okom. Systém analýzy tvárnenia ARGUS kontroluje výskyt kriticky oslabených oblastí materiálu, napríklad v dôsledku extrémneho zníženia hrúbky materiálu. Hodnoty deformácie a zníženie hrúbky sa graficky zobrazujú a overujú vo vzťahu ku medznej krivke tvárniteľnosti vybraného materiálu. Medzný diagram tvárniteľnosti odhaľuje tie oblasti, kde je potrebné upraviť parametre lisovania, ako je mazanie, sila prítlaku, polohovanie polotovaru, alebo oblasti formy, ktoré je potrebné prerobiť. Systém ARGUS pomáha detegovať chyby materiálu, ktoré vznikajú počas procesu tvárnenia. Systém zároveň podporuje optimalizáciu skúšania nástrojov.