Skriv ut sidanStart > Cell Impacts metod > Bockning och Formning
Start > Cell Impacts metod > Bockning och Formning

Bockning och Formning

Cell Impacts slagmetod med markant högre formningshastighet ger stora möjligheter att både forma mer avancerade mönster och/eller använda tunnare material med bibehållen funktion. Höghastighetsformning jämfört med konventionella metoder innebär att:

  • Formbarheten, fördröjning av förtunningen (necking), förbättras.
  • Återfjädringen (spring back) minskar
  • Behovet av pålagd kraft minskar

I bildserien nedan framgår att det grönfärgade området ”Strain hardening” ökar töjningen, sträckgräns Rp0.2 och brottgräns Rm med ökad töjningshastighet, som är en funktion av formningshastigheten. Det resulterar i att formbarheten ökar med ökad formningshastighet. Hur stor ökningen blir är materialberoende, men en tumregel är att effekten uppstår när formningshastigheten överstiger 1-2 m/s.

Figur a) Mycket låga hastigheter

stress-strain1.jpg 

Figur b) Konventionella hastigheter

stress-strain2.jpg 

Figur c) Höga hastigheter

stress-strain3.jpg

 

Vår metod kan i stora drag liknas med konventionella metoder, arbetet utförs med ett undre och övre verktyg (punch and die), exklusive hydroformning. Den stora skillnaden är formningshastigheten, och det är med hastigheten som de beskrivna fördelarna kommer. Vi kallar det för ”The Power of Speed”.

Den förstorade bilden nedan visar resultatet av ett format bränslecellsmönster i förbelagt rostfritt material.

formed_coated_pattern.jpg

Vi kan med andra ord flytta på gränserna och därmed göra det som är omöjligt med dagens konventionella metoder möjligt.

 

Hur är det möjligt att förbättra formbarheten och återfjädringen på formade detaljer?

Det korta svaret är att det är den extremt höga och kortvariga förhöjda temperaturen (upp till 800°C under kortare tid än en hundradels sekund), som är en direkt verkan av hög hastighet, ger dessa förbättrade egenskaper.

En mer vetenskaplig förklaring om förbättrad formbarhet går att finna i mikrostrukturen hos ämnens strukturella uppbyggnad. Dessa strukturer är uppbyggda i olika typer av gitterstrukturen med olika antal glidplan. Det är förskjutningar av dislokationer (en typ av defekt i gitterstrukturen eller kristallen) i glidplan  i strukturer som leder till plastisk deformation i en bockningsprocess. Glidningen kan förenklat exemplifieras med spelkortens rörelse i en kortlek. Vid högre hastighet aktiveras fler glidplan stegvis – fler spelkort är med i rörelsen eller förskjutningen - vilket leder till att materialet kan tänjas mer innan det förtunnas eller dras sönder.

Skillnaderna mellan låg (0,1 m/s för figur a och b) och hög (10 m/s för figur c och d) hastighet framgår tydligt i figuren nedan. 

rupture_lowvshigh_speed.jpg

Källa: “High loading velocity Tensile Properties and Fracture Behavior of AC4CH Alloy”

 

Notera särskilt skillnaderna i glidplan och brottets vinkel mot lastriktningen.

Vid låg hastighet växer mikroblåsoroch defektersig samman och blir större och större. De sammanväxer i snabb takt till en spricka, som snabbt leder till i ett brott.

Vid hög hastighet sammansmälter inte mikroblåsor och defekter lika enkelt pga. förhöjd temperatur och tröghetsmoment. Det resulterar i att förtunning och brott fördröjs, dvs. ökad formbarhet erhålls.

En generell tumregel är att formbarheten eller förlängningenär i stort sett konstant upp till en formningshastighet om ca 1-2 m/s. När hastigheten överstiger den tröskeln ökar formbarheten snabbt, vilket visas i figuren nedan. Ju fler glidplan i ämnets struktur, desto snabbare ökning av formbarheten.

enongation_asafuncof_speed.jpg

stress_strain_curve.jpg

Source: Hu, Wagoner, Daehn and Ghosh, "The effect of inertia and tensile ductility"

 

© Copyright 2011 · Cell Impact AB · Plåtvägen 18 · 691 50 Karlskoga · Sweden · Phone: +46 (0)586- 574 50 · info@cellimpact.com

english_flag.gif English »

 

 »