Kriva granične deformabilnosti (FLC)

Kriva granične deformabilnosti (FLC) opisuje maksimalnu obradivost limenih materijala, kao što su aluminijum ili čelik. FLC se uglavnom koristi u automobilskoj industriji kao referentna vrednost za procenu obradivosti limenih materijala. Koristi se kao ključni ulazni parametar za numeričke simulacije oblikovanja koje se sprovode pomoću softverskih rešenja kao što su AutoForm, PAM-STAMP ili LS-DYNA.

Nakajima test predstavlja najčešće korišćen metod za određivanje krive granične deformabilnosti (FLC). U okviru Nakajima testova se uzorci lima različitih širina oblikuju pomoću hidraulične prese, sve dok ne dođe do njihovog loma. Mašina za testiranje, odnosno presa, koristi hemisfernu glavu prečnika 100 mm, u skladu sa standardom ISO 12004.

Promena širine uzorka omogućava simulaciju različitih stanja deformacije materijala, od jednoosne do dvoosne deformacije. Tipična serija Nakajima testova obuhvata pet do sedam različitih geometrija uzorka, uz najmanje tri ponavljanja po geometriji.

Prema ISO 12004, precizno uzorkovanje površinske deformacije u visokoj rezoluciji od suštinskog je značaja za identifikaciju lokalnih deformacija neposredno pre loma uzorka. Za preciznu evaluaciju Nakajima testova i pouzdano određivanje krivih granične deformabilnosti, idealno rešenje predstavlja optički merni sistem kao što je ARAMIS.

Kvalitet ulaznog limenog materijala koji se koristi u automobilskoj industriji direktno utiče na kvalitet i stabilnost procesa proizvodnje štancovanih delova. Neodgovarajući materijalni parametri i varijacije u debljini limenih traka mogu dovesti do nepredvidivog toka materijala tokom procesa dubokog izvlačenja. Na taj način se povećava verovatnoća nastanka oštećenih ili podeljenih delova tokom procesa u radionicama za presovanje. Kako bi se to izbeglo, kriva granične deformabilnosti se najčešće određuje pomoću ARAMIS sistema, tokom kontrole ulaznog materijala. Dodatni koristan alat za osiguranje kvaliteta dolaznog materijala je optički sistem za analizu oblikovanja ARGUS, koji se može koristiti, na primer, uz testiranje pomoću probnog kalupa. Testiranjem pomoću kalupa se dobija duboko formiran uzorak sa izraženim uniaksijalnim i biaksijalnim deformacijama, što omogućava procenu sposobnosti materijala da izdrži ciljne nivoe oblikovanja.

Početna faza razvoja formiranih delova od lima obično je izvođenje numeričke simulacije formiranja. Simulacije se koriste za procenu da li će proces oblikovanja proizvesti delove koji ispunjavaju specificirane zahteve u pogledu geometrije i protoka materijala. Protok materijala predstavlja ključan faktor u procesu. Prekomeran protok materijala može dovesti do lomljenja delova tokom procesa dubokog izvlačenja. Numeričke simulacije procesa oblikovanja oslanjaju se na brojne pretpostavke koje mogu biti netačne, kao što su simulirana geometrija alata, konstantna debljina materijala i parametri materijala. Optički alat ARGUS omogućava validaciju i optimizaciju simulacija oblikovanja kroz merenje prototipskih delova i upoređivanje sa simuliranim rezultatima unutar integrisanog softverskog okruženja. ARGUS podržava sledeće pakete softvera za simulaciju procesa oblikovanja: LS-DYNA, AutoForm, PAM-STAMP, i druge platforme.

Tokom štancovanja može doći do prekoračenja granica oblikovanja materijala, iako to vizuelno nije odmah prepoznatljivo. Sistem za analizu oblikovanja ARGUS identifikuje kritično oslabljene zone materijala, na primer usled ekstremnog smanjenja debljine. Grafikoni deformacije i smanjenja debljine koriste se za validaciju poređenjem sa krivom granične deformabilnosti odabranog materijala. Dijagram granične deformabilnosti identifikuje kritične zone u kojima treba optimizovati procesne parametre štancovanja, kao što su podmazivanje, sila držača i pozicioniranje praznog dela, ili prerada alata. ARGUS sistem omogućava detekciju defekata u materijalu koji nastaju tokom oblikovanja. U isto vreme, sistem podržava optimizaciju probnog rada alata.