Программное обеспечение для проектирования штампов помогает оптимизировать поглощение энергии и целевой вес

Программное обеспечение для проектирования штампов для снижения веса. Гетти Изображения

GNS North America — поставщик стали первого уровня, закаленной прессованием (PHS) или стали горячей штамповки; холодноштампованные детали; и сварные узлы для автомобильной промышленности.

Основанная в Корее в 1971 году, компания насчитывает около 550 человек и управляет 16 действующими линиями штамповки PHS, 10 линиями холодной штамповки, а также различными сборочными и сварочными участками. Ее заводы находятся в Голландии, штат Мичиган, Кантоне, штат Мичиган, и Сан-Хосе-Итурбиде, Мексика.

Команда инженеров GNS North America столкнулась с проблемами при производстве деталей для достижения целевых показателей поглощения энергии и веса.

Ежедневными задачами GNS по производству и котированию были:

Части ПХС. Компоненты становятся более сложными как по своей геометрии, так и из-за инициатив по снижению веса и уменьшению толщины. Такое сочетание создает уникальные проблемы при разработке инструментов и процессов. Промышленность постоянно стремится к снижению веса, что вынуждает GNS North America производить горячую штамповку большего количества деталей из PHS или бор-марганцевой стали (s).ee Боковая панель с горячештампованной стальной грунтовкой).

Горячая штамповка позволяет получить компоненты, не имеющие остаточных напряжений, обладающие высокими показателями текучести и прочности на разрыв. Однако из-за полученной твердости элементы отверстий и пазов с жесткими допусками, а также обрезки кромок приходится вырезать лазером во вторичном процессе, что может быть дорогостоящим.

Индивидуальные заготовки. Клиентам также требуются компоненты с оптимизированными характеристиками поглощения энергии для обеспечения безопасности, а также снижения веса. Эти требования привели к тому, что конструкции GNS превратились в компоненты с толщиной из нескольких материалов и даже типами из нескольких материалов. В настоящее время используются три процесса, которые позволяют изготавливать эти индивидуальные конструкции: сварные заготовки по индивидуальному заказу, прокатанные заготовки по индивидуальному заказу и заготовки по индивидуальному заказу.

Сварные заготовки по индивидуальному заказу (TWB) изготавливаются из отдельных стальных листов различной толщины, прочности и покрытий, которые свариваются вместе лазерной сваркой. Этот процесс позиционирует материал с нужными свойствами в нужных местах (см. рисунок 1).

Заготовки портного проката (ТРБ) представляют собой листы с непрерывным переходом от одной толщины к другой. Их изготавливают на стане холодной прокатки.

Сварные заготовки по индивидуальному заказу (TWB) изготавливаются из отдельных стальных листов различной толщины, прочности и покрытий, которые свариваются вместе лазером. Этот процесс помещает материал с нужными свойствами в нужные места. Изображения: AutoForm Engineering GmbH

Заготовки для нашивок Tailor — это 2D-заготовки, которые локально армируются путем прикрепления меньших 2D-заготовок (заплаток) с помощью точечной или лазерной сварки (см. Рисунок 2). Заплатки создают зоны дополнительной толщины на заготовке.

Для них требуется уникальная конструкция инструмента, расположение точечной сварки и разница в толщине материала. Проектировщик должен учитывать это изменение толщины и моделировать зоны перехода на поверхности полости матрицы, где толщина материала переходит от двойной толщины материала обратно к одинарной толщине. Расположение точечных сварных швов, которые прикрепляют заплаты к заготовке, важно для предотвращения выхода из строя детали, а также выхода из строя самих точечных сварных швов.

Эти проблемы вызвали необходимость в инструментах моделирования, которые могли бы помочь группам проектирования и разработки GNS North America уверенно прогнозировать формуемость компонентов при проектировании процесса и инструментов.

После конкурентных оценок производитель штампов решил арендовать пакет программного обеспечения AutoForm Simulation Software Suite в качестве инструмента прогнозирования технологического процесса. Тогда команда инженеров могла бы быстро и точно рассчитать результаты формуемости. GNS также использовала программное обеспечение для моделирования для микрорегулировки скорости закрытия пресса. Команда также изменила пустые линии обрезки.

Опытные операторы завода столкнулись с низкой потребностью в обучении работе с программным обеспечением. Те, кто не знаком с программным обеспечением, прошли комплексное базовое обучение, а некоторые прошли повышение квалификации по горячей штамповке.