Nalaze se u mnogim kućanskim aparatima, u građevinskoj tehnici, u bezbrojnim cijevima i hidrauličkim vodovima: mali, cilindrični dijelovi koji se proizvode u procesima dubokog vučenja. Tijekom oblikovanja materijal je jako opterećen, što može dovesti do nepoželjne ekspanzije, oštećenja površine pa čak i do pukotina. Ultrazvučne vibracije pomažu u smanjenju trenja u materijalu i u kontaktu s alatima.
Da ultrazvuk može smanjiti trenje tijekom dubokog vučenja i tako zaštititi i alate i materijal, poznato je već duže vrijeme. Također, potencijal uštede energije koji proizlazi iz manjih sila proizvođači cijevi i fitinga (spojnog materijala) rado bi iskoristili. No, tek je timu oko M.Sc. Martina Mädla uspjelo ovladati tipičnim udarnim opterećenjima u industrijskim procesima oblikovanja. Do sada je učinkovita upotreba ultrazvuka bila moguća samo u gotovo statičnim laboratorijskim postavkama.
Minimalno 20 posto manje trenja
Za poticanje vibracija aktivni dijelovi alata, poput klipa i matrice, kao i pritisak koji drži lim u željenom položaju tijekom oblikovanja, također dolaze u obzir. Istraživači su se odlučili za matricu; ona ima najveći udio u relativnom kretanju tijekom oblikovanja. 'U matrici se najviše može postići. Već smo postigli 20 posto smanjenja trenja, ali vidimo još potencijala,' naglašava Mädla.
Oblikovanje se obično odvija u nizu više koraka, regulirano procesnom snagom koja se prenosi s radnog komada. Uz smanjeno trenje, može se u jednom koraku značajno dublje vući bez oštećenja materijala. Tako su, na primjer, dovoljna dva umjesto tri konvencionalna koraka oblikovanja. Smanjeno trenje također znači manje unosa topline, što omogućava veće brojke podizanja, produžava vrijeme trajanja alata i sprječava karbonske naslage korištenih maziva.
Prijenos u praksu, korist za elektromobilnost, prijava patenta
Za brzi prijenos u poslovnu praksu, Fraunhofer IWU nastavlja s aktivnostima. Trenutno je fokus na ultrazvučnom dubokom vučenju kućišta ćelija koja su potrebna u visokovoltačnim skladištima baterijskih električnih vozila. Cilj su veći formati ćelija koji bolje iskorištavaju prostor i zahvaljujući povećanoj gustoći energije osiguravaju veće domete. Prijava za patent VibroDraw (EPA WO2025/012830 A1) već je izvršena.
Uspješan uzor: VibroCut
Uzor za prijenos poticanja vibracija na procese dubokog vučenja je spin-off iz Fraunhofer IWU: VibroCut se oslanja na vibracije u procesima obrade kako bi smanjio sile obrade i trošenje alata.
Kontakt:
