Sok háztartási gépben, épületgépészetben, számtalan cső- és hidraulikai vezetékben megtalálhatók: kis, hengeres alkatrészek, amelyeket mélyhúzási folyamatok során gyártanak. Az alakváltoztatás során az anyag erősen meg van terhelve, ami nem kívánt kiterjedést, felületi sérüléseket és akár repedéseket is okozhat. Az ultrahangos rezgések segítenek, amelyek jelentősen csökkentik az anyagban és az eszközökkel való érintkezéskor fellépő súrlódást.
Hogy az ultrahang a mélyhúzás során csökkentheti a súrlódást, és ezzel kímélheti mind az eszközöket, mind az anyagot, már régóta ismert. Az energiamegtakarítási potenciál, amely a csökkentett erőkből adódik, szintén vonzó lenne a cső- és idomgyártók számára. De csak M.Sc. Martin Mädlow csapata tudta uralni az ipari alakváltoztatási folyamatokban jellemző hirtelen terheléseket. Eddig az ultrahang hatékony felhasználása csak szinte statikus laboratóriumi berendezésekben volt lehetséges.
Legalább 20 százalékkal kevesebb súrlódás
A rezgéskeltéshez az aktív szerszámrészek, mint a dugattyú és a matrica, valamint a lemezt a kívánt pozícióban tartó alsó tartó is szóba jöhet. A kutatók a matricát választották; ennek van a legnagyobb részesedése az alakváltoztatás relatív mozgásában. 'A matricában van a legtöbb lehetőség. Már elértünk 20 százalékos súrlódáscsökkentést, de még mindig látunk további potenciált,' hangsúlyozza Mädlow.
A munkadarab által átvihető folyamaterejével szabályozva az alakváltoztatás általában több lépésből áll. Csökkentett súrlódás mellett egyetlen lépésben jelentősen tovább mélyhúzható anélkül, hogy az anyag megsérülne. Például elegendő két hagyományos alakváltoztatási lépés a három helyett. A csökkentett súrlódás kevesebb hőbevitelt is jelent, ami lehetővé teszi a magasabb emelési számokat, meghosszabbítja az eszközök élettartamát, és megakadályozza a használt kenőanyagok megkötését.
Átültetés a gyakorlatba, haszon az elektromobilitás számára, szabadalmi bejelentés
Az üzleti gyakorlatba történő gyors átültetés érdekében a Fraunhofer IWU most továbbra is előmozdítja tevékenységeit. Jelenleg az ultrahangos mélyhúzásra összpontosítanak, amelyet a nagyfeszültségű tárolókhoz szükséges cellaházak gyártásához használnak, amelyek akkumulátoros elektromos járművekben találhatók. A cél nagyobb cellaformátumok, amelyek jobban kihasználják a helyet, és a megnövelt energiasűrűségnek köszönhetően nagyobb hatótávolságot biztosítanak. A VibroDraw szabadalmi bejelentése (EPA WO2025/012830 A1) már megtörtént.
Sikeres példa: VibroCut
A rezgéskeltés mélyhúzási folyamatokra való átültetésének példája a Fraunhofer IWU-ból származó spin-off: a VibroCut a forgácsolási folyamatokban alkalmazott rezgéseket használja a megmunkálási erők és az eszközkopás csökkentésére.
Kapcsolat:
