Acestea se regăsesc în multe aparate electrocasnice, în tehnologia clădirilor, în nenumărate conducte și țevi hidraulice: piese mici, cilindrice, care sunt fabricate în procese de formare prin adâncire. În timpul deformării, materialul este supus unor sarcini mari, ceea ce poate duce la dilatare necontrolată, daune ale suprafeței și chiar la fisuri. Vibrațiile ultrasunetelor ajută la reducerea semnificativă a frecării în material și în contact cu uneltele.
Faptul că ultrasunetele pot reduce frecarea în timpul formării prin adâncire și, astfel, protejează atât uneltele, cât și materialul, este cunoscut de ceva vreme. De asemenea, potențialul de economisire a energiei, care rezultă din forțele mai mici, ar fi dorit să fie utilizat de producătorii de conducte și fittinguri (material de conexiune). Cu toate acestea, doar echipa condusă de M.Sc. Martin Mädlow a reușit să controleze sarcinile tipice bruște în procesele industriale de formare. Până acum, utilizarea eficientă a ultrasunetelor a fost posibilă doar în configurații de laborator aproape statice.
Cu cel puțin 20% mai puțină frecare
Pentru excitația vibrațiilor, părțile active ale uneltelor, cum ar fi pistonul și matrița, sunt la fel de potrivite ca și suportul, care menține tabla în poziția dorită în timpul formării. Cercetătorii au ales matrița; aceasta are cea mai mare contribuție la mișcarea relativă în timpul formării. „În matriță se poate obține cel mai mult. Am reușit deja o reducere a frecării de 20%, dar vedem cu siguranță un potențial suplimentar”, subliniază Mädlow.
Reglementată de forța de proces transferabilă de la piesa de lucru, formarea se desfășoară de obicei într-o succesiune de mai multe etape. Cu frecarea redusă, se poate forma mult mai adânc într-o singură etapă, fără a deteriora materialul. De exemplu, sunt suficiente două etape de formare convenționale în loc de trei. Reducerea frecării înseamnă, de asemenea, mai puțină căldură introdusă, ceea ce permite un număr mai mare de curse, prelungind durata de viață a uneltelor și prevenind carbonizarea lubrifianților utilizați.
Transfer în practică, beneficii pentru electromobilitate, cerere de brevet
Pentru un transfer rapid în practica de afaceri, Fraunhofer IWU își continuă acum activitățile. În prezent, accentul este pus pe formarea prin adâncire cu ultrasunete a carcaselor de celule necesare în stocurile de înaltă tensiune ale vehiculelor electrice. Obiectivul este formate mai mari de celule, care utilizează mai bine spațiul de construcție și, datorită unei densități energetice mai mari, asigură o autonomie mai mare. Cererea de brevet pentru VibroDraw (EPA WO2025/012830 A1) a fost deja depusă.
Model de succes: VibroCut
Modelul pentru transferul excitației vibrațiilor în procesele de formare prin adâncire este o spin-off de la Fraunhofer IWU: VibroCut se bazează pe vibrații în procesele de prelucrare prin așchiere pentru a reduce forțele de prelucrare și uzura uneltelor.
Contact:
