Cel Projektu:
Głównym celem przedsięwzięcia jest opracowanie innowacyjnej koncepcji technologicznej do produkcji niskoseryjnej cienkościennych wyrobów metalowych, z zastosowaniem technologii jednopunktowego przyrostowego formowania (ang. Single Point Incremental Forming SIPF).
O projekcie:
W ramach projektu opracowano prototypowe stanowisko do zastosowań w niskoseryjnej produkcji wyrobów z arkuszy blachy. Podstawą opracowanego podejścia jest zmodyfikowana trójosiowa frezarka zintegrowana z systemem druku przestrzennego (3D). Zaproponowane stanowisko zapewnia możliwości wytwarzania złożonych kształtów matryc technologią addytywną, a następnie kształtowania wyrobów gotowych z blach arkuszowych z wykorzystaniem technologii jednopunktowego formowania przyrostowego (ang. Single Point Incremental Forming SIPF).
W porównaniu do konwencjonalnych metod tłoczenia blach wykorzystanie zaproponowanego podejścia hybrydowego znacząco zmniejsza koszty i liczbę wymaganych narzędzi oraz redukuje czas potrzebny do uzyskania pierwszego gotowego komponentu wpisując się w koncepcję szybkiego prototypowania.
Projekt stanowi kombinację badań o charakterze prac eksperymentalnych oraz numerycznych. W tym przypadku komputerowe wspomaganie technologii zostało oparte o zaawansowane obliczenia numeryczne z wykorzystaniem koncepcji cyfrowych cieni. Podczas badań opracowano złożone w pełni cieplno-mechaniczne modele druku 3D oraz jednopunktowego formowania. W trakcie prac wykorzystano także koncepcję modelowania o wieloskalowym charakterze, umożliwiając uwzględnienie w obliczeniach wpływu niejednorodnej mikrostruktury, często o wielofazowej budowie, na zachowanie blach podczas odkształcenia.
W projekcie zaproponowano również model uwzględniający w analizach niejednorodności w topografii matryc wynikające bezpośrednio ze specyfiki druku 3D. Opracowany cyfrowy cień technologii druku 3D umożliwił zaprojektowanie procesu z uwzględnieniem odchyłek wymiarowych spowodowanych zjawiskami cieplnymi zachodzącymi w materiale podczas wytwarzania przyrostowego. Analogicznie cyfrowy cień analizowanego procesu przeróbki plastycznej wskazał na parametry technologiczne zapewniające uzyskanie wymaganego kształtu wyrobu gotowego. Wyniki analiz numerycznych umożliwiły również identyfikacje niekorzystanych efektów lokalnego zużycia matryc, a także niebezpieczeństwo delaminacji w strukturze matrycy.
Na bazie wyników obliczeń z serii analiz numerycznych możliwe było opracowanie technologii druku 3D, w tym nowatorskiego nieplanarnego druku 3D, a także technologii jednopunktowego kształtowania blach zapewniającej uzyskanie wymaganego kształtu wyrobu gotowego. W rezultacie powstało demonstracyjne stanowisko integrujące technikę druku 3D i jednopunktowego formowania. Całość badań uzupełniona została o opracowanie systemu monitorowania odchyłek wymiarowych wyrobów gotowych wynikających ze specyfiki procesu formowania.
Wynikiem końcowym jest technologia oraz demonstracyjne stanowisko do szybkiego prototypowania i uzyskiwania złożonych wyrobów o jednostkowym lub niskoseryjnym charakterze produkcji. Kluczowym jest fakt, że całość tak opracowanej hybrydowej technologii bazuje na powszechnie dostępnych urządzeniach w zakładach produkcyjnych: frezarkach/obrabiarkach numerycznych lub sterowanych robotach spawalniczych.
Partnerzy projektu:
- Centrum Promocji Innowacji i Rozwoju, koordynator Klastra Obróbki Metali (KOM), Polska
- Deutsche Forschungsvereinigung für Meß-, Regelungs- und Systemtechnik e.V. (DFMRS), Niemcy
- Sirris, Belgia
- Sirris R&D, Belgia
- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie (AGH), Polska
- University of Bremen, Bremen Institute for Metrology, Automation and Quality Science (BIMAQ), Niemcy
- Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), Niemcy
Komitet użytkowników MŚP:
Okres realizacji Projektu:
01.01.2021 r.–31.12.2022 r.
Budżet Projektu:
782 825,20 PLN
Dofinansowania ze środków UE:
752 545,91 PLN
Projekt współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Inicjatywy CORNET.
