Analýza tváření: Automobilové plechové díly

Analýza tváření je proces vyhodnocování stavů tváření a povrchových deformací plechových součástí po lisování. Před tvářením se plechové polotovary označí elektrochemickým leptáním nebo laserovým značením, a to buď pravidelnou kruhovou mřížkou, nebo bodovým vzorem. Během procesu tváření se kruhy nebo tečky deformují s povrchem polotovaru, a mění tak svůj tvar na elipsy. Po procesu tváření se průměry elips měří ručně nebo automaticky, aby se určily hlavní a vedlejší změny tvaru (deformace). Orientace hlavní a vedlejší deformace popisuje stav lokálního povrchu po tváření.

Po měření se hodnoty povrchové deformace porovnají s křivkou mezní tvářitelnosti (FLC – Forming Limit Curve) (viz křivky v diagramech níže) v diagramu mezních deformací (FLD). FLC je soubor údajů o parametrech materiálu, který popisuje maximální tvářitelnost materiálu plechu ve vztahu k jeho podmínkám tváření.

Hodnoty dat deformace nad FLC indikují přetvoření s rizikem selhání plechu. Pokud jsou všechny datové body, se zohledněním určité bezpečnostní rezervy, pod FLC, proces tváření obvykle nevede k prasknutí plechů.

Analýza deformací při tváření plechů se používá především v automobilovém průmyslu při vývoji plechových dílů, při zkouškách nástrojů a při řešení problémů ve výrobě.
Během vývoje plechových dílů se výše popsána analýza používá k ověření numerických simulací tváření a ke zjištění nadměrného protažení a nežádoucího toku plechových polotovarů v lisovacím nástroji. Kromě toho lze určit a analyzovat zvrásnění a tendenci k praskání.

Během testování nástrojů se iterativně optimalizuje tvar tvářecích nástrojů tak, aby vznikl správný tvar součásti. Analýza deformací při tváření kontroluje, zda proces tváření zůstává v mezích tvářitelnosti zvoleného materiálu.

Pokud se při sériové výrobě objeví prasklé plechy, slouží analýza k pochopení a vyřešení základních výrobních problémů. Porovnání měření prasklého plechu s měřením mezního vzoru před zahájením výroby ukazuje opotřebení nástroje a problémy s materiálem.

Systém ARGUS pro analýzu deformací plechových součástí po procesu tváření optimalizuje proces tváření plechů. Pro automatickou optickou deformační analýzu se plechové polotovary označují pravidelným bodovým vzorem s roztečí bodů 1 mm, 2 mm nebo 3 mm v závislosti na tvaru a poloměrech dílu. Po tváření je plechový díl vyfotografován ruční kamerou ARGUS z různých úhlů pohledu. Ze všech pořízených snímcích jsou matematicky odvozeny 2D souřadnice všech bodů a přepočítány na 3D souřadnice podle principů fotogrammetrie.