Témata
Reklama

Simulace hlubokého tažení plechů

Krátká doba výpočtu umožnila uživatelům systému Autoform využívat simulaci plošného tváření nejen při kontrole navrženého nástroje, ale již i při jeho vlastním návrhu.

Právě v těchto dnech se objevila na trhu nová verze osvědčeného simulačního softwaru Autoform s označením 3.11. Přináší svým uživatelům řadu významných zlepšení prakticky ve všech oblastech. Systém podporuje plovoucí licence, umožňuje jednoduchý restart simulací z požadovaného časového kroku, rozšiřuje možnosti modeláře, nabízí nové technologie, jako je mezioperační žíhání či formování trubek tlakovou kapalinou. Zkušený uživatel nalezne řadu drobnějších i rozsáhlejších zlepšení. Zkusme se tedy podívat, co systém Autoform vlastně je a co svým uživatelům nabízí.
Reklama
Reklama
Reklama

Simulace plošného tváření

Vysvětlovat dnes potřebu simulovat technologický proces plošného tváření pracovníkům, kteří navrhují a vyrábějí výlisky a zejména pak lisovací nářadí, je asi nošením dříví do lesa. Žádná jiná oblast simulací nezaznamenala takový rozmach, jako právě simulace procesu tažení plechů. To má několik příčin:
  • díly vyrobené lisováním a tažením patří k nejlevnějším, a proto jimi finální výrobci nahrazují vše, co je možné touto technologií vyrobit;
  • s rostoucím množstvím výlisků rostou požadavky na geometrii dílů a jejich kvalitu;
  • objevují se nové materiály, se kterými nejsou zkušenosti - např. vysokopevnostní oceli, nástřihy svařené ze dvou a více materiálů s rozdílnou tloušťkou stěny atd.;
  • finální výrobci často požadují simulaci proto, aby díl podrobili dalším analýzám, jako jsou pevnostní a únavové výpočty, nárazové úlohy (crash) atd. Po plastické deformaci, ke které dojde během výroby, zůstává v dílu vnitřní pnutí a rozložení tloušťky stěny neodpovídá nominálním hodnotám. Proto je výpočet "odsimulovaného" dílu výrazně přesnější;
    vysoká přesnost simulací a jejich zvládnutí běžnými konstruktéry a technology (bez speciálních znalostí o metodě konečných prvků, teorie velkých deformací a plasticity) umožňuje snadné nasazení simulace procesu tažení do praxe.

    Vlastnosti systémů pro simulaci

    Systémů pro simulaci procesu tažení se nabízí několik. Zásadně je můžeme rozdělit na dva typy. Především je to přesné řešení, které zahrnuje všechny fenomény procesu. Přesné řešení je určeno především pro podporu návrhu lisovacího nástroje. Druhá skupina jednodušších řešení, které podporují především fázi konstrukce výrobku, poskytuje odpověď na základní otázku, zda je díl vyrobitelný technologií tváření.
    Firma Autoform, která je jednoznačně vedoucím dodavatelem na trhu softwaru pro simulace procesu tažení, poskytuje nástroje oba - přesné řešení Autoform Incremental pro komplexní simulaci celého nástroje a Autoform OneStep pro rychlé posouzení navrženého dílu. Zejména Autoform Incremental má mezi uživateli zcela unikátní postavení. Na rozdíl od jiných řešení je to specializovaný nástroj, který je zaměřen pouze na hluboké tažení, a používá tudíž implicitní časovou integraci. Ta není vhodná pro velmi rychlé procesy, jakým je např. deformace při nárazu (crash), ale je optimální pro popis dějů při tváření. Graf na obrázku 1 ukazuje, pro jaké jevy je vhodný přístup implicitního a explicitního řešení. A co z použití implicitní časové integrace plyne pro uživatele? Přibližně 10x až 20x rychlejší výpočet běžné simulace oproti ostatním používaným produktům. Právě výrazně kratší doba výpočtu umožnila uživatelům systému Autoform změnit způsob jejich práce. Přestali simulaci používat jen pro kontrolu navrženého nástroje a nasadili Autoform již do fáze návrhu. Systémem lze spočítat v krátkém čase řadu variant a konstruktér pak pokračuje v detailním rozpracování té nejvhodnější. Pro takový způsob práce je dostupný přímo v systému modul optimalizace. Po provedené simulaci zadáte systému své požadavky, jako například: "Najdi mi optimální parametry procesu za předpokladu, že přidržovací síla se bude měnit od ... do ..., účinek brzdicí lišty č. 2 od ... do ..." atd. Systém pak zkouší jednotlivé varianty a hledá optimální nastavení z hlediska přetvoření materiálu. Výsledky vyhodnocuje automaticky podle FLD diagramu (limitního diagramu tažnosti) a vybere možná řešení.
    FLD diagram je součástí dat o každém materiálu v poměrně rozsáhlé materiálové databázi. Jednotlivé oblasti FLD diagramu jsou předem nastavené, ale jednoduchým dialogem (viz. obrázek.2) si je může uživatel podle vlastních zkušeností upravit. Vyhodnocování podle FLD diagramu je velice příjemné a jednoduché, a právě proto mu řada uživatelů dává přednost před hodnotami, jako je ztenčení nebo velikost plastické deformace. Na obrázku 3 můžeme vidět FLD diagram a oblasti s rozdílnou kvalitou výtažku.

    Autoform Incremental

    Základní vlastností, která odlišuje Autoform Incremental od ostatních systémů, je jeho výrazně vyšší rychlost výpočtu. Druhým charakteristickým rysem je maximální přizpůsobení systému uživatelům. To se projevuje jednak rychlým zvládnutím systému (postačující doba základního školení je 2 dny), a zejména pak tím, jak snadno a rychle se připraví data pro simulaci. Mnozí ze čtenářů určitě dobře vědí, jak složité je někdy vytvořit kvalitní síť konečných prvků na importované geometrii, kolik času je nutné věnovat ruční nebo poloautomatické opravě sítě atd. Z vlastní zkušenosti mohu zaručit, že na podobné problémy při použití systému Autoform rychle zapomenete. Prostě tam nejsou. Dáte systému pokyn, aby načetl např. IGES nebo VDA soubor a velice rychle se vám objeví na obrazovce geometrie. Z rychlosti odezvy se můžete domnívat, že systém načítal jen geometrii a teď teprve začne generovat síť. To je omyl! Načtená a zobrazená data už reprezentují diskrétní síť. Běžného uživatele to však příliš nezajímá. Systém používá jazyk konstruktéra a technologa, hovoří o nástrojích (tažník, tažnice, přidržovač atd.), nástřizích, brzdicích lištách, střižných křivkách atd. Příprava výpočtu proto trvá řádově minuty.
    Simulace umožní zkrátit potřebný čas pro výrobu nástroje tím, že předsune drahé a časově náročné zkoušení a ladění formy do fáze návrhu (viz obr. 4, proces 1 a 2). Slabým článkem procesu je nutnost načítat externí geometrii nástroje z CAD systému, protože ta se často během vývoje mění a načtení nové geometrie znamená nastavování prakticky celé simulace znovu. To si tvůrci systému Autoform uvědomili a přišli s optimálním řešením. Načte se pouze geometrie dílu, která se mění méně často, a celý nástroj se navrhne v systému Autoform. Návrh a simulace proběhnou nad stejnými daty bez nutnosti jejich přenosu z externího systému. Celý vývojový proces se tak opět o něco zkrátí (obr. 4, proces 3). Rodinu produktů tak doplnil Autoform DieDesigner, tedy CAD systém, který umí navrhnout tažné plochy nástroje. A tak jako si před časem nalezl cestu do významných světových nástrojáren Autoform Incremental, tak si ji záhy po svém uvolnění na trh nalezl také Autoform DieDesigner.

    §§§

    V současné době poskytuje Autoform komplexní sadu nástrojů potřebnou pro podporu práce konstruktéra lisovacího nářadí a rovněž řadu vhodných prostředků pro další pracovníky, například konstruktéra dílů, obchodníka atd. Jeho použití je snadné a vysoce přesné, výsledky jsou dosažitelné v extrémně krátkém čase. Proto Autoform využívá řada zákazníků nejen ve světě, ale i u nás. Mezi zákazníky najdeme nejen velké automobilky (používá jej všech 50 nejvýznamnějších výrobců na světě!), ale rovněž značný počet jejich subdodavatelů - lisoven a nástrojáren. Blíže se seznámit se systémem a ověřit si jeho vlastnosti přímo na vlastních datech je možné například u firmy Technodat.
    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 20736
    Datum: 16. 07. 2002
    Rubrika: Informační technologie / CAD/CAM/CAE
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

    NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

    Na cestě ke zrození stroje,
    Část 1. Průzkum trhu

    Série 10 článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje postup výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, v jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu a návratnost investic.

    Virtuálně na veletrh

    Svět se nám doslova před očima přelévá do online prostoru. To, že se na internet přesune mnoho služeb a komodit bylo jasné už od rozšíření a zvýšení dostupnosti internetu široké veřejnosti. Letošní pandemická situace však tento přerod ještě více umocnila. Ostatně i v průmyslu nás již několik posledních let doprovázejí hesla jako Internet věcí, digitalizace, big data, cloud apod. Oblíbené semináře a konference dostaly virtuální podobu a koncem listopadu si také 17 vystavovatelů a okolo 300 návštěvníků vyzkoušelo první virtuální odborné B2B setkání s názvem Výroba forem 2020.

    Související články
    Od konstrukce strojů po parkovací věže

    Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    MSV představí svět budoucnosti

    Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Velmi rychlá dvojčata

    SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

    Opřít se o silného partnera

    V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

    Chytré stroje přivádějí továrny k životu

    Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

    Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

    Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

    Novinky ze světa 3D tisku

    V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

    Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

    Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

    Aditivní výroba ve tváření plechů

    Trojrozměrný (3D) tisk, označovaný také jako aditivní výroba (additive manufacturing - AM), zaznamenal v poslední době značný rozvoj. Touto technologií je umožněna výroba i velmi tvarově komplikovaných trojrozměrných produktů. Objekty nebo výrobky jsou vytvářeny z podkladu digitálních 3D modelů nebo jiných elektronických datových zdrojů. Aplikační možnosti 3D tisku se s ohledem na progresivní vývoj této technologie jeví jako neomezené.

    Diskutovaný Průmysl 4.0

    Fenomén Průmysl 4.0, nastínění možných směrů vývoje a příprava společnosti na změny způsobené novými technologiemi – to jsou diskutovaná témata konferencí a seminářů současnosti. Podpora výzkumu a vývoje se musí soustřeďovat na technologicky významné oblasti vycházející z potřeb české průmyslové praxe. Odborníci zdůrazňují potřebu vzdělávání a zvyšování kvalifikace zaměstnanců.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit