Design raznice: Kompletní průvodce krok za krokem

Lisování je základním procesem současné výroby a nejdůležitějšími faktory jsou přesnost, rychlost a hospodárnost. Jeho jádrem je lisovací forma a konstrukce tohoto nástroje přímo určuje kvalitu, náklady a efektivitu jakékoli velkosériové výroby. Úspěch finálního dílu je přímým výsledkem inženýrství, které bylo vloženo do jeho nástroje.

Tato příručka představuje komplexní pojednání o konstrukci lisovacích forem krok za krokem, včetně analýzy proveditelnosti a pokročilých metod. Probereme proces návrhu, anatomii lisovacích forem a nejdůležitější zásady návrhu pro vyrobitelnost (DFM). Na základě více než 30 let praktických zkušeností s výrobou více než 35 000 různých přesných součástí poskytne tento článek konstruktérům a designérům praktické znalosti, které potřebují k vývoji robustních, efektivních a ziskových nástrojových řešení splňujících požadavky dnešní doby.

Co je design raznice a proč na něm záleží?

Konstrukce robustního specializovaného nástroje, který se používá k řezání nebo tvarování plechu do požadovaného tvaru, je systematický proces nazývaný konstrukce lisovacích forem. Tento proces využívá sílu lisu k vytvoření součásti v síťovém nebo téměř síťovém tvaru. Samotný návrh je komplexní plán, který popisuje každou část lisovací formy, z čeho je vyrobena, jaká je její přesná velikost a jak spolupracuje s ostatními částmi formy, aby se z plochého kusu kovu stal složitý trojrozměrný díl.

Význam pečlivého návrhu matrice nelze přeceňovat. Je to základ, na kterém se zakládá úspěch výroby, a přímo ovlivňuje čtyři klíčové faktory:

1. Náklady: Efektivní matrice sníží plýtvání materiálem, dobu lisovacího cyklu a údržbu. Náklady na počáteční investici do lepší konstrukce se vrátí během výroby snížením nákladů na jeden díl. Na druhou stranu špatně navržená matrice vede k neustálému odstraňování problémů, předčasnému opotřebení, vysoké zmetkovitosti a nákladným prostojům.
2. Kvalita & Konzistence: Kvalita dílu je konečným soudcem matrice. Rozměrová přesnost, geometrické tolerance a povrchová úprava konečného dílu jsou dány jeho konstrukcí. Dobře navržená matrice znamená, že první a miliontý díl jsou prakticky stejné, což je nezbytné pro zajištění opakovatelnosti potřebné v moderních montážních linkách a spolehlivosti výrobků. Těsné tolerance +/- 0,001 mm nejsou náhodné, jsou přímým důsledkem procesu návrhu, který zohledňuje všechny mikrofaktory, jako je pružnost materiálu, tepelná roztažnost atd.
3. Efektivita a rychlost: Konstrukce matrice přímo souvisí s rychlostí výroby. Dobře navržená progresivní matrice dokáže provést desítky operací na jeden zdvih lisu a hotové díly se vyrábějí úžasnou rychlostí. Schopnost mít konstrukční prvky, které umožňují rychlé nastavení, snadnou údržbu a rychlou výměnu, což je základní koncept flexibilních výrobních linek, je nezbytná pro udržení konkurenceschopnosti. Schopnost poskytovat rychlé dodací lhůty, 3-5 dní u urgentních zakázek a standardně 7-15 dní, je přímým výsledkem optimalizovaného konstrukčního a výrobního postupu.
4. Životnost nástroje: Raznice je významnou investiční položkou. Konstrukční rozhodnutí přijatá na začátku určují její provozní životnost. To zahrnuje výběr správných nástrojových ocelí (např. bílá ocel, karbid wolframu), správné tepelné zpracování a konstrukci součástí, které vydrží miliony cyklů působení obrovských sil. Dobrá konstrukce zajistí, že zápustka vydrží tak dlouho, jak má, aby se z investice vytěžilo maximum.

Konstrukce lisovacích forem není v podstatě jen konstrukce nástroje, který dokáže vyrobit díl. Nejde jen o vývoj řešení, které umožní spolehlivou, hospodárnou a požadovanou rychlost a kvalitu výroby dílu.

Proces navrhování výsekových forem krok za krokem

Úspěšná raznice je výsledkem strukturovaného, vícestupňového procesu návrhu. Každý krok navazuje na předchozí a přechází od konceptu na vysoké úrovni k detailnímu, ověřenému technickému plánu. Unáhlení nebo přehlédnutí kterékoli fáze přináší riziko, které může vést k nákladným poruchám, jakmile je nástroj vyroben a umístěn do lisu.

Analýza proveditelnosti a materiálu

Analýza tisku dílů je zásadní před zahájením jakýchkoli konstrukčních prací. Jedná se o první kontrolní proces, který určuje, zda je lisování nejreálnějším a nákladově nejefektivnějším způsobem výroby.

• Geometrická recenze: Tým inženýrů zkontroluje geometrii dílu. Nejsou poloměry ohybu příliš ostré? Nejsou nakreslené prvky příliš hluboké? Jsou otvory a hrany dostatečně daleko od sebe, aby byla zajištěna integrita materiálu? Tady se hodí zkušenosti desítek let. Zkušený inženýr s více než 15letou praxí dokáže okamžitě identifikovat prvky, které jsou při lisování problematické, např. zkosení o 0,02 mm, které bude vyžadovat speciální nástroje, nebo prvek, který bude pravděpodobně praskat nebo se deformovat.
• Analýza tolerance: Uvedené tolerance se kontrolují na vyrobitelnost. Přestože lze dosáhnout velmi vysoké přesnosti, konstruktéři by si měli položit otázku, zda je to nutné. Typickou příčinou zbytečných nákladů je nadměrná tolerance. Jako příklad lze uvést, zda nekritický prvek potřebuje toleranci +/- 0,005 mm, nebo by to mohlo být +/- 0,02 mm? Tato diskuse se zákazníkem je velmi důležitým krokem v procesu DFM.
• Výběr a hodnocení materiálu: Zvolený materiál je nejdůležitější proměnnou. Jeho vlastnosti - tažnost, pevnost v tahu, tvrdost a tloušťka - určují celý přístup k návrhu. Tým musí vzít v úvahu:
  • Tvarovatelnost: Roztáhne se materiál, ohne se a vytáhne do požadovaného tvaru, aniž by se roztrhl? To je obzvláště důležité u nerezových ocelí a vysokopevnostních slitin.
  • Odrazový můstek: Každý materiál má tendenci se po vytvarování částečně vrátit do původního tvaru. Konstrukce lisu musí materiál záměrně "přehnout", aby se tento efekt kompenzoval. Výše kompenzace se vypočítá na základě typu materiálu, jeho tloušťky a úhlu ohybu.
  • Náklady na materiál a dostupnost: Volba materiálu ovlivňuje náklady na nástroje i na díl. Naše odborné znalosti pokrývají širokou škálu materiálů, od běžných kovů, jako jsou např. 70% našich prací z bílé oceli (varianty z nástrojové oceli), 10% z hliníku a 8% z nerezové oceli., až po pokročilé možnosti, jako např. Karbid wolframu, vysoce výkonné plasty (PEEK, PTFE) a keramika..

Návrh rozložení kritického pásu

Uspořádání pásu (nebo průběh pásu) je duchem progresivní nebo přenosové matrice. Jedná se o uspořádání všech řezných a tvářecích procesů, které se budou provádět na kovovém pásu při jeho průchodu lisovacím zařízením při každém zdvihu lisu. Trik, jak snížit plýtvání materiálem a maximalizovat rychlost výroby, spočívá v dobře navrženém uspořádání pásu.

Hlavní úvahy jsou následující:

• Hnízdění a orientace: Díly jsou na pás umístěny tak, aby bylo dosaženo maximálního využití materiálu. To může zahrnovat otáčení dílů, jejich ukládání do vzájemně propojených vzorů nebo uspořádání se dvěma nebo čtyřmi díly, aby bylo možné vyrobit více než jeden díl na jeden tah. Cílem je snížit množství odpadu, který zůstává po skeletu.
• Průběh operací: Průběh událostí je pečlivě naplánován. Ve většině případů se nejprve provede propíchnutí (vyříznutí otvorů) a vrubování na plochých částech pásu. Operace, jako je ohýbání, tažení a vykružování, se vytvářejí na pozdějších stanicích, jakmile je zhotoven hlavní profil. Tím se zabrání deformaci propíchnutých otvorů nebo důležitých prvků během tváření.
• Design nosiče: Nosná část je část pásu, na které je součástka vedena skrz matrici. Měl by být dostatečně robustní, aby správně dopravoval součást mezi stanicemi, ale měl by se na konci linky s hotovou součástí snadno odpojit.
• Pilotování: První stanice jsou proraženy pilotními otvory. Do těchto otvorů se pak v pozdějších stanicích před dalšími pracemi zapíchnou kuželové pilotní kolíky. To je velmi důležitá vlastnost, díky níž je pásek v každé fázi přesně umístěn, což napravuje případné drobné chyby podávání a také zajišťuje přesnost polohy mezi jednotlivými stanicemi.
• Pitch & Advancement: Stoupání je velikost pohybu, který pásek vykoná při každém tahu lisu. Měla by být přesně vypočtena a regulována podávacím mechanismem lisu tak, aby každá stanice pracovala na správné části pásu.

Uspořádání pásu je iterační proces a není neobvyklé projít několika koncepty, než se dospěje k nejefektivnějšímu a nejrobustnějšímu řešení.

Výběr komponentů a detailů pro lisování

Po dokončení rozvržení pásu se pozornost obrací k návrhu jednotlivých fyzických prvků matrice. To zahrnuje rozsáhlé 3D modelování a 2D kreslení všech razníků, razicích tlačítek, odizolovacích desek a vodicích kolíků.

• Děrování a lisování bloků: Jedná se o díly, které provádějí řezání a tváření, o pracovní díly. Jsou konstruovány následovně:
  • Řezání Odbavení: Zásadní je prostor mezi děrovačem a výsekovým otvorem. Nedostatečná vůle má za následek nadměrnou sílu, předčasné otupení a ožehnutí řezné hrany. Nadměrná vůle způsobuje velké, kuželovité převrácení a zubatý zlom na dílu. Optimální vůle závisí na typu a tloušťce materiálu.
  • Výběr materiálu: Výběr nástrojové oceli je nejdůležitějším aspektem dlouhé životnosti. Razidla a destičky z karbidu wolframu se často používají tam, kde se mají abrazivní materiály, jako je nerezová ocel, lisovat ve velkých objemech, a to díky jejich mimořádné odolnosti proti opotřebení. Nástrojové oceli s vysokým obsahem uhlíku a chromu, jako je D2, se běžně používají pro všeobecné použití.
  • Tvarování geometrie: Tvářecí razníky a zápustky se vyrábějí podle přesné negativní geometrie hotového dílu s ohledem na tloušťku materiálu a přípustnou pružnost.
• Stripovací systém: Jakmile razník prorazí nebo vytvaruje materiál, musí být odstraněn. Materiál má však tendenci se na razidlo přilepit. Odstraňovací deska slouží k udržení pásku na místě a k jeho odizolování od vtahovacích razidel. Může to být pevná deska nebo pružinová deska, která slouží také k upnutí materiálu na plocho během operace.
• Sada raznic a vodicích prvků: Základem nástroje je sada matric - sladěná dvojice spodní desky (botka matrice) a horní desky (držák razníku). Díky ní je vše na svém místě. Vodicí čepy a pouzdra udržují vše v jedné linii, takže horní a dolní polovina raznice se při každém zdvihu dokonale spojí. Vodicí klece s kuličkovými ložisky se běžně používají ve vysoce přesných raznicích, aby byl zajištěn hladší chod a větší přesnost. Vyrovnání je velmi důležité; nesouosost o několik mikronů může vést ke katastrofálnímu zlomení nástroje.

Simulace, ověřování a zdokonalování

V moderní konstrukci lisovacích nástrojů již není výroba nástroje aktem víry. Počítačem podporované inženýrství (CAE) a Analýza konečných prvků (FEA) Software umožňuje konstruktérům digitálně simulovat celý proces lisování ještě před vyříznutím jediného kusu oceli.

Pomocí platforem, jako je AutoForm nebo DYNAFORM, mohou inženýři:

• Předvídání toku materiálu: Představte si, jak se plech roztahuje, stlačuje a vtéká do dutiny zápustky.
• Identifikujte místa selhání: Předvídejte potenciální problémy, jako je vrásnění, štěpení nebo nadměrné ztenčení.
• Analýza zpětného rázu: Přesně vypočítejte míru zpětného rázu a zabudujte potřebnou kompenzaci do geometrie nástroje od samého počátku.
• Optimalizace prázdného tvaru: U tažených dílů pomáhá simulace určit optimální tvar plochého polotovaru, aby se minimalizovala spotřeba materiálu a zajistilo se správné tvarování dílu.

Tento virtuální validační proces umožňuje rychlé opakování a zdokonalování. Úprava digitálního modelu je mnohem levnější a rychlejší než opětovné obrábění kalené nástrojové oceli. Tento simulační krok zbavuje projekt rizika, zkracuje dobu fyzického zkoušení a výrazně zvyšuje pravděpodobnost úspěchu při prvním použití.

Anatomie lisovací formy: klíčové součásti

Pochopení lisovací formy vyžaduje znalost jejích základních součástí. I když se konstrukce liší složitostí, téměř všechny raznice obsahují tyto základní prvky, které pracují ve vzájemné souhře.

• Sada výsekových forem: Jedná se o základnu a horní část celé sestavy, která je obvykle vyrobena z litiny nebo oceli.
  • Horní část boty: Upevňuje se na beran lisu (pohyblivá část lisu). Udržuje razníky a horní součásti matrice.
  • Spodní zápustná bota: Upevňuje se na lůžko lisu (stacionární část lisu). Udržuje bloky matric a spodní součásti.
• Průvodcovské prvky:
  • Vodicí čepy a pouzdra: Tyto přesně broušené čepy a pouzdra jsou namontovány v patkách matrice a zajišťují dokonalé vyrovnání horní a dolní poloviny matrice. Jsou hlavním mechanismem, který zabraňuje horizontálnímu posunu během provozu.
• Děrovací deska (držák děrovačky): Tvrzená deska připevněná k horní botce lisu, která bezpečně drží a vyrovnává všechny řezací a tvářecí razníky.
• Údery: Mužské součásti, které vykonávají práci. Jsou tvarovány na míru pro svůj specifický úkol:
  • Pronikavé údery: Vyřízněte otvory.
  • Slepé údery: Odřízněte vnější obvod dílu z pásu.
  • Tvarovací/kreslicí razníky: Tlačením na materiál vytvářejte ohyby, žebra nebo tvary připomínající misky.
  • Piloti: Jak již bylo zmíněno, jedná se o kuželové razníky, které se zasunou do předem vyražených otvorů pro zarovnání pásu.
• Blok raznice (Die Block) Tlačítko/Vložit): Ženský komponent, do kterého vstupuje úder. Obsahuje dutinu nebo otvor přesně tvarovaný podle razníku s potřebnou řeznou vůlí. V oblastech s vysokým opotřebením se často jedná o vyměnitelné destičky z materiálů, jako je např. Karbid wolframu.
• Odizolovací deska: Deska, která obklopuje údery. Její hlavní funkcí je odstraňovat materiál z razníků po operaci. U pružinového provedení slouží také k upnutí materiálu na plocho těsně před řezáním/formováním a během něj, čímž zabraňuje nežádoucímu pohybu materiálu.
• Průvodci zásobami: Pevné nebo nastavitelné lišty, které vedou kovový pásek při jeho vkládání do lisu a procházení lisem a zajišťují, aby zůstal ve středu.
• Zvedáky: Jedná se o pružinové prvky ve spodní zápustce, které po tváření zvedají pás materiálu z povrchu zápustkového bloku. To umožňuje volný posun pásu k další stanici bez tahání.

Vzájemné působení těchto součástí je mechanický balet, který je na zlomek sekundy přesně načasován lisovacím cyklem. Každý prvek musí být navržen a vyroben podle přísných norem, protože selhání jednoho z nich může vést ke kaskádě problémů. Proto výrobní proces společnosti U-Need integruje celou řadu schopností, od CNC soustružení a frézování o japonštině Takisawa na ultrapřesné broušení a elektroerozivní obrábění na Švýcarská GF Agie Charmille a japonské Seibu/Sodick zařízení a zajistit, aby každá součást splňovala svůj konstrukční záměr.

Výběr správného typu raznice pro váš projekt

Ne všechna razítka jsou stejná. Výběr typu raznice je strategickým rozhodnutím založeným na složitosti dílu, požadovaném objemu výroby a rozpočtu.

• Progresivní smrt: Jedná se o pracovní stroj pro velkosériovou výrobu. Progresivní lis se skládá z několika stanic uspořádaných v řadě. Do lisu se vloží svitek materiálu a s každým tahem lisu se posune o jednu "rozteč" k další stanici. Každá stanice provádí jednu nebo více různých operací. Díl zůstává připevněn k nosnému pásu až do poslední stanice, kde se uvolní.
  • Klady: Extrémně vysoká rychlost (stovky zdvihů za minutu), nízké náklady na pracovní sílu, vynikající pro složité díly vyžadující více kroků, při každém zdvihu vzniká hotový díl.
  • Nevýhody: Vysoké počáteční náklady na nástroje, složitá konstrukce a výroba, nevhodné pro velmi velké díly nebo hluboké tahy.
  • Nejlepší pro: Velkosériová výroba (obvykle > 50 000 kusů) malých až středně velkých dílů se složitými prvky. Většina složitých elektronických součástek, držáků a konektorů se vyrábí pomocí progresivních forem. Jedná se o klíčovou odbornou oblast, která představuje 60-70% našeho obchodu s nástroji, zejména pro součásti forem a zařízení.
• Složená matrice: Složená matrice provádí více řezných operací na jedné stanici s jedním tahem lisu. Obvykle se jedná o současné vyřezávání vnitřních prvků (otvorů) a vnějšího obrysu (zaslepení).
  • Klady: Výjimečná rovinnost dílu a rozměrová přesnost mezi propíchnutými otvory a vnější hranou, protože všechny řezy jsou provedeny najednou.
  • Nevýhody: Pomalejší než progresivní zápustky, omezené na jednodušší, plošší díly, nemohou provádět tvářecí operace.
  • Nejlepší pro: Malosériová až středně sériová výroba dílů, jako jsou podložky, těsnění a jednoduché elektronické polotovary, u nichž je kritická soustřednost a rovinnost otvorů.
• Přenosová kostka: U systému s přenosovou matricí se díl vyřízne z pásu v první stanici. Poté mechanický přenosový systém (sada "prstů" na kolejnicích) zvedne uvolněný díl a přesune jej z jedné stanice do druhé. Je to podobné jako u progresivního lisování, ale místo souvislého pásu se zpracovávají jednotlivé díly.
  • Klady: Ideální pro velké díly (např. panely automobilových karoserií) nebo díly s vlastnostmi, kvůli kterým je nosná lišta nepraktická (např. hluboké výkresy). Větší flexibilita při uspořádání stanice.
  • Nevýhody: Pomalejší časy cyklů než u progresivních forem, nutný složitý a nákladný přenosový systém.
  • Nejlepší pro: Střední až velkosériová výroba velkých nebo hlubokých dílů, které nelze prakticky přepravovat na pásu.

Proces výběru zahrnuje analýzu kompromisů. Pro jednoduchou podložku s malým objemem je ideální složená matrice. Pro milion složitých elektronických stínění je jedinou logickou volbou progresivní matrice. Naše role výrobního partnera často zahrnuje poradenství klientům ohledně nákladově nejefektivnější strategie výroby nástrojů pro životní cyklus jejich projektu.

Shrnutí: Srovnání typů raznic

Jak konstrukce dílů ovlivňuje složitost a náklady na výlisky (DFM)

Design pro vyrobitelnost (DFM) je filozofie navrhování dílů tak, aby jejich výroba byla jednoduchá a nákladově efektivní. Konstrukce dílu je v lisování jedinou věcí, která určuje složitost výlisku a náklady. Některé zdánlivě malé úpravy výkresu dílu mohou znamenat desetitisíce dolarů v úsporách na nástrojích a silnější výrobní proces.

Následují některé zásady DFM pro lisované díly:

• Velké poloměry ohybu: Vnitřní poloměr ohybu plechu není nulový. Při pokusu o vytvoření velmi ostrého rohu je materiál extrémně namáhán a praská. Dobrým pravidlem je vytvořit vnitřní poloměr ohybu alespoň tak velký, jako je tloušťka materiálu. Menší poloměry vyžadují složitější nástroje a jsou náchylnější k poruchám.
• Umístění a velikost otvorů: Otvory musí být umístěny v dostatečné vzdálenosti od ohybů a hran dílů, aby nedošlo k jejich deformaci. Otvor, který je příliš blízko ohybu, bude mít tvar slzy. Otvor, který je příliš blízko hrany, může vytvořit slabé místo, které pravděpodobně praskne. Otvor vytvořený v materiálu by měl být široký alespoň jako tloušťka materiálu. Vyrábění malých otvorů v těžkém materiálu vyžaduje speciální jemné děrovače, které se snadno opotřebovávají a zvyšují náklady na údržbu.
• Tolerance: Jak již bylo řečeno, přísné tolerance zadávejte pouze tam, kde jsou funkčně nutné. Snížení tolerance z +/- 0,05 mm na +/- 0,005 mm může exponenciálně zvýšit cenu matrice. Vyžaduje náročnější výrobní postupy dílů zápustky (například broušení optických křivek PG), dražší materiály (například karbid) a větší kontrolu během procesu.
• Výběr materiálu: Volba běžného, snadno tvarovatelného materiálu bude vždy levnější než speciální, vysoce pevná nebo exotická slitina. Ta může vyžadovat silnější lis, silnější nástroje a složitější techniky tváření, aby se vypořádala s problémy, jako je nadměrný zpětný ráz.

Perspektiva přesné výroby: DFM pro náročné aplikace

Jsme v podstatě výrobcem přesných součástí a nástrojů. Zjistili jsme, že nejlepším přístupem k řízení nákladů a vysoké výkonnosti je spolupráce na počátku procesu návrhu dílu. Nevěříme pouze v konstrukci pro tisk, ale také v konstrukci pro hodnotu.

Proces U-Need je založen na více než 30 letech zkušeností v oboru, přičemž naši inženýři, kteří mají v průměru více než 15 let zkušeností, působí jako konzultanti. Nezřídka se stává, že zákazníci, zejména v náročných průmyslových odvětvích, jako jsou zdravotnické přístroje nebo elektronika, požadují co nejtěsnější tolerance všech prvků. Přestože jsme schopni zajistit špičkovou přesnost v oboru až +/- 0,001 mm, začínáme technickou diskusí. Ve spolupráci se zákazníkem určíme účel dílu a to, jaké tolerance jsou kritické a jaké tolerance lze uvolnit, aniž by to mělo vliv na výkon.

Jedná se o strategii DFM založenou na spolupráci, která má zásadní význam pro přesnost a nákladovou efektivitu. Jako příklad lze uvést, že zákazník si může objednat součást vyrobenou ze standardní třídy oceli. Prostřednictvím analýzy jeho provozního prostředí můžeme navrhnout vylepšení materiálu, např. standardního plastu na vysoce výkonný PEEK pro zlepšení chemické odolnosti, nebo vylepšení povrchu proti opotřebení, např. nástrojové oceli na karbid wolframu. Přestože náklady na materiál mohou být vyšší, výsledný díl může vydržet o 30 a více procent déle než původní, což výrazně snižuje celkové náklady na vlastnictví. To se děje prostřednictvím přidané hodnoty, kdy optimalizujeme konstrukci, materiál a proces, a tak poskytujeme díly, které předčí očekávání.

Základní software pro moderní návrháře výlisků

Moderní konstrukce výlisků je digitálně řízený proces, který je závislý na sadě výkonných softwarových nástrojů, které umožňují rychlost, přesnost a spolupráci.

• CAD (Počítačem podporované navrhování) Platformy: To je základ. Konstruktéři používají software 3D CAD k vytvoření podrobných modelů dílu a každé součásti matrice.
  • SOLIDWORKS, Siemens NX, CATIA: Jedná se o přední platformy v oboru. Poskytují robustní možnosti modelování těles a povrchů a také nástroje pro vytváření podrobných 2D výrobních výkresů.
• Specializované doplňky pro konstrukci výsekových forem: Mnoho společností používá specializovaný software, který běží uvnitř jejich primární platformy CAD, aby automatizovaly a zefektivnily proces návrhu výlisků.
  • Logopress3, 3DQuickPress (pro SOLIDWORKS), NX Progresivní konstrukce raznice: Tyto nástroje obsahují inteligentní knihovny standardních komponent (sady matric, vodicí kolíky, pružiny) a automatizují složité úlohy, jako je vytváření rozvržení pásu, výpočty ohýbání a generování razníků. To výrazně urychluje proces návrhu a snižuje počet manuálních chyb.
• CAE (Computer-Aided Engineering) / Simulační software: Jak bylo uvedeno v kroku ověřování, tyto nástroje slouží k virtuálnímu vyzkoušení.
  • AutoForm, DYNAFORM, Simufact Forming: Jedná se o sofistikované FEA řešiče určené pro tváření plechů. Poskytují neocenitelný vhled do chování materiálu a umožňují konstruktérům preventivně řešit problémy a optimalizovat proces z hlediska robustnosti.
• CAM (Software pro počítačem podporovanou výrobu): Po dokončení návrhu se pomocí softwaru CAM vygenerují dráhy nástrojů (G-kód), které budou spouštět CNC stroje - frézky, soustruhy, drátové elektroerozivní obráběcí stroje - pro skutečnou výrobu součástí výlisku.

Bezproblémová integrace těchto softwarových nástrojů vytváří digitální vlákno od počátečního konceptu dílu až po hotovou, fyzicky obrobenou nástrojovou ocel. Taková integrace zajišťuje bezproblémový přechod od koncepčních modelů k trvanlivým modelům připraveným k výrobě. raznice řešení.

Budoucí trendy v technologii lisování

Lisovací průmysl pokračuje v inovacích, které jsou poháněny globálními trendy odlehčování, elektrifikace a vysoce efektivní výroby.

• Aditivní výroba (3D tisk) v nástrojích: Ačkoli 3D tisk zatím není vhodný pro výrobu primárních řezných a tvářecích ploch velkoobjemových lisovacích forem, přináší revoluci ve vytváření vložek a součástí lisovacích forem. Díky 3D tisku vložek z nástrojové oceli mohou konstruktéři navrhovat konformní chladicí kanály které kopírují složité obrysy dílu. To umožňuje vysoce efektivní chlazení nástroje, prodlužuje jeho životnost a umožňuje zrychlit časy cyklů, zejména při lisování za tepla.
• Umělá inteligence (AI) a Strojové učení (ML): Budoucnost optimalizace procesů spočívá v umělé inteligenci. Analýzou rozsáhlých souborů dat ze snímačů a systémů kontroly kvality v zápustkách budou algoritmy umělé inteligence schopny provádět úkoly, jako je např:
  • Předvídání opotřebení nástrojů a plánování údržby předtím, než dojde k poruše.
  • Automatické nastavení parametrů lisu v reálném čase pro kompenzaci odchylek ve svitcích materiálu.
  • Optimalizace rozložení pásů pro nové díly na základě poznatků z tisíců předchozích návrhů. Tento přístup směřuje k modelu "chytré továrny", kde se standardizované procesní parametry, podobně jako ty, které jsme vyvinuli pro naše německé a japonské klienty, stávají dynamickými a samovylepšujícími se.
• Nové materiály a odlehčování:Nenasytná snaha automobilového a leteckého průmyslu o odlehčení vozidel podporuje poptávku po lisování pokročilých materiálů, jako jsou ultravysokopevnostní oceli (UHSS), hliníkové slitiny a kompozity. Tyto materiály jsou velmi náročné na tvářitelnost, zpětné pružení a opotřebení nástrojů. Konstrukce budoucích lisovacích forem se bude stále více zabývat novými přístupy k úspěšnému tváření těchto materiálů nové generace a bude integrovat technologii servo lisů se sofistikovanými simulacemi a novými povlaky nástrojů.

Stručně řečeno, konstrukce lisovacích forem je aktivní a vysoce technický obor. Je spojením inženýrství, materiálových věd a dlouholetých praktických zkušeností. Všechna rozhodnutí učiněná mezi první analýzou DFM a konečnou validací ovlivňují náklady a kvalitu výsledného dílu. Vzhledem k tomu, že výroba je stále složitější a přesnější, není již výhodou spolupracovat s dodavatelem, který disponuje nejen nejmodernějším vybavením, ale také hlubokými, na zkušenostech založenými znalostmi celého procesu, včetně konstrukce, materiálové vědy a finální kontroly.