Tool deformation ใน JSTAMP: เมื่อแม่พิมพ์ไม่ได้แข็งเกร็งอย่างที่สมมติ

ในการจำลองทั่วไป แม่พิมพ์ถูกสมมติว่าแข็งเกร็งไม่เสียรูป แต่แม่พิมพ์จริงยุบตัวภายใต้แรงปั๊ม ออปชันนี้นำโครงสร้างแม่พิมพ์จริงเข้ามาคำนวณด้วย เพื่อให้ผล springback ใกล้กับที่จะเกิดบนเครื่องปั๊มจริง

ขอดูการสาธิต กลับไป JSTAMP

0.25 mmแม่พิมพ์ล่างยุบตัวสูงสุด (แม่พิมพ์ B-Pillar เหล็กหล่อ FC300)

26.25 → 29.00ค่า springback สูงสุด แม่พิมพ์แข็งเกร็งเทียบแม่พิมพ์จริง

JAC1180เหล็กหนา 1.2 mm ของชิ้นเสาตัวอย่าง

ปัญหาคืออะไร

ระหว่างปั๊ม แม่พิมพ์รับแรงมหาศาล ทั้งตัวแม่พิมพ์และโครงสร้างรองรับจึงยุบตัวเล็กน้อยในระดับหนึ่งในสิบมิลลิเมตร ฟังดูน้อย แต่ช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์บนกับล่างเปลี่ยนไป แรงกดบนชิ้นงานกระจายไม่สม่ำเสมอ บางจุดกดไม่ถึง บางจุดกดแรงเกิน

ผลที่ตามมาคือชิ้นงานจริงเด้งกลับไม่เหมือนที่จำลองไว้ ยิ่งเป็นเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงอย่าง 1180 MPa ที่ต้องใช้แรงปั๊มสูง ผลนี้ยิ่งชัด

ทำไมการจำลองปกติมองไม่เห็น

การจำลองการขึ้นรูปทั่วไปใช้เฉพาะผิวของแม่พิมพ์และสมมติว่าแข็งเกร็ง (ideal die) วิธีนี้คำนวณเร็วและเพียงพอสำหรับงานส่วนใหญ่ แต่ไม่มีข้อมูลว่าแม่พิมพ์จริงหนาแค่ไหน มีซี่โครงเสริมตรงไหน หรือทำจากวัสดุอะไร จึงไม่เห็นผลของการยุบตัว

ออปชันนี้ทำงานอย่างไร

จำลองการขึ้นรูปใน JSTAMP ตามปกติ โดยใช้ผิวแม่พิมพ์และแผ่นชิ้นงาน
ประกอบเข้ากับโครงสร้างแม่พิมพ์จริง นำผิวแม่พิมพ์มารวมกับโมเดล solid ของชุดแม่พิมพ์ทั้งชุด คือแม่พิมพ์บน (UPR) แม่พิมพ์ล่าง (LWR) blank holder และฐาน
คำนวณการยุบตัวและผลที่ตามมา ได้ค่าการยุบตัวของแม่พิมพ์แต่ละส่วน แล้วนำไปใช้ในผลการขึ้นรูปและ springback เพื่อประเมินชิ้นงานบนแม่พิมพ์จริงแทนแม่พิมพ์ในอุดมคติ

สไลด์ขั้นตอนการวิเคราะห์ tool deformation: ผิวแม่พิมพ์จาก JSTAMP การรวมกับโครงสร้างแม่พิมพ์แบบ solid และผลการยุบตัวของแม่พิมพ์บนและล่าง — จากซ้าย: การจำลองการขึ้นรูปใน JSTAMP ผิวแม่พิมพ์ที่รวมกับโครงสร้างแม่พิมพ์แบบ solid และผลการยุบตัวของแม่พิมพ์บน (UPR สูงสุด 0.14) และแม่พิมพ์ล่าง (LWR สูงสุด 0.20) สไลด์: เอกสารนำเสนอของ JSIM, JSTAMP/NV

ตัวอย่าง: ชิ้นเสา เหล็ก JAC1180 หนา 1.2 mm

สไลด์เทียบผล springback ของชิ้นเสาชิ้นเดียวกันบนแม่พิมพ์แข็งเกร็ง (ideal die) กับแม่พิมพ์จริง (actual die) อ่านค่าที่ตำแหน่งเดียวกันตามป้ายในสไลด์

ค่า springback บนแม่พิมพ์แข็งเกร็งและแม่พิมพ์จริง
ตำแหน่งในสไลด์	แม่พิมพ์แข็งเกร็ง	แม่พิมพ์จริง
ค่าสูงสุด	26.25	29.00
ค่าต่ำสุด	−13.64	−17.30
ขอบขวาล่าง	15.07	9.36
ขอบล่างกลาง	6.63	11.09

สไลด์เทียบผล springback ของชิ้นเสา JAC1180 หนา 1.2 mm บนแม่พิมพ์แข็งเกร็งกับแม่พิมพ์จริง พร้อมโมเดลชุดแม่พิมพ์ด้านซ้าย — ผล springback ของชิ้นเสา (JAC1180 หนา 1.2 mm) บนแม่พิมพ์แข็งเกร็ง (บน) และแม่พิมพ์จริง (ล่าง) ข้างโมเดลชุดแม่พิมพ์ สไลด์: เอกสารนำเสนอของ JSIM, JSTAMP/NV

อีกสไลด์แสดงการยุบตัวของแม่พิมพ์ล่างของชิ้น B-Pillar ที่ทำจากเหล็กหล่อ FC300 ยุบตัวสูงสุด 0.25 mm และต้องขยายภาพการเสียรูป 500 เท่าจึงจะมองเห็น

สไลด์การยุบตัวของแม่พิมพ์ล่างชิ้น B-Pillar เหล็กหล่อ FC300 สูงสุด 0.25 mm และภาพที่ขยายการเสียรูป 500 เท่า — การยุบตัวของแม่พิมพ์ล่าง (LWR) ของแม่พิมพ์ B-Pillar เหล็กหล่อ FC300: สูงสุด 0.25 mm (ซ้าย) และผลเดียวกันที่ขยายการเสียรูป 500 เท่า (ขวา) สไลด์: เอกสารนำเสนอของ JSIM, JSTAMP/NV

ประเด็นสำคัญ: แม่พิมพ์ขยับไม่ถึง 0.3 mm แต่ springback ของชิ้นงานบางจุดเปลี่ยนไปหลายหน่วยบนสเกล ถ้าชดเชยแม่พิมพ์จากผลที่สมมติว่าแม่พิมพ์แข็งเกร็ง ชิ้นงานจริงอาจยังไม่ได้ตามแบบ

ควรใช้เมื่อไร

ชิ้นงานเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่ต้องใช้แรงปั๊มสูง
เมื่อผลจำลองกับชิ้นงานทดลองปั๊มต่างกัน ทั้งที่ข้อมูลวัสดุดีแล้ว
ก่อนชดเชย springback ของแม่พิมพ์ เพื่อให้การชดเชยอิงพฤติกรรมของแม่พิมพ์จริง
เมื่อต้องตรวจว่าโครงสร้างแม่พิมพ์แข็งพอ หรือต้องเสริมซี่โครงตรงไหน

เกี่ยวข้อง

แหล่งที่มา

ตัวอย่างและรูปจากเอกสารนำเสนอของ JSIM ที่ทำด้วย JSTAMP/NV

springback ไม่ตรงกับที่จำลองไว้

ส่งชิ้นงาน เกรดเหล็ก และแม่พิมพ์มาให้เรา เราจะแสดงว่าการยุบตัวของแม่พิมพ์เปลี่ยนผลอย่างไร

ขอดูการสาธิต กลับไป JSTAMP