Właściwości przetłoczeń usztywniających kształtowanych w cienkich blachach z lotniczego stopu aluminium 2024-T3 metodą formowania przyrostowego

• Autorzy: Kubit A. , Wydrzyński D. , Bucior M. , Kluz R.

Warianty tytułu

EN

The properties of the stiffening ribs shaped in thin sheets with aviation alloy 2024-T3 by incremental forming method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, dotyczących podłużnych przetłoczeń w cienkich blachach, pełniących rolę ryfli usztywniających. Zagadnienie dotyczy przetłoczeń kształtowanych w blachach z lotniczego stopu aluminium 2024-T3 obustronnie platerowanych, o grubości 0,4 mm. Przetłoczenia wykonano relatywnie nową technologią tzw. kształtowania przyrostowego, która polega na punktowym odkształcaniu materiału poprzez narzędzie w formie trzpienia stopniowo zagłębiane w materiale, zgodnie z określoną ścieżką determinującą kształt finalnego przetłoczenia. Formowanie prowadzono przy użyciu trzy-osiowej frezarki numerycznej stosując narzędzie o średnicy 6 mm z promieniem na czole o wartości R3. Kształtowano przetłoczenia o długości 120 mm oraz szerokości 20 mm. W ramach badań rozpatrywano różne głębokości przetłoczeń stopniując je co 1 mm w zakresie od 1 do 5 mm. Największą wartość głębokości o podanej wartości przyjęto, ponieważ przy większej głębokości od 5,5 mm kształtowana blacha ulegała pękaniu, dlatego wartość 5 mm uznano za maksymalną, dla której prowadzono analizy. Dla opisanych przetłoczeń przeprowadzono statyczne próby wyboczenia, a na ich podstawie stwierdzono, że głębokość przetłoczenia równa 4 mm, jest wartością krytyczną, gdyż siła wyboczenia dla przetłoczeń w zakresie od 1 do 4 mm wzrasta wprost proporcjonalnie do głębokości przetłoczenia, natomiast przy głębokości równej 5 mm siła ta ulega spadkowi.

EN

The paper presents the results of experimental research on longitudinal ribbing in thin sheets, made as stiffening ribs. The issue concerns ribbing formed in 2024-T3 aluminum alloy plates, 0.4 mm thick. The embossing was made using a relatively new technology, the so-called incremental sheet forming, which is a point of deformation of the material through the tool in the form of a plunger, gradually penetrated into the material in accordance with a defined path that determines the shape of the final embossing. Forming was carried out using a three-axis numerical milling machine using a 6 mm diameter tool with a head radius of R3. Embossments 120 mm long and 20 mm wide were formed. As part of the research, different depths of embossing were considered, grading them every 1 mm in the range from 1 to 5 mm. The highest value of the depth with the given value was assumed, because above the 5.5 mm depth the shaped sheet was cracking, so the value of 5 mm was considered the maximum for which the analyzes were carried out. For the described embossments static buckling tests were made, on the basis of which it was found that the embossing depth of 4 mm is a critical value, because the buckling force for extrusions in the range from 1 to 4 mm increases in direct proportion to the depth of the ribbing, while at a depth of 5 mm force this falls.

Słowa kluczowe

PL

formowanie przyrostowe; przetłoczenia usztywniające; badania na wyboczenie

EN

incremental sheet forming; stiffened ribs; buckling tests

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Warszawski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Automatyzacja Montażu
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 28--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kubit A.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji Politechniki Rzeszowskiej, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Wydrzyński D.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji Politechniki Rzeszowskiej, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Bucior M.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji Politechniki Rzeszowskiej, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Kluz R.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji Politechniki Rzeszowskiej , Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Bagudanch I., et. al. 2017. “Revisiting formability and failure of polymeric sheets deformed by Single Point Incremental Forming”. Polymer Degradation and Stability 144: 366–377.
• [2] Centenoa G. et. al. 2017. “Recent approaches for the manufacturing of polymeric cranial prostheses by Incremental Sheet Forming”. Procedia Engineering (183): 180–187.
• [3] Devarajan N. et. al. 2014. “Complex incremental sheet forming using back die support on aluminium 2024, 5083 and 7075 alloys”. Procedia Engineering (81): 2298–2304.
• [4] Emmens W.C. 2010. “The technology of Incremental Sheet Forming – A brief review of the history”. Journal of Materials Processing Technology (210): 981–997.
• [5] Jackson K.P., Allwood J.M., Landert M. 2008. “Incremental Forming of Sandwich Panels”. Journal of Materials Processing Technology (204/1–3): 290–303.
• [6] Jadhav S. et. al. 2003. “Process optimization and control for incremental forming sheet metal forming”. Proceedings of the International Deep Drawing Research Group Conference, IDDRG, Bled, Slovenia, 165–171.
• [7] Jeswiet J. 2005. “Asymmetric single point incremental forming of sheet metal”. Annals of CIRP Vol. 54 (2): 623–650.
• [8] Le V.S., Ghiotti A., Lucchetta G. 2008. “Preliminary Studies on Single Point Incremental Forming for Thermoplastic Materials”. International Journal of Material Forming (1): 1179–1182.
• [9] Marques T.A., Silva M.B., Martins P.A.F. 2012. “On the potential of single point incremental forming of sheet polymer parts”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 60, issue 1–4: 75–86.
• [10] Naranjo J. et. al. 2017. “Influence of temperature on alloy Ti6Al4V formability during the warm SPIF process”. Procedia Engineering (207): 866–871.
• [11] Raju C., Haloi N., Narayanan C.S. 2017. “Strain distribution and failure mode in single point incremental forming (SPIF) of multiple commercially pure aluminum sheets”. Journal of Manufacturing Processes (30): 328–335.
• [12] Sá de Farias J. 2014. “Towards smart manufacturing techniques using incremental sheet forming”. Smart manufacturing innovation and transformation: Interconnection and Intelligence, IGI Global.
• [13] Salem E. 2016. “Investigation of thickness variation in single point incremental forming”. Procedia Manufacturing Vol. 5: 828–837.
• [14] Shim M.S., Park J.J. 2001. “The formability of aluminum sheet in incremental forming”. Journal of Material Processing Technology Vol. 113, Issue 1–3: 654–658.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).