ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.7.043
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-4-163-170
Аннотация
В статье рассмотрены результаты экспериментального исследования формообразования листового проката меди марки М1 с помощью инструмента из полилактида. Формообразующий инструмент изготавливался из полилактида по экструзионной аддитивной техонлогии (FFF – Fused Filament Fabrication, послойное наплавление пластика). Выполнен анализ литературных источников и выделены примеры применения инструмента из полимерного материала, изготовленного методом 3D-печати для выполнения различных формообразующих операций обработки давлением, что подчеркивает актуальность вопроса, исследуемого в статье. Исследованы и выбраны оптимальные режимы 3D-печати формообразующего инструмента из полимерного материала, важной особенностью которого является 100%-е заполнение при температуре 3D-печати 210С. В качестве методов исследования выбраны испытание на сжатие, металлографический метод, метод измерения микротвердости, компьютерное моделирование. Полученные результаты показывают принципиальную возможность выполнения гибки заготовок из меди М1 с применением полимерного инструмента. Моделирование операции гибки программой QForm выполнено по результатам натурного эксперимента; получено хорошее согласование между расчетом и экспериментом. Для компьютерного моделирования выбрана модель материала, позволяющая оценить сопротивление деформации в зависимости от температурно-скоростных условий деформирования, из открытых источников. Исследовано влияние температурно-скоростного режима деформирования образцов меди М1 на эволюцию микроструктуры. Микротвердость по Виккерсу деформированных образцов М1 измерялась при нагрузке на индентор 50 г. Выявлены особенности изменения микротвердости в зависимости от скорости деформации. В заключении статьи приводятся рекомендации о возможности применения штампового инструмента из полилактида для мелко- и среднесерийного производства.
Ключевые слова
медь марки М1, компьютерное моделирование, программа QForm, полилактид PLA, 3D-печать, микроструктура, формообразование, листовая заготовка
Для цитирования
Формообразование листовых заготовок из меди М1 полимерным инструментом из полилактида PLA / Куликов А.Д., Бурлаков И.А., Петров П.А., Полшков П.А., Деметрашвили И.С. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №4. С. 163-170. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-4-163-170
1. Development of a framework for the flexibility assessment of automotive production concepts / Kampker A., Bergweiler G., Hollah A., Bickendorf P., Hoffmann F. // Procedia CIRP. 2019, no. 81, pp. 34-39.
2. Агеев Н.П., Данилин Г.А., Огородников В.П. Вытяжка в штампах полых тонкостенных деталей машино- и приборостроения: в 2 ч. Тверь: Герс, 1997-1998. Ч. 1: Механические основы процесса вытяжки. 1997. 336 с. Ч. 2: Проектирование технологических процессов. 1998. 257 с.
3. Ходырев В.А. Проектирование, изготовление и эксплуатация штампов с полиуретаном. Пермь: Кн. изд-во, 1975. 365 с.
4. Шелухин А.С. Исследование процесса вытяжки эластичной матрицей с политропическим регулированием давления: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1971. 21 с.
5. РД 37.002.0490-86. Конструирование штампов листовой штамповки. М.: НПО «НИИТавтопром», 1987. 4.1-2.
6. Повышение прочности формообразующего инструмента из полилактида PLA методом закалки / Полшков П.А., Бурлаков И.А., Петров П.А., Сапрыкин Б.Ю. // Станкоинструмент. 2023. № 1. С. 58-65.
7. Звонов С.Ю. Разработка и исследование моделированием в программе QForm процесса гибки изделия типа «Улитка» на инструменте из PLA-пластика // QForm Форум «Моделирование процессов штамповки, прокатки и прессования в QForm». М., 2023.
8. Nader Asnafi et al. Design and Validation of 3D-Printed Tools for Stamping of DP600 // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019.
9. Aksenov L.B., Kononov I.Y. 3D Printed Plastic Tool for Al Thin-Sheet Forming // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019 (337). (In Russ.)
10. Lasse Langstädtler et al. Rapid Tooling for Impulse Forming. https://www.researchgate.net/publication/350858236 (дата обращения: 19.01.2024).
11. Логинов Ю.Н. Медь и деформируемые медные сплавы: учеб. пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 136 с.
12. Руководство пользователя системы QForm (в электронном виде). ООО «КванторФорм», 2019. https://www.qform3d.ru/ (дата обращения: 19.01.2024).