Přehled obsahu: Temperace na míru
- Co je temperování na míru?
- Proč bylo vyvinuto temperování na míru?
- Jaké jsou výhody temperování na míru?
- Jak fungují formy SoftZone a jaké jsou rozdíly oproti běžnému tváření za tepla?
- Pohled do budoucnosti přizpůsobených vlastností součástí
Na míru místo standardu: nové přístupy k návrhu komponentů
Co je temperování na míru?
Temperování na míru (částečné kalení lisováním), zavedený proces tváření za tepla, nabízí možnost kombinovat částečně (lokálně) odlišné vlastnosti z hlediska pevnosti a prodloužení v monolitické součásti.
Temperování na míru je vysoce rozvinutý proces tváření za tepla, při kterém jsou součásti cíleně různě kaleny. Na rozdíl od běžných nástrojů pro tváření za tepla, kde je součást po tváření ochlazena, je v nástroji SoftZone součást ochlazena pouze částečně a není ochlazena úplně. Tento proces umožňuje vytvářet různé stupně tvrdosti v rámci jedné součásti, přičemž některé oblasti zůstávají měkčí (SoftZones) a jiné tvrdší, což umožňuje přesné nastavení vlastností materiálu v součásti.
Oblasti použití forem Tailor Tempering a SoftZone jsou rozmanité. V automobilovém průmyslu se například používají při výrobě nárazových konstrukcí, které vyžadují vysokou pevnost v kombinaci s absorpcí energie. SoftZone jsou důležité zejména tam, kde je vyžadována řízená tvarovatelnost a absorpce energie.
Příklady z praxe:
- Nárazové konstrukce: SoftZones jsou integrovány do oblastí vozidla, které jsou navrženy tak, aby absorbovaly a rozptýlily energii v případě nehody. To umožňuje cílenou deformaci a pohlcování energie nárazu, čímž je zajištěna lepší ochrana cestujících.
- Rámy dveří a sloupky: Tyto oblasti mohou být navrženy s cílenými měkkými zónami, které v případě bočního nárazu pohlcují energii nárazu do podlahy vozidla, a tím zachovávají strukturu vozidla.
Proč bylo vyvinuto temperování na míru?
Konvenční tváření za tepla dosáhlo svých limitů, pokud jde o složitou rovnováhu mezi požadavky na bezpečnost a úsporou hmotnosti. Automobily by měly chránit cestující v případě nehody, ale zároveň by měly být dostatečně lehké, aby se minimalizovala spotřeba paliva a snížily emise. Pro splnění požadavků na zvýšenou bezpečnost a zároveň lehkou konstrukci bylo vyvinuto temperování na míru. Prostřednictvím cíleného kalení a vytváření měkkých zón lze komponenty speciálně navrhnout tak, aby v kritických oblastech poskytovaly maximální pevnost a v ostatních oblastech řízenou deformovatelnost.
Jaké jsou výhody temperování na míru?
- Zvýšená bezpečnost díky vynikajícím vlastnostem při nárazu: Cílené zpevnění během temperování na míru může zajistit, že určité oblasti vozidla budou obzvláště odolné, což zvýší ochranu cestujících v případě nehody.
- Snížení hmotnosti: Lehčí komponenty pomáhají snížit hmotnost vozidla, což snižuje spotřebu paliva a emise CO₂.
- Volnost designu: Výrobci mohou realizovat složitější a inovativnější konstrukce, aniž by byla ohrožena bezpečnost.
- Výroba jednotlivých dílů: Výroba dílů s lokálně odlišnými, přesně nastavenými vlastnostmi prodloužení a pevnosti - v jediném pracovním kroku z homogenního ocelového plechu, zcela bez svařování různých typů plechů.
Jak fungují nástroje SoftZone a jaké jsou rozdíly oproti tradičnímu tváření za tepla?
Při tradičním tváření za tepla je celá součást zpracována rovnoměrně, což znamená, že všechny oblasti mají stejnou pevnost. To často vede ke kompromisům mezi pevností a tvářitelností. Naproti tomu temperování na míru využívá cílené tepelné zpracování k vytvoření různých stupňů tvrdosti v rámci součásti. To umožňuje, aby určité oblasti, jako jsou například nárazové zóny, byly měkčí a více absorbovaly energii, zatímco jiné oblasti zůstávají extrémně tvrdé a stabilní.
Forma SoftZone se skládá ze dvou nebo více různých oblastí, které jsou od sebe odděleny izolační deskou v přechodové oblasti. Jednou z těchto oblastí je „chlazená oblast“, ve které je součást po tváření ochlazena vodou. Druhá oblast, známá jako oblast SoftZone, je „vyhřívaná oblast“, ve které se vložky formy zahřívají na teplotu přibližně 550 °C.
Před tvářením se polotovar formy zahřeje na teplotu přibližně 950 °C, poté se vloží do nástroje SoftZone a součást se vytvaruje. V chlazené oblasti tvářecího nástroje je součást rychle ochlazena vodou, zatímco v oblasti SoftZone má delší dobu zdržení, což vede k většímu prodloužení součásti. I po vytvarování zůstává součást v oblasti SoftZone zahřátá a pomalu se ochlazuje na vzduchu, což zabraňuje jejímu martenzitickému zkřehnutí a dává jí jiné vlastnosti.
Pohled do budoucnosti přizpůsobených vlastností komponent
V neustále se vyvíjejícím světě obrábění kovů jsou formy Tailor Tempering a SoftZone příkladem inovativních technik, které pomáhají posunout výkonnost a všestrannost součástí na novou úroveň. Vývoj technologie Tailored Tempering již způsobil převrat v našem uvažování o konstrukci a bezpečnosti vozidel. Cesta však ještě zdaleka nekončí. S každým technologickým pokrokem se otevírají nové možnosti a aplikace.
Mezitím můžeme být hrdí na pokrok, kterého jsme díky Tailored Tempering již dosáhli. Tato technologie opět ukazuje, jak jdou inovace a inženýrství ruku v ruce, aby náš svět byl bezpečnější a efektivnější.
