ورق هاي فلزي يا Sheet metal از جمله پراستفاده ترين مواد در كليه كالاها و وسايل مورد استفاده در صنايع هستند و تقريبا صنعتي به كار برده مي شوند. صنايع خودرو پرمصرف ترين صنايع از جهت استفاده از ورق هاي فلزي مي باشند. كل بدنه خودرو از ورق فلزي با ضخامت ها و جنس هاي مختلف ساخته مي شود. براي شكل دهي ورق هاي فلزي از قالب استفاده مي شود. از آنجائيكه رفتار فرم پذيري ورق ها به شدت متاثر از جنس و ضخامت ورق و نيز شكل نهايي مورد نظر است، قالب ها با روشهاي گوناگوني بايد طراحي و ساخته شوند و مسايل زيادي در اين بحث بايد مورد توجه قرار گيرد.
طراحي قالب هاي قطعات ورق فلزي يا Sheet metal بر مبناي فرم گيري شكل قطعه با توجه به كنترل حركت ورق تا فرم گيري نهايي و پرشدن فضاي بين سنبهPunch و ماتریس Die توسط ورق انجام مي گيرد.
بر اين اساس، مخصوصا قسمت هايي از قطعه كه سطوح از چند سو به يكديگر مي رسند يا از يك ديگر دور مي شوند. الزام است حركت ورق به داخل قالب كنترل شود. ورق حين فرم گيري روي سطحي به نام Die Face مي لغزد و اجزاي موجود روي سطح مذكور تاثيرات متفاوتي روي سرعت حركت ورق در واقع مقدار جابجايي ورق در واحد زمان مي گذارند. همچنين صافي سطح Die face روي سرعت حركت ورق تاثيرات شگرفي دارد. به طور خلاصه و ساده، افزايش سرعت حركت ورق منجر به افزايش مقدار ورق حركت كرده به داخل قالب مي شود و ريسك چروك خوردگي افزايش مي يابد.
در عين حال كاهش سرعت حركت ورق، ريسك پارگي ورق حين فرم گيري را افزايش مي دهد.
طراح قالب، با استفاده از ابزار هاي مختلف، Die Face طراحي مي كند كه در قسمتهاي مختلف اجزايي جهت كنترل )كاهش يا افزايش سرعت ورق روي آن تعبيه شده است.
در قطعات با سطوح پيچيده مانند قطعات خودرو، طراحي Die Faceدر مواردي بسيار پيچيده مي شود. به قطعه گلگير جلو خودروي پژو 206 ،يا بدنه جانبي خودروي سمند توجه كنيد. طراح قالب به هنگام طراحي بايد حركت ورق روي قسمت هاي مختلف قطعه و نيز تاثير حركت ورق را روي قسمتهاي مختلف خود ورق بررسي کند و اينكار در خصوص مثال هاي بالا فوق العاده پيچيده مي شود. به همين دليل شغل طراحي قالب بسيار گرانقيمت است.
دانش طراحي قالب، دانشي آميخته و عجين شده با تجربيات كليه موارد تئوريك طولاني فردي است. گرچه امروزه تقريبا طراحي قالب به صورت آكادميك و يا حين خدمت هم آموزش داده مي شوند، ليكن حرف آخر در طراحي قالب را، تجربه طراح قالب و قالبساز مي زند. با توجه به اينكه طراحي و ساخت يك قالب، كاري دشوار و پرريسك است، عملا امكان سعي و خطا و آزمايش دراين باره تقريبا وجود ندارد. نرم افزار AutoForm امكان انجام سعي و خطا در طراحي قالب را فراهم مي آورد. تركيب توانايي شبيه سازي عمليات فرم دهي اين نرم افزار با تجربيات فردي طراح قالب، نتيجه اي بسيار عالي در طراحي قالب ارائه مي كند كه مي تواند منجر به كاهش چشمگير هزينه هاي طراحي و ساخت قالب شود.
AutoForm
AutoForm يك نرم افزار تحليلي CAE است كه به منظور تحليل و شبيه سازي فرايند فرم گيري ورق هاي فلزي استفاده مي شود. اين نرم افزار با استفاده از فرايندهاي تحليلي المان محدود، مي تواند كليه مراحل فرمگيري را شبيه سازي كند و با استفاده از گرافيك قوي مراحل مختلف را با گويا ترين انتخاب هاي تصويري نمايش دهد. به طوري كه نه تنها انواع پارگي و چروك را نشان مي دهد، بلكه در كليه گزارشات ارائه شده از طيف رنگ به خوبي استفاده مي كند. به اين ترتيب كاربر ارتباط بسيار مناسبي را با نتايج تحليل برقرار مي كند.
از جمله امكانات جالب اين نرم افزار، ارائه گزارشات گوناگون از عمليات فرم دهي ورق است. مهمترين و پر استفاده ترين، گزارشات مربوط به پارگي و چروك Wrinkle است. آزمايشات عملي انجام شده توسط نگارنده، صحت گزارشات را بالاي 99 درصد تاييد مي كند. نرم افزار بيش از 15 گزارش مختلف را پس از عمليات فرم دهي به صورت گرافيكي و با قابليت ارائه اطالعات عددي در هر نقطه دلخواه، در اختيار كاربر قرار مي دهد.
نرم افزار AutoForm توانايي ايجاد انواع تصاوير گرافيكي از مراحل مختلف فرم پذيري با ارائه مشخصات كامل در فرمت هاي معمول و قابل استفاده از قبيل jpg را دارد. توليد فايل انيميشن با پسوند.avi يكي ديگر از امكانات جالب اين نرم افزار است.
در تصاوير زير دو گزارش در خصوص فرم پذيري Formability يکي از قطعات بدنه خودرو ديده مي شوند که توسط نگارنده تهيه شده اند. قسمت هاي مختلف قطعه، حين عمليات فرم دهي دچار تغييرات متفاوتي مي شوند. تصاوير اين تغييرات را با رنگ مشخص مي کنند. تصوير دوم همان قطعات را با تغيير در شرايط عمليات پرسکاري،که منجر به تغيير در فرم پذيري شده است را نشان مي دهد. به اين ترتيب طراحي قالب مي تواند به سادگي تغييرات مورد نظر را در شرايط اوليه عمليات از جمله فرم سطح قالب Die Face ايجاد کند و نتيجه کار را بلافاصله ببيند و برداشت مناسبي از کل روند عمليات داشته باشد.
نرم افزار AutoForm ابزارهاي مناسبي براي ساخت سطوح و منحني هاي مورد نياز مانند انواع Bead ،جزئيات Detail مختلف، سطوحBinder و Addendum و… دارد. برخي ابزارهاي CAD نرم افزار به شرح زير هستند
: Curve Manager
نرم افزار AutoForm ديدگاه مناسبي در محاسبه و ارائه منحني هاي يك قطعه دارد. منحني هاي مرزي (Boundary( از جمله پر استفاده ترين منحني ها در سيستم هاي /CAD CAE/CAM هستند كه از طريق منوي manager curve و با روشهاي گوناگون ساخته مي شوند. همچنين نرم افزرار uA toForm ،ابزارهاي مناسبي جهت ارتباط با ديگر نرم افزارها در خصوص رد و بدل كردن منحني ها دارد. توليد منحنيهاي جديد هم در منوي مربوط به Manager Curve به خوبي و بسيار قدرتمند انجام مي شود.
نرم افزار منحني هاي مهمي در طراحي قالب از قبيل line profile Punch را توليد و ارائه مي كند كه بسيار مفيد هستند.
توليد سطوح
نرم افزار AutoForm با ديدگاهي كه به زعم نگارنده به درستي انتخاب شده، سطوح اجزاي مورد نظر قالب را به صورت STL مي سازد.
اجزاي متعددي در طراحي قالب استفاده مي شوند. اين اجزا در نرم افزار AutoForm به سه دسته اساسي تقسيم مي شوند. دسته اول سطوح مربوط به قطعه مورد نظر براي ساخت هستند. دسته دوم سطوح مربوط به قسمتهاي نگهدارنده ورق حين عمليات فرم دهي هستند. سطح ورقگير يا Binder به همراه سطوح موسوم به Beed كه كنترل كننده حركت ورق هستند از جمله سطوح اين دسته هستند. دسته سوم سطوح اضافي هستند كه وظيفه اصلي آنها رساندن سطح ورقگير به سطح قطعه است و Addendum ناميده مي شوند. البته سطوح ديگري به نام Detail هم در طراحي قالب استفاده مي شوند. اگر از سطوح دسته اول، يعني سطح خود قطعه صرف نظر كنيم، AutoForm در توليد كليه سطوح دسته هاي دوم و سوم بسيار قوي و انعطاف پذير عمل مي كند. نرم افزار همچنين از سطوح توليد شده، فايل هاي خروجي با پسوند igs توليد مي كند كه در سطح گذاري قالب نهايي مورد استفاده قرار مي گيرند. سطوح در AutoForm بر اساس مرزها Boundary و منحني هاي مياني ساخته مي شوند و به نحو رضايتبخشي قابل ويرايش و پارامتريك هستند
ماژول Die Designer
نرم افزار در اين ماژول مي تواند با توجه به ورودي هاي مختلف سطوح قطعه، پيشنهاد هاي مناسبي براي سطوح مورد نظر در قالب ازقبيل سطح ورقگير، اجزاي Bead و سطوح مربوط به Addendum ارائه نمايد و به اين ترتيب فرايند مدلسازي و سطح گذاري قالب را بسيار كوتاه نمايد. پيشنهاد هاي ارائه شده توسط نرم افزار، حتي اگر به طور مستقيم قابل استفاده نباشند، ديد بسيار خوبي به طراح قالب براي ادامه مسير مي دهند. طراحي لقمه اوليه (Initial Blank) پرسكاري ورق هاي فلزي، مخصوصا انواع پوشش دار آن، يكي از گرانقيمت ترين اجزاي مورد استفاده در ساخت قطعات ورق فلزي هستند. به طوريكه در مقياس توليد انبوه كاهش هر سانتيمتر مربع ورق مورد استفاده قابل توجه است. اين موضوع به حدي حائز اهميت است كه مي تواند منجر به تغيير در طراحي قالب، و ساخت قالب جديد شود. نرم افزار Auto Form داراي امكاناتي به منظور محاسبه كمترين ميزان الزم ورق و بهترين چيدمان آن است. اين امكانات در ماژولي به نام Designer Blank به كاربر ارائه مي شوند.
كتابخانه جنس ورق Material Library:
عملكرد قطعات، علاوه به شكل و فرم تا حد زيادي به جنس آنها بستگي دارد. انتخاب جنس قطعه كار، فرايند دقيقي است كه در مراحل طراحي قطعه انجام مي شود. فرم پذيري قطعات، به شدت به جنس قطعه و خواص مكانيكي آن Mechanical properties وابسته است. نرم افزارAutoForm داراي كتابخانه مناسبي از انواع جنس ورقهاي مورد استفاده در صنايع مختلف به همراه خواص مكانيكي آنها مي باشد. نرم افزار براي اينكار داراي ماژولي كامل به نام Generator Material است. مزيت عمده اين كتابخانه امكان افزودن اطالعات خواص مكانيكي مواد جديد ورق به آن و ايجاد جنس جديد است. اطلاعات خواص مكانيكي كه از تست هاي مواد بدست مي آيند، توسط فايلهاي بانك اطلاعاتی به نرم افزار معرفي و استفاده مي شوند.
سخن آخر
مانند هر نرم افزار ديگري اجزا و امكانات زيادي در اين نرم افزار تعبيه شده است تا كاربر هرچه دقيقتر بتواند ايده هاي اصلي شكل گيري نرم افزار را پياده سازي كند كه در اين مجال بيش از اين قابل ارائه نبود. ايده ايجاد نرم افزار AutoForm در پرهيز از ”زياده روي در طراحي“ يا باصطلاح Over design است. نتيجه بسيار مهم ديگري كه از استفاده اين نرم افزار حاصل مي شود، تسريع در آموزش نفرات كم تجربه و تازه كار است كه در تجربيات نگارنده به نحو باورنكردني مفيد بود است. صنايع جديد با شتاب فزاينده اي به سمت ايده هاي توليد ناب كه فاقد اتلاف است، پيش مي روند. در اين حركت جايي براي اشتباه نيست. شكل قطعات پيچيده تر مي شوند تا كالاها زيباتر شوند و روشهاي ساخت هر روز متحول مي شوند، تا كالاي مورد پسندتر، ارزانتر به دست مشتري برسند و اين سير، لاجرم كاهش هزينه هاي توليد را طلب مي كند . AutoFormبه شما كمك مي كند ابزارهاي پرسكاري خود را دقيقتر و ارزانتر طراحي كنيد.
