Numerisk simulering og eksperimentelle forsøg med koldflydepresning

Dette projekt omhandler undersøgelse af 2 airbag-komponenter, henholdsvis plug end, som er en prop til en trykflaske, og bottom house, som indgår i et sprængkammer. Undersøgelsen omhandler tolerancer af kritiske dimensioner samt en evt. løsning til at forbedre disse tolerancer. Grunden til, at komponenterne ikke overholder de kritiske tolerancer, ligger enten i temperaturen, elastiske udbøjninger, eller i at værktøjerne ikke er præcise nok. Til nærmere undersøgelse af dette blev der foretaget en numerisk simulering med programmet Finite Element Method (FEM) samt eksperimentelle forsøg. Teorien er, at hvis simuleringerne og de eksperimentelle forsøg stemmer overens, kan værktøjernes dimensioner forudsiges med anvendelse af FEM-programmet, hvorved der kan opnås mere præcise tolerancer på komponenterne. Der blev kun foretaget eksperimentelle forsøg af plug end’en. Til de numeriske simuleringer var der brug for en præcis beskrivelse af forholdene, som bl.a. kom fra friktions-, samt materialetests. Simuleringerne var primært fokuseret på temperaturer og udbøjninger, der opstår, når emnerne presses. Dernæst blev værktøjerne til de eksperimentelle forsøg udstyret med termofølere. Selve emnerne til forsøget var blevet tilsendt af virksomheden Piper Impact, der fremstille disse komponenter. Testemnerne blev derefter opmålt i metrolab. Disse data samt temperaturdataene blev analyseret og sammenlignet med dataene fra de numeriske simuleringer. For plug end’en var det spændingerne i emnematerialet og temperaturerne i næsen af dornen, der var skyld i toleranceproblemerne. For bottom house var det primært udbøjninger, der var årsagen til toleranceafvigelserne. Det resulterede i, at dornen for plug end’en skulle have parallelle sider i næsen, se fig. 1 for de forsøg, der blev udført i værkstedet. For Piper Impact skal dornen være kegleformet yderst i næsen for at kompensere for den termiske udvidelse, se fig. 2. Med hensyn til bottom house komponentens afvigelser mellem de to plane flader, kan dette problem muligvis løses ved at fjerne 2/10 mm af værktøjet. Afvigelserne for flangen vil kunne løses ved at slibe værktøjet således, at de under processen fremkomne udbøjninger, bliver ophævet.