Инкрементальная формовка (Single Point Incremental Forming)

Для освоения новых технологий обработки металлов давлением необходим подход с максимально эффективным использованием информационных технологий. Этот принцип заложен в системах с ЧПУ и может быть реализован в области обработки листового материала давлением. Основа успешного развития производства — быстрое реагирование на спрос. Исходя из этого, одним из важнейших факторов на производстве является его гибкость и возможность в кратчайшие сроки обеспечить потребности заказчика. В области обработки металлов давлением такой подход затруднен, так как для реализации новых технологий необходимо время для их освоения и производства штамповой оснастки, а также значительные капиталовложения на этапах подготовки производства. Использование технологии инкрементальной штамповки листового материала позволяет оперативно реагировать на потребности рынка путем быстрого и качественного восполнение этих потребностей за счет значительного снижения трудоемкости подготовки производства и последующего изготовления деталей.

Основу экономики любой страны составляет производство, создание экономического продукта. Наиболее эффективно предприятия функционируют в условиях цивилизованного рынка. При рыночных отношениях основой успешного развития производства является спрос на его продукцию, а также наличие здоровой конкуренции развитой рыночной инфраструктуры, демонополизация экономики.

В отличие от информационных и подобных востребованных технологий современного рынка, не требующих значительных материальных вложений, в машиностроении для реализации и внедрения новых технологий необходимо время для их освоения при значительных капиталовложениях на этапах подготовки производства. Для технологий обработки металлов давлением, например, необходимо спроектировать и изготовить штамповую оснастку, экономическая целесообразность которой наиболее обоснована только в условиях серийного производства. Далее ставится вопрос о наличии подходящего прессового оборудования и средств механизации и автоматизации. Все это в совокупности приводит к замедлению выхода готовой продукции и, как следствие, к снижению конкурентоспособности предприятия.

Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является максимальная степень интеграции информационных технологий в область обработки металлов давлением. Технологии инкрементальной формовки (формовки с локализацией очага пластической деформации) — одно из направлений в развитии гибких производств при обработке металлов давлением (ОМД). Последнее 10-летие они успешно исследуются и реализуются на предприятиях Японии, США, а также некоторых странах Европы.

Внедрение технологии инкрементной формовки позволит:

• уйти от жестких и дорогих носителей формы (штамповая оснастка) и перейти на управляющие программы посредствам внедрения комплексного моделирования процессов формообразования листовых деталей;
• повысить производительность процесса формообразования за счет применения роботов типа KUKA (привода робота обеспечивают высокую скорость перемещения инструмента в зоне деформации заготовки)
• за счет локализации очага пластической деформации повысить формообразующие характеристики материала до уровня 60-70% от состояния сверхпластичности, без температурного нагрева;
• за счет сложных перемещений робота распределить равномерно деформации по всей заготовке, что благотворно повлияет прочностные характеристики и качество изделия.
• за счет разработанных управляющих программ для робота минимизировать человеческий фактор, что повысит точность и стабильность процесса формоизменения листовых заготовок
• интегрировать технологию машинного зрения для контроля процесса формообразования и идентификации возможных дефектов.

Апробация

• Проведен натурный эксперимент в ФГБОУ ВО «ИРНИТУ» на базе НИЛ высокоточной сборки и монтажа конструкций и сооружений и с помощью промышленного робота KUKA KR10 R1100.
• Проведен натурный эксперимент в ООО "ФАБРИКА ОКОН И ДВЕРЕЙ" на 2+1 координатном фрезерном станке RJ 2040 АТС
• Изготовлена станина для многоразового использования при инкрементальной формовки на ООО "ФАБРИКА ОКОН И ДВЕРЕЙ"
• Данный проект поддержан грантом в рамках Программы «Приоритет 2030»