Niekonwencjonalne procesy kształtowania objętościowego

Zapotrzebowanie na materiały o lepszych właściwościach użytkowych i nowe bądź ulepszone, ze względów ekonomicznych i ekologicznych, technologie ich wytwarzania, inspirują do poszukiwań nowych materiałów i nowych technologii ich otrzymywania. Badania objęły analizę wpływu drogi odkształcenia na parametry siłowo-energetyczne oraz strukturę materiału w procesach ściskania z równoczesnym lub sekwencyjnym skręcaniem. Uzyskane wynik były podstawą do opracowania projektu i wykonania walcarki umożliwiającej walcowanie z równoczesnym osiowym, oscylacyjnym ruchem walców. Przeprowadzone próby walcowania pozwoliły na określenie parametrów zapewniających uzyskanie wyrobów o wymaganych cechach geometrycznych oraz ustalenie wpływu tych parametrów na siłę, pracę odkształcania i strukturę materiału. Badania przeprowadzono również dla procesu segmentowego kształtowania. Proces ten pozwala na wytwarzanie elementów o małej grubości w stosunku do wymiaru poprzecznego odkuwki oraz wykonywanie, dowolnie rozmieszczonych, lokalnych wgłębień. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla elementu o zarysie kołowym z promieniowo rozmieszczonymi wgłębieniami (żebrami). Analiza przebiegu płynięcia materiału w trakcie wgłębiania segmentów stempla wykazała możliwość uzyskiwania wgłębienia o dużej powierzchni w wyniku sumowania wgłębień pojedynczych segmentów o bardzo małej powierzchni. Obydwa sposoby odkształcania, walcowanie z równoczesnym poosiowym ruchem walców i kształtowanie segmentowe, znacznie rozszerzają możliwości procesów objętościowej obróbki plastycznej w zakresie oddziaływania na strukturę właściwości materiałów oraz możliwych do uzyskania cech geometrycznych wyrobów. Pełne rozpoznanie możliwości jakie dają te procesy wymaga przeprowadzenie dalszych badań.

The demand for materials with better operation properties and for new or improved technologies of manufacturing them are a motivation for searching new materials and new technologies of obtaining them. The investigation included the analysis if the influence of the deformation path on the force and energetic parameters as well as on the material structure in the processes of compression with simultaneous or sequential twisting. The results obtained were a basis for the design and execution of a rolling mill able to perform rolling with simultaneous axial oscillating motion of the rolls. The rolling tests performed have allowed for the determination of the parameters ensuring products with the required geometrical features and determination of the influence of those parameters on the force, deformation work and material structure. Investigation of incremental forming has also been performed. The process makes it possible to manufacture elements with small thickness in relation to the transverse dimension of the forging, as well as to make local recesses situated at any place .Experiments were performed for an element with circular outline with radially oriented recesses (ribs). The analysis of material flow during the punch penetration has shown the possibility of obtaining a recess with large area as a result of summing single recesses of very small areas. Both ways of deformation, i.e. rolling with simultaneous axial motion of the rolls and incremental forming, significantly extend the possibilities of the volumetric metal forming in the scope of influencing the material structure and properties, as well as the obtainable geometrical features of the products. A full recognition of the possibilities offered by those processes requires further investigation.