Pengaruh gesekan dan pelumasan pada proses stamping logam
Selama proses stamping lembaran logam, lembaran tersebut selalu bersentuhan dengan alat. Kontak ini tidak bersifat statis melainkan dinamis karena pelat logam mengalir di atas permukaan pahat, yaitu terjadi gerak relatif antara pelat dan pahat. Meskipun permukaan lembaran dan alat tampak halus tanpa bantuan penglihatan, di bawah mikroskop mereka memperlihatkan bentuk yang kompleks.
Permukaan lembaran dan perkakas mempunyai distribusi kekasaran yang terdiri dari serangkaian puncak dan lembah dengan ketinggian, kedalaman, dan jarak yang bervariasi, seperti ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2. Distribusi kekasaran lembaran logam akan bervariasi tergantung pada jenis bahan, kadar dan pelapisan, sedangkan distribusi kekasaran perkakas akan bervariasi tergantung pada jenis bahan dan cara pengerjaannya.
Karena ketidakteraturan pada permukaan lembaran dan perkakas, terdapat resistensi terhadap gerakan relatif. Sederhananya, hambatan terhadap gerakan relatif ini disebut "gesekan", itulah sebabnya pelumas diterapkan pada pelat logam untuk mengurangi hambatannya dan dengan demikian mengurangi gesekan. Perbandingan antara gaya gesek dan gaya kontak dua benda bergerak diwakili oleh koefisien gesekan "μ", yang besarnya bergantung pada sistem tribologi itu sendiri dan proses pembentukannya, seperti suhu lembaran, kecepatan injakan. , tekanan kontak dan regangan lembaran.
Kami memahami dari mana asal gesekan dan mengapa kami perlu mengoleskan pelumas pada lembaran sebelum dicap. Sekarang, kita akan fokus pada bagaimana jumlah pelumasan mempengaruhi kualitas panel selama proses pembentukan. Anda dapat lebih memahami efek pelumasan melalui gambar di bawah ini.
Semua panel yang ditunjukkan pada gambar di bawah disimulasikan dalam AutoForm menggunakan model gesekan yang dibuat dengan TriboForm. Perhatikan bahwa bila tidak menggunakan model gesekan, simulasi dijalankan dengan koefisien gesekan konstan "μ". Saat menggunakan model gesekan, pengguna dapat mengubah jumlah pelumasan sambil melakukan simulasi panel; dan bergantung pada seberapa sensitif panel terhadap gesekan, jumlah pelumasan akan berdampak berbeda pada kualitas panel.
Semakin tinggi jumlah pelumasan maka semakin rendah resistensi terhadap gerakan, yaitu material kemudian bergerak bebas pada permukaan pahat secara tidak terkendali sehingga menimbulkan kerutan. Sebaliknya, jika jumlah pelumasan yang diberikan pada lembaran sangat sedikit, maka resistensi terhadap gerakan akan sangat tinggi. Resistensi yang tinggi ini memaksa lembaran logam untuk meregang melebihi jumlah yang diperlukan, menghasilkan penipisan yang luas dan, dalam beberapa kasus, retakan yang luas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Oleh karena itu, menggunakan jumlah pelumasan yang tepat saat menarik panel menjadi hal yang sangat penting, begitu juga dengan menemukan jumlah pelumasan optimal yang diperlukan. Gambar 5 menunjukkan lembaran yang tidak kusut dan retak jika pelumas digunakan dengan benar.
Sama seperti proses manufaktur lainnya, pemberian pelumas pada lembaran dapat menimbulkan beberapa ketidakkonsistenan seperti kebisingan. Artinya jika pengguna memutuskan untuk menggunakan 1g/m2 pelumas pada panel, sehingga menghasilkan panel bebas cacat, berapakah probabilitas robot akan menyemprotkan jumlah pelumas yang tepat pada panel setiap saat? Misalnya, jika keakuratan peralatan adalah 85%, deviasi pelumas akan menjadi 0.85 - 1.15g/㎡, yang dapat menyebabkan beberapa masalah jika panel sangat sensitif terhadap gesekan. Oleh karena itu, penting untuk menemukan kisaran jumlah pelumasan yang aman dan memastikan bahwa peralatan menyemprotkan pelumas dalam kisaran tersebut.
Menemukan "jumlah optimal" pelumas di panel yang tidak menimbulkan banyak cacat permukaan dan pada saat yang sama tidak menunjukkan nilai pengenceran yang tinggi bergantung pada alat simulasi yang akurat, seperti menggunakan plug-in TriboForm dengan AutoForm.
Saat mempertimbangkan sistem tribologi cetakan AHSS, ada tiga hal penting yang perlu dipertimbangkan, yaitu: 1) Dampak gesekan dan tribologi pada springback; 2) Cetakan AHSS menghasilkan suhu yang lebih tinggi, yang sekali lagi mempengaruhi perilaku gesekan; 3) Pencetakan AHSS Penggunaan material perkakas yang berbeda memiliki efek baru pada perilaku gesekan dalam pembentukan dan simulasi. Ketiga fenomena di atas harus diperhitungkan dalam pembentukan simulasi, yang hanya dapat dicapai dengan menggunakan model gesekan tingkat lanjut.
Tentu saja AHSS lebih punya springback ketika membentuk, misalnya saja komponen otomotif. Springback dapat sangat dipengaruhi oleh perilaku gesekan yang diatur dalam simulasi pembentukan lembaran logam. Ini juga mengapa Anda harus meningkatkan perilaku gesekan dalam simulasi stamping. Hal ini pada gilirannya menghasilkan prediksi rebound yang lebih baik. Gesekan menentukan jumlah pengekangan pada suatu bagian, dan berdasarkan hal ini, perilaku pegas akan terpengaruh. Selain itu, penting untuk mempertimbangkan bahwa ketika membentuk AHSS, tekanan kontak yang lebih tinggi antara pahat dan lembaran biasanya diamati, itulah sebabnya gesekan menjadi sangat penting, dan gesekan menyebabkan peningkatan suhu pada material, yang berdampak negatif pada material. Untuk baja karbon rendah, urutan besarnya ini tidak akan terjadi. Oleh karena itu, gambaran yang tepat tentang perubahan suhu dan pengaruhnya terhadap perilaku gesekan sangat penting untuk simulasi pembentukan AHSS.
Selain itu, bahan pembentuk AHSS memerlukan penggunaan baja perkakas yang biasanya tidak digunakan pada baja berkekuatan sedang. Daripada mempertimbangkan perkakas yang terbuat dari besi tuang, kita sekarang harus mempertimbangkan efek tribologi dari perkakas yang lebih keras yang terbuat dari kandungan karbon dan kromium tertentu. Bahan cetakan ini juga berdampak pada sifat tribologi. Inilah sebabnya mengapa pengguna harus mempertimbangkan hal ini bersama dengan pemilihan pelumas selama penyetelan simulasi. Model gesekan yang baik harus memperhitungkan semua keterkaitan ini ketika membuat model gesekan.
Jika Anda memiliki model gesekan tingkat lanjut dalam simulasi pembentukan Anda, maka Anda perlu memperkenalkan sistem tribologi realistis ke dalam simulasi pembentukan lembaran logam Anda. Anda kemudian akan mendapatkan prediksi retak, kerutan, penipisan, dan pegas yang lebih akurat, semuanya terkait dengan model gesekan yang Anda gunakan.
