תבניות החתמת מתכת פרוגרסיבית מדויקת, תבניות לשרטוט עמוק וכלי מתכת

1 הקדמה
טכנולוגיית הטבעה נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות הרכב, מכשירי החשמל הביתיים והתעופה והחלל, המאופיינת ביעילות גבוהה ובדיוק גבוה. עם מבני מוצר מורכבים יותר ויותר, הטבעת-תהליך יחיד אינה יכולה עוד לעמוד בדרישות הייצור, מה שהופך את התכנון הרב--שיתופי של הטבעה מרוכבת לגישה המרכזית. במקביל, הצגת-ניטור בזמן אמת וטכנולוגיית בקרת-לולאה סגורה להחתמת פרמטרים של תהליך יכולה להבטיח יציבות תהליכים, להבטיח עקביות המוצר ולפתור את הבעיה של שיעורי פגמים גבוהים הנגרמים על ידי תנודות פרמטרים בייצור בפועל.

2 המשמעות של עיצוב שיתופי רב-לתהליכי הטבעה מרוכבים

קוביות הטבעה מרוכבות יכולות להשלים תהליכים מרובים כגון חיתוך, גיבוש וכיפוף תוך מהלך הטבעה בודד, להגדיל את יעילות הייצור ב-40%-60% בהשוואה לתבנית- בתהליך יחיד, להפחית את זמן ההעברה וההרכבה של חלקי העבודה, ולהפחית את עלויות העבודה. בשלב התכנון, יש צורך להבטיח תיאום מדויק של כל תהליך, למנוע הפרעות תהליכים ונזקים חומריים ולהבטיח דיוק ממדי המוצר. תכנון שיתופי רב-תהליכים דורש תיאום פרמטרים של כל תהליך, התאמת מבנה התבנית, אופטימיזציה של נתיבי זרימת החומר, הערכת ביצועי הלחץ של התבנית, הבטחת יציבות התבנית הכוללת והארכת חיי התבנית.

3. טכנולוגיית בקרת לולאה סגורה- לפרמטרים של תהליך הטבעה

טכנולוגיית בקרת-לולאה סגורה אוספת פרמטרים מרכזיים כגון כוח הטבעה, דפורמציה וטמפרטורת התבנית בזמן אמת במהלך תהליך ההטבעה. בהסתמך על חיישנים ואלגוריתמי בקרה חכמים, הוא מספק משוב להתאמת תנאי הטבעה, משיג אופטימיזציה דינמית של פרמטרי תהליך. היישום הספציפי הוא כדלקמן:

- חישה ורכישת נתונים: חיישני כוח וחיישני תזוזה עם דיוק של פחות או שווה ל-±1% FS, וחיישני טמפרטורה עם דיוק של ±2 מעלות , נבחרים ומותקנים במחורר התבנית, במחזיק התבנית ובחלל, בהתאמה. פרמטרים מרכזיים במהלך תהליך ההחתמה נאספים בזמן אמת בתדר דגימה גדול או שווה ל-100Hz כדי להבטיח ביצועי נתונים בזמן אמת.

- ניתוח נתונים ושכבת החלטות: אלגוריתמים של למידת מכונה משמשים למודל של הנתונים שנאספו ולנתח תנודות פרמטרים בזמן אמת. כאשר סטיית הפרמטר עולה על 5% ±, נוצרות אוטומטית הוראות התאמה כדי לחזות מגמות עיבוד חריגות ולמנוע ייצור מראש של מוצרים פגומים.

- שכבת בקרת ביצוע: בהתבסס על תוצאות ניתוח הנתונים, כוח ההטבעה (שגיאה קטנה מ-5% או שווה ל-±5%), מהירות הטבעה (ניתנת להתאמה מ-50-120 פעמים/דקה), ומרווח התבנית (מתכוונן מ-0.01-0.05 מ"מ) של מכבש ההטבעה מותאמים אוטומטית ולהבטיח יציבות עדינה של התהליך. לאחר אימוץ בקרת לולאה סגורה, סובלנות הממדים של חלקים מוטבעים מתייצבת בתוך ±0.02 מ"מ, חספוס פני השטח Ra פחות או שווה ל-0.8μm, חיי השירות של התבנית גדלים ביותר מ-30%, ושיעור הפגמים הנגרמים כתוצאה מחוסר יציבות בתהליך מופחת ב-80%.