تدعو مفاهيم التنقل الجديدة الموفرة للطاقة إلى تحسين التصميم من خلال تقليص حجم المكونات واختيار مواد مقاومة للتآكل تتمتع بنسب عالية من القوة إلى الكثافة. يمكن إجراء تقليص حجم المكونات إما عن طريق التحسين الهيكلي البنائي أو عن طريق استبدال المواد الثقيلة بأخرى أخف وزناً وعالية القوة. في هذا السياق، يلعب التشكيل بالطرق دوراً هاماً في تصنيع المكونات الهيكلية المُحسّنة للحمل. في معهد تشكيل المعادن وآلات تشكيل المعادن (IFUM)، تم تطوير العديد من تقنيات التشكيل بالطرق المبتكرة. فيما يتعلق بالتحسين الهيكلي، تم التحقيق في استراتيجيات مختلفة للتعزيز الموضعي للمكونات. يمكن تحقيق التصلب بالإجهاد المستحث محلياً عن طريق التشكيل البارد تحت ضغط هيدروستاتيكي متراكب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنشاء مناطق مارتنسيتية متحكم فيها من خلال تشكيل تحويل طور مستحث في الفولاذ الأوستنيتي شبه المستقر. ركزت أبحاث أخرى على استبدال أجزاء الفولاذ الثقيلة بسبائك غير حديدية عالية القوة أو مركبات مواد هجينة. طُوِّرت العديد من عمليات تشكيل سبائك المغنيسيوم والألمنيوم والتيتانيوم لتطبيقات مختلفة في مجال الطيران والسيارات. وقد بُحثت سلسلة العملية بأكملها، بدءًا من توصيف المواد مرورًا بتصميم العملية القائم على المحاكاة ووصولًا إلى إنتاج الأجزاء. وتم تأكيد جدوى تشكيل أشكال هندسية معقدة باستخدام هذه السبائك. وعلى الرغم من الصعوبات التي واجهتها هذه العملية بسبب ضوضاء الآلات وارتفاع درجة الحرارة، فقد طُبِّقت تقنية الانبعاث الصوتي (AE) بنجاح للرصد المباشر لعيوب التشكيل. وطُوِّرت خوارزمية جديدة لتحليل الانبعاث الصوتي، بحيث يمكن الكشف عن أنماط الإشارات المختلفة الناتجة عن أحداث مختلفة، مثل تشقق المنتج/القالب أو تآكل القالب، وتصنيفها. علاوة على ذلك، أُثبتت جدوى تقنيات التشكيل المذكورة من خلال تحليل العناصر المحدودة (FEA). فعلى سبيل المثال، تم التحقيق في سلامة قوالب التشكيل من حيث بدء التشقق الناتج عن التعب الحراري الميكانيكي، بالإضافة إلى الضرر الناتج عن ليونة القوالب، وذلك بمساعدة نماذج الضرر التراكمي. ويتناول هذا البحث بعض هذه الأساليب.
وقت النشر: ٨ يونيو ٢٠٢٠