Οι νέες έννοιες κινητικότητας εξοικονόμησης ενέργειας απαιτούν βελτιστοποίηση του σχεδιασμού μέσω της μείωσης του μεγέθους των εξαρτημάτων και της επιλογής υλικών ανθεκτικών στη διάβρωση με υψηλή αναλογία αντοχής προς πυκνότητα. Η μείωση του μεγέθους των εξαρτημάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε με βελτιστοποίηση της κατασκευής είτε με την αντικατάσταση βαρέων υλικών με ελαφρύτερα υλικά υψηλής αντοχής. Σε αυτό το πλαίσιο, η σφυρηλάτηση παίζει σημαντικό ρόλο στην κατασκευή δομικών εξαρτημάτων βελτιστοποιημένων ως προς το φορτίο. Στο Ινστιτούτο Μεταλλουργίας και Μηχανών Μεταλλουργίας (IFUM) έχουν αναπτυχθεί διάφορες καινοτόμες τεχνολογίες σφυρηλάτησης. Όσον αφορά τη βελτιστοποίηση της κατασκευής, διερευνήθηκαν διαφορετικές στρατηγικές για την τοπική ενίσχυση των εξαρτημάτων. Θα μπορούσε να υλοποιηθεί τοπική σκλήρυνση λόγω παραμόρφωσης μέσω ψυχρής σφυρηλάτησης υπό υπερτιθέμενη υδροστατική πίεση. Επιπλέον, θα μπορούσαν να δημιουργηθούν ελεγχόμενες μαρτενσιτικές ζώνες μέσω της μετατροπής φάσης που προκαλείται από τη διαμόρφωση σε μετασταθερούς ωστενιτικούς χάλυβες. Άλλη έρευνα επικεντρώθηκε στην αντικατάσταση βαρέων χαλύβδινων εξαρτημάτων με μη σιδηρούχα κράματα υψηλής αντοχής ή υβριδικές ενώσεις υλικών. Αναπτύχθηκαν αρκετές διαδικασίες σφυρηλάτησης κραμάτων μαγνησίου, αλουμινίου και τιτανίου για διαφορετικές αεροναυπηγικές και αυτοκινητιστικές εφαρμογές. Έχει ληφθεί υπόψη ολόκληρη η αλυσίδα διεργασιών, από τον χαρακτηρισμό των υλικών μέσω του σχεδιασμού διεργασιών που βασίζεται σε προσομοίωση έως την παραγωγή των εξαρτημάτων. Επιβεβαιώθηκε η δυνατότητα σφυρηλάτησης σύνθετων γεωμετριών χρησιμοποιώντας αυτά τα κράματα. Παρά τις δυσκολίες που αντιμετωπίστηκαν λόγω του θορύβου της μηχανής και της υψηλής θερμοκρασίας, η τεχνική ακουστικής εκπομπής (AE) εφαρμόστηκε με επιτυχία για την online παρακολούθηση ελαττωμάτων σφυρηλάτησης. Έχει αναπτυχθεί νέος αλγόριθμος ανάλυσης AE, έτσι ώστε να μπορούν να ανιχνευθούν και να ταξινομηθούν διαφορετικά μοτίβα σήματος λόγω διαφόρων συμβάντων, όπως η ρωγμάτωση προϊόντος/μήτρας ή η φθορά της μήτρας. Επιπλέον, η δυνατότητα των προαναφερθέντων τεχνολογιών σφυρηλάτησης αποδείχθηκε μέσω της ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων (FEA). Για παράδειγμα, η ακεραιότητα των μήτρων σφυρηλάτησης σε σχέση με την έναρξη ρωγμών λόγω θερμομηχανικής κόπωσης, καθώς και η όλκιμη βλάβη των σφυρήλατων υλικών, διερευνήθηκε με τη βοήθεια αθροιστικών μοντέλων βλάβης. Σε αυτή την εργασία περιγράφονται ορισμένες από τις προαναφερθείσες προσεγγίσεις.
Ώρα δημοσίευσης: 8 Ιουνίου 2020