Nové koncepty energeticky úspornej mobility si vyžadujú optimalizáciu dizajnu prostredníctvom zmenšovania rozmerov komponentov a výberu materiálov odolných voči korózii s vysokým pomerom pevnosti k hustote. Zmenšovanie rozmerov komponentov sa môže vykonať buď konštruktívnou štrukturálnou optimalizáciou, alebo nahradením ťažkých materiálov ľahšími materiálmi s vysokou pevnosťou. V tejto súvislosti zohráva kovanie dôležitú úlohu pri výrobe konštrukčných komponentov s optimalizovaným zaťažením. V Inštitúte tvárnenia kovov a tvárniacich strojov (IFUM) boli vyvinuté rôzne inovatívne technológie kovania. Pokiaľ ide o štrukturálnu optimalizáciu, skúmali sa rôzne stratégie pre lokalizované spevňovanie komponentov. Mohlo by sa realizovať lokálne indukované spevnenie deformáciou pomocou kovania za studena pod superponovaným hydrostatickým tlakom. Okrem toho by sa mohli vytvoriť riadené martenzitické zóny prostredníctvom indukovanej fázovej premeny v metastabilných austenitických oceliach. Ďalší výskum sa zameral na nahradenie ťažkých oceľových dielov vysokopevnostnými neželeznými zliatinami alebo hybridnými materiálovými zlúčeninami. Bolo vyvinutých niekoľko procesov kovania zliatin horčíka, hliníka a titánu pre rôzne letecké a automobilové aplikácie. Bol zvážený celý procesný reťazec od charakterizácie materiálu cez návrh procesu založený na simulácii až po výrobu dielov. Bola potvrdená uskutočniteľnosť kovania zložitých tvarových geometrií s použitím týchto zliatin. Napriek ťažkostiam spôsobeným hlukom stroja a vysokou teplotou bola technika akustickej emisie (AE) úspešne použitá na online monitorovanie defektov kovania. Bol vyvinutý nový algoritmus analýzy AE, aby bolo možné detegovať a klasifikovať rôzne signálne vzory v dôsledku rôznych udalostí, ako je praskanie výrobku/zápustky alebo opotrebovanie zápustky. Ďalej bola uskutočniteľnosť uvedených technológií kovania preukázaná pomocou analýzy konečných prvkov (FEA). Napríklad, integrita kovacích zápustiek s ohľadom na vznik trhlín v dôsledku termomechanickej únavy, ako aj tvárne poškodenie výkovkov, bola skúmaná pomocou modelov kumulatívneho poškodenia. V tomto článku sú opísané niektoré z uvedených prístupov.
Čas uverejnenia: 8. júna 2020