تعیین پنجره شکل‌دهی ورق فولادی st12 در فرآیند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای هرم ناقص به روش تجربی

شکل دهی تدریجی نوعی از روش های نمونه سازی سریع به شمار می آید و از انعطاف پذیری و صرفه اقتصادی بالایی در حجم تولید کم برخوردار است. با این وجود، کمبود دانش فنی، استفاده از این روش را در صنعت دچار چالش نموده است. از جمله مواردی که می تواند کمک شایانی در بکارگیری عملی این فرآیند بنماید، پنجره فرآیندی مناسب می باشد؛ پنجره ای که به کمک آن بتوان حداکثر عمق پارگی ورق را با توجه به جنس، ضخامت و زاویه جداره شکل دهی، تعیین کرد. در این پژوهش، ابتدا شکل پذیری ورق فولادی کم کربن از جنس st12 با ضخامت های1.25 و 1.50 میلیمتر در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای یک هرم ناقص با زوایای جداره ثابت مختلف به روش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، شکل پذیری هرم ناقص با زاویه جداره متغیر، تحت دو هندسه جداره متفاوت مطالعه شده است. بر اساس نتایج تجربی، پنجره های فرآیندی بر حسب بیشترین عمق قابل شکل دهی و زاویه جداره ارائه می شود و تحت شرایط متفاوت با یکدیگر مقایسه می گردند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است که زاویه جداره بحرانی برای ورق st12 در شکل دهی هرم با زاویه جداره ثابت، متفاوت از هرم با زاویه جداره متغیر می باشد و به ابعاد قاعده هرم و ضخامت های مورد بررسی بستگی ندارد. زاویه جداره بحرانی برای هرم با زاویه ثابت و متغیر به ترتیب برابر با و بدست آمد. به علاوه، برای هرم با زاویه جداره ثابت، توزیع ضخامت تقریبا ثابت، در حالی که برای هرم با زاویه جداره متغیر، توزیع ضخامت در طول مسیر تغییر می نماید.

Determination of Process Window of St12 Steel Sheet in Single Point Incremental Forming of a Truncated Pyramid by Experimental Method

Incremental forming is considered as one of the rapid prototyping methods and has a high degree of flexibility and costeffectiveness at low production volume. Meanwhile, the lack of technical knowledge has challenged the use of this method in the industry. One of the things that can help the actual usage of this process is the suitable process window; a window used to determine maximum tearing depth of the sheet with respect to the material, thickness and wall angle. In this study, firstly, the formability of lowcarbon steel sheet, St12, with the thicknesses of 1.25 and 1.50 mm in single point incremental forming of a truncated pyramid with different constant wall angles has been investigated experimentally. Then, it is compared with the formability of the truncated pyramid with variable wall angles under two different wall geometries. Based on the experimental results, the process windows are presented in terms of the maximum depth and wall angle and compared to each other under different circumstances. The results showed that the critical wall angle for St12 sheet in incremental forming of a truncated pyramid with a fixed wall angle differs from the pyramid with variable wall angle, but doesn't depend on the size of the pyramid base. The critical wall angle for the fixed and variable wall angle pyramids was obtained 67⁰ and 75⁰, respectively. For a pyramid with a fixed wall angle, the thickness distribution of the wall is almost constant, while for a pyramid with a variable wall, it varies along the path.