مطالعه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تجربی شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای دمابالای ورق آلیاژ آلومینیوم aa6061

شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای، فرآیندی مقرون‌به‌صرفه با انعطاف‌پذیری بالا است و در نتیجه انتخابی مناسب برای تولیدهای حجم پایین سفارشی در مقایسه با روش‌های سنتی‌تر مانند پرسکاری است. مهم‌ترین صنایع هدف این فرآیند، صنعت‌های پزشکی، خودروسازی و هوافضا است، که در جمیع آنها گرایش به سمت استفاده از فلزاتی با نسبت استحکام به وزن بالا است. این دسته از فلزات شکل‌پذیری بسیار پایینی را در دمای اتاق از خود نشان می‌دهند و برای بهبود شکل‌پذیری آنها فرآیند شکل‌دهی تدریجی در دماهای بالا صورت می‌گیرد. در این پژوهش، گرمایش ورق آلیاژی 6061aa در محدوده دمایی 25 تا 400درجه سانتی‌گراد، به‌صورت یکنواخت انجام شد. نحوه تاثیرگذاری پارامتر‌های فرآیندی دما، گام عمودی و سرعت پیش‌روی به همراه سه نوع روانکار بر شکل‌پذیری قطعات شکل‌داده‌شده به‌صورت مخروط‌هایی ناقص در فرآیند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای داغ مطالعه شد. نتایج نشان داد که علی‌رغم ناتوان‌بودن گرمایش نقطه‌ای ورق در افزایش شکل‌پذیری ورق آلومینیوم 6061aa (37% بهبود شکل‌پذیری تحت شرایط بهینه) در ادبیات تحقیق، روش گرمایش متفاوت مورد استفاده در این مقاله منجربه افزایش 528% شکل‌پذیری شد. از لحاظ میزان تاثیرگذاری پارامترها بر شکل‌پذیری، دما مهم‌ترین عامل است. روانکار و گام عمودی در رده‌های بعدی قرار می‌گیرند و اثر سرعت پیش‌روی قابل چشم‌پوشی است. با افزایش دما از 25 به 400درجه سانتی‌گراد، زاویه دیواره بحرانی از 60 به 65درجه تغییر می‌کند. در انتخاب شرایط مناسب فرآیندی کیفیت سطح قطعات نیز باید مورد توجه قرار گیرد. به‌گونه‌ای که کیفیت سطح قطعات شکل‌داده‌شده در بهترین و بدترین حالت، به ترتیب 1/18 و 4میکرومتر به‌دست‌آمد. با استفاده از ترکیبی بهینه از پارامترهای فرآیندی، شکل‌دهی مخروطی با زاویه دیواره 65 تا عمق 44میلی‌متر در یک مرحله میسر شد که نشان‌دهنده افزایش شکل‌پذیری چشم‌گیری است.

Experimental Investigation of Elevated Temperature Single Point Incremental Forming of AA6061 Aluminum Sheet

Single point incremental forming is a costeffective process with high flexibility and as a result, would be a proper selection for lowbatch and highcustomized production compared to traditional processes such as pressing. The target market of this process usually consists of medical, automotive, and aerospace industries in which metals with high strength to weight are highly in demand. These materials are usually formed at elevated temperatures due to their low formability at room temperature. In this study, the AA6061 aluminum sheet was homogeneously heated at 25400 °C. In addition, the effects of important process variables of heatassisted SPIF including temperature, vertical pitch, feed rate, and three types of lubricants were investigated on formability of truncated cones with various wall angles. According to the results, despite the inability of local heating in enhancing the formability of the AA6061 sheet (37% improvement of formability under optimal conditions), the homogenous heating approach which was used in this article leads to a significant improvement in formability (528%). Temperature is the most important parameters effective on the formability, while lubricant and vertical pitch are ranked as the second and third parameters, respectively and the effect of feed rate is negligible. The critical wall angle increases from 60 to 65 degrees with increasing the temperature from 25 to 400 °C. In order to choose a suitable set of parameters, the surface roughness should be taken into account, which may alter the results from 1.18 to 4 micro;m as the best and worst surface conditions, respectively. Furthermore, a truncated cone with a wall angle of 65 degrees was successfully formed to 44mm depth using an appropriate combination of process parameters. This demonstrates an outstanding improvement in formability.