بررسی تاثیر پارامترهای فرآیندی بر شکل‌دهی با گاز لوله‌ی آلومینیومی aa 6063 در دمای داغ با استفاده از روش سطح ‌پاسخ

آلیاژهای آلومینیوم کاربردهای زیاد، خواص ضدخوردگی و نسبت استحکام به وزن مناسبی دارند. فرآیند شکل‌دهی فلز داغ با دمش گاز جزو روش های نوین می باشد. در این مقاله، جهت به‌دست آوردن بیشترین درصد پرشدگی قالب و حداقل درصد نازک‌شدگی در ناحیه‌ی شکل‌دهی لوله های پله ای استوانه ای آلومینیومی آلیاژ 6063،  از یک شیوه‌ی آماری بر پایه‌ی شبیه‌سازی اجزای محدود استفاده شده است. ابتدا مدل دقیق اجزای محدود از فرآیند تهیه گردیده و صحت مدل ایجادشده در قیاس با نتایج قطعه‌ی تجربی تایید شده است. سپس تحلیل رگرسیون رویه‌ی پاسخ برای برازش یک سطح بر پاسخ‌های به‌دست‌آمده از آزمایشات به کار رفته است. عوامل موثر شامل دمای شکل‌دهی، فشار، نرخ فشار، تغذیه‌محوری و سرعت پانچ از روش سطح پاسخ به‌منظور استخراج مدل و یافتن بیشترین تاثیر مورد ارزیابی قرار گرفت. هریک از این فاکتورها در سه سطح در قالب طراحی آزمایشات طرح مرکب مرکزی مورد مطالعه قرار گرفته تا تاثیر پارامترها و بهترین شرایط شناسایی شود. برای مدل‌سازی روش سطح پاسخ، از نرم‌افزار دیزاین اکسپرت و برای شبیه‌سازی از نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، نقطه‌ی بهینه‌ی به‌دست‌آمده برای هر دو ویژگی مورد مطالعه عبارت است از: درجه‌ی حرارت °c552، فشار bar 6.5، نرخ فشار bar/s 0.02، تغذیه‌محوری mm 7 و سرعت تغذیه mm/s 0.05 با درصد پرشدگی 91.2 و درصد نازک‌شدگی 10.37 به‌دست آمد. مدل ارائه‌شده برای پیش‌بینی مقادیر متغیرهای وابسته نتایج بسیار نزدیکی با یافته‌های تجربی به‌دست‌آمده داشت.

investigating the effect of process parameters on gas forming of aa6063 aluminum tube at hot temperature using response surface method

aluminum alloys have many applications, anti-corrosion properties, and good strength-to-weight ratio. the hot metal gas forming process is one of the new methods.   in this article, a statistical method based on finite element simulation has been used in order to obtain the highest percentage of mold filling and the lowest percentage of thinning in the forming area of 6063 aluminum alloy cylindrical stepped tubes. first, the detailed model of the finite elements of the process is prepared and the accuracy of the created model is confirmed by comparison with the results of the experimental part. then the regression analysis of the response procedure has been used to fit a level on the responses obtained from the experiments. effective factors including forming temperature, pressure, pressure rate, axial feed and punching speed were evaluated from the response surface method in order to extract the model and find the greatest effect. each of these factors has been studied at three levels in the form of central composite design experiments to identify the effect of parameters and the best conditions. design expert software was used for modeling the response surface method and abaqus finite element software was used for simulation. according to the obtained results, the optimal point obtained for both studied characteristics is: temperature 552 °c, pressure 6.5 bar, pressure rate 0.02 bar/s, axial feed 7 mm and feed speed 0.05 mm/s with filling percentage 91.2 and thinning percentage 10.37 were obtained. the presented model for predicting the values of the dependent variables had very close results with the experimental findings.