熱間鍛造シミュレーション
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熱間鍛造は、さまざまな金属部品の製造に使用される成形プロセスです。自動車および航空宇宙部品を含む。それは20世紀から存在しています。ただし、熱間鍛造プロセスを設計する際には考慮すべき要素が数多くあります。これらには、材料の鍛造性、温度分布、ドラフトの影響が含まれます。さらに、鍛造部品の微細構造を適切に計算する必要があります。熱間鍛造は高温を必要としますこれは、ワークピースの表面積の重大な構造変化につながります。これに加えて、鍛造プロセスにより酸化表面が形成される場合もあります。鍛造プロセスは、複雑な 3D 形状の部品を製造するためによく使用されます。したがって、シミュレーションを成功させるにはモデルの精度が非常に重要です。通常、プロセスのシミュレーションには、FE (ファジー EM) 技術、バックワード トレース、および有限要素の 3 種類のモデリング手法が使用されます。熱間鍛造は、安全性が重要な部品の重要な製造プロセスです。動作負荷の高い金属部品の鍛造が可能となるためです。温度が比較的高いため、展性があり、変形しにくい金属を形成できます。鍛造には大きく分けて、自由鍛造と機械鍛造の2種類があります。一般的な鍛造代は、数十分の 1 ミリメートルから数ミリメートルの範囲になります。このため、ダイ間の不一致は重大な問題を引き起こす可能性があります。鍛造される材料の種類に応じて、異なる種類の金型が必要になる場合があります。また、熱間鍛造には、熱処理や仕上げなどの追加の処理ステップが必要になる場合があります。その重要性にもかかわらず、熱間鍛造は冷間鍛造ほど正確ではありません。これは、鍛造プロセス中の材料の熱膨張が完成品の精度に影響を与える可能性があるためです。さらに、不均一な温度分布を使用すると、鍛造部品の微細構造に大きな変化が生じる可能性があります。したがって、鍛造金属が必要な強度と靭性を備えていることを確認することが非常に重要です。鍛造プロセスをシミュレーションするために、3 つの基本的なモデリング方法を利用する必要があります。まず、有限要素法を使用して成形プロセスをシミュレーションできます。第二に、FE 法を利用して鍛造部品の温度分布を決定することができます。最後に、後方トレース モデリング技術を熱間鍛造プロセスの設計に利用できます。正しい温度分布を計算するには、鍛造プロセスは制御された方法で実行する必要があります。これは、抜き勾配と鋭いエッジの滑らかさを考慮することが重要であるためです。さらに、高温に耐えられる特殊な金型材料の使用も推奨されます。考慮すべきもう 1 つの問題は、成形機の選択です。適切な機械の選択は、鍛造部品の温度分布に大きな影響を与えます。最後に、保管と輸送の時間を考慮することが重要です。適切な鍛造温度を決定するには、利用可能な最大成形力が使用されます。プロセス中、鍛造金型は高い機械的および化学的負荷にさらされます。このような負荷がかかると、ダイは広範囲の熱的および化学的変化に耐える必要があります。さらに、重大な残留応力が存在します。
