Оборудование для формования листового металла

FF Fluid Forming GmbH — производитель гидравлического оборудования и систем для гидроформования  с многолетним опытом.

• История создания компании FF Fluid Forming GmbH началась еще в 1840 году с основания машиностроительной компании Maschinenfabrik Wesselmann.
• Позднее, в 1993 году, Рейнхольд Вессельманн, собственник и директор сегодняшней компании Fluid Forming основал машиностроительное предприятие среднего размера, базирующееся в Ластруп, округ Клоппенбург, на севере Германии. 

Формовка жидкостью — принцип: 

• Гидроформинг  — это процесс формования жидкостью под высоким давлением, при котором заготовки из листового металла формуются в нужную геометрическую форму. Гидроформование аналогично обычному глубинному штампованию с контрформой. Особое отличие от традиционной технологии заключается в том, что вместо пуансона заготовка трансформируется с помощью активной гидросреды. Для этого процесса формования требуется среднее давление до 4000 бар в зависимости от размера и толщины детали. Это означает, что должны быть приложены очень высокие усилия закрытия инструмента.
• До Рейнхольда Вессельманна никому не удавалось реализовать эту технологию ввиду необходимости подачи большого усилия на замыкающие заготовку плиты, но компетенции Г-на Вессельманна в гидравлике помогли реализовать поставленные задачи по разработке первой в мире установки по гидроформованию листового металла. Установка была названа  «Formbalancer».
• FormBalancer, изготовленный компанией Fluid Forming, представляет собой гидроформовочную машину, специально разработанную для формования листового металла под высоким давлением (HBU), которая полностью удовлетворяет требованиям технологии. 

Fluid Forming разрабатывает индивидуальные решения для Вашей отрасли

Отрасли, в которых применяется технология гидроформовки:

• Автомобильная промышленность.
• Авиационная промышленность.
• Производство медицинского оборудования.
• Электротехническая промышленность.
• Технология топливных элементов.
• Сельское хозяйство.
• Производство сантехники.
• Производство осветительных приборов.
• Дизайн и реклама.

Примеры применения:

• Теплообменники.
• Биполярные пластины.
• Корпусы.
• Гастрономия.
• Производство бытовой техники.
• Лабораторное оборудование и т.д.

Гидроформовочные машины FormBalancer

В данный момент имеются серийно выпускаемые модели Formbalancer со следующими параметрами:

Преимущества FormBalancer перед технологией классической штамповки:

• Высокая вариативность конструкции инструмента создают новые возможности для разработчиков и конструкторов деталей. Стоимость изготовления оснастки для Formbalancer в 10 раз ниже стоимости классической оснастки.  Также, для классической штамповки характерно изготовление глубоких деталей в несколько этапов, технология гидроформовки позволяет производить глубокое формование за один шаг. Допустимо производить матрицы из мягких металлов и дерева.

• Стойкость инструмента – в случае с классической технологией штампования оснастка истирается в точках наибольшего напряжения. Технология гидроформовки сводит износ оснастки практически к нулю. 

• До 350 000 деталей, изготовленных без технического обслуживания инструмента.

• Хранение оснастки – достаточно обработать сухую поверхность матрицы силиконовым спреем, накрыть ветошью. Перед работой достаточно протереть от остатков консервирующей смазки. Матрица является по сути плитой без выступов, что экономит место для хранения.

Преимущества FormBalancer перед технологией классической штамповки:

• Максимальная стабильность размеров после  процесса формования создает идеальные  условия для последующих производственных   процессов: например, лазерной резки или  сварки.

• Качество поверхности деталей намного превосходит обычное глубокое штампование. Отсутствуют следы от контакта поверхности детали с элементами оснастки.  В особых случаях можно применять  защитную пленку.

• Оперативность – изготовление оснастки не требует сложной обработки, высокотехнологичного оборудования и специалиста. Имеется возможность собирать оснастку из нескольких частей/слоев.

• Замена матрицы не требует наладки гидроформовочного станка.

Сравнительный анализ классической технологии штампования и гидроформовки на примере детали «грязевик»:

• Деталь «Грязевик».  Технологический процесс предполагает формовку, гибку и сварку. 

• Прежняя технология производства - Ручная – оправка и выколотка.  При поиске более технологичного способа производства детали сравнили технологию классической штамповки с помощью пресса и штампа и систему гидроформинга. При сравнении этих технологий были получены следующие выводы:

• Стоимость изготовления оснастки в 10 раз ниже классической штамповки.

• Трудоемкость производства снизилась в 60 раз от ручной технологии.

• Себестоимость детали при применении гидроформинга стала ниже в 7,19 раз в сравнении с классической технологией штампования.

Производство топливных элементов / теплообменников

В течение многих лет теплообменник формовался с использованием традиционных методов штамповки. Получающиеся детали имели существенное отклонение по толщине из-за упругости, и, поскольку две половины приходится сваривать вместе, чтобы сформировать единое целое, последующие затраты на крепления и зажимы были значительными. Техническое обслуживание было дорогим и повторяющимся с абсолютной периодичностью. Все эти недостатки привели к длительным срокам производства и расточительным простоям. 

• Серия Formbalancer FB - предназначена для массового производства биполярных пластин для блоков топливных элементов, а также для производства теплообменников.

Производство топливных элементов / теплообменников

Производство теплообменников с использованием технологии гидроформинга это:

• Снижение утонения и возврата в прежнюю форму на 97%;
• Возможность снижения толщины изделия до 0,1 мм;
• 99,996% первого прохождения (процесс Six Sigma), отсутствие тестовой детали;
• 15 бракованных деталей из 350 000 единиц против минимум 17 500 бракованных деталей из 350 000 (5%) единиц при классической штамповке;
• 350 000 деталей, изготовленных без технического обслуживания инструмента;
• Устранено время простоя;
• Устранены после-производственные и сопутствующие расходы;

Проработка детали для оценки утонения-утолщения стенок до производства оснастки:

На изображении представлена спутниковая антенна диаметром 1000 мм, материал алюминий толщиной 2мм. Требования к точности изделия, составляющие 0,5 мм в любом месте на поверхности, достигаются с помощью одностадийного процесса формования, пружинение и утолщение материала составляет до ± 0,12 мм.

На изображении видно, какие зоны наиболее подвержены изменениям толщин.

Проработка детали для оценки утонения-утолщения стенок до производства оснастки:

• Вышеприведенные расчеты показывают, что изменение толщин материала в процессе гидроформовки происходит на ±6% от изначальной толщины. При классической штамповке показатель утонения варьируется  от 10 до 18%, а утолщения от 20 до 30%.

• Таким образом, результат использования технологии гидроформовки становится в разы более предсказуемым, нежели при классической штамповке. Такой результат возможен благодаря тому, что усилие зажима инструмента Formbalancer меняется в процессе выполнения программы формования таким образом, что позволяет «втягивать» лист металла в зону формовки во избежание утонения:

Formbalancer с дополнительным специальным оборудованием для гидроформования

В технологии гидроформинга полое тело, открытое с обеих сторон (например, трубы), может быть подвергнуто воздействию высокого давления с помощью жидкой активной среды для преобразования в определенные формы. Геометрия трубной заготовки изменяется согласно форме оснастки, и, кроме того, материал фиксируется с помощью цилиндра уплотнения. При оптимально скоординированном технологическом процессе начальный профиль приобретает форму инструмента. Таким образом, стандартные профили труб, круглые или квадратные, могут быть использованы для создания сложной геометрии.

Formbalancer предварительно подготовлен  к процессу формования трубы. Достаточно 30 минут для переключения с гидроформования  листового металла на гидроформинг труб. 

FormBalancerпозволяет реализовать множество различных проектов, причем в привлекательных условиях. Будь то серийное производство или прототипирование, процесс гидроформинга предлагает новые и убедительные преимущества для всех отраслей промышленности.