অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিংয়ে স্প্রিংব্যাক সমাধান: 3 প্রমাণিত ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতি

সংক্ষেপে

অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিংয়ে স্প্রিংব্যাক সমাধান করা সহজ ওভারবেন্ডিংয়ের চেয়ে বেশি একটি বহুস্তর ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতি প্রয়োজন। সবচেয়ে কার্যকর কৌশলগুলি একত্রে যুক্ত হয় জ্যামিতিক ক্ষতিপূরণ (যেমন রোটারি বেন্ডিং এবং স্টিফেনার), চাপ সমানকরণ (লক্ষ্য 2% টেনসাইল স্ট্রেইন অর্জনের জন্য পোস্ট-স্ট্রেচ স্টেক বিড ব্যবহার করে), এবং ফুল-সাইকেল FEA সিমুলেশন ইস্পাত কাটার আগে স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার ভবিষ্যদ্বাণী করতে। উন্নত উচ্চ-শক্তির ইস্পাত (AHSS) -এর ক্ষেত্রে, শীটের পুরুত্ব জুড়ে অসম চাপ বণ্টন নিয়ন্ত্রণ করা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ উচ্চতর ফলন শক্তি পার্শ্বদেশীয় কার্ল এবং কোণার পরিবর্তনের সম্ভাবনাকে নির্দিষ্ট হারে বৃদ্ধি করে।

স্প্রিংব্যাকের পদার্থবিজ্ঞান: স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার এবং চাপের ঢাল

স্প্রিংব্যাক সমাধান করার জন্য প্রকৌশলীদের প্রথমে এটি চালিত করার কার্যপ্রণালী পরিমাপ করতে হবে। স্প্রিংব্যাককে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেমন একটি স্ট্যাম্প করা অংশের মধ্যে অসমভাবে বণ্টিত চাপের স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার, যখন ফর্মিং লোড সরানো হয়। বাঁকানোর সময়, শীট ধাতু বাইরের ব্যাসার্ধে টান চাপ এবং ভিতরের ব্যাসার্ধে সংকোচন চাপের সম্মুখীন হয়। যখন টুলিং মুক্ত করা হয়, তখন এই বিপরীত বলগুলি সাম্যাবস্থায় ফিরে আসার চেষ্টা করে, যার ফলে অংশটি বিকৃত হয়।

এই ঘটনাটি উপাদানের ইয়ং মডুলাস (স্থিতিস্থাপক মডুলাস) এবং ফলন শক্তি . উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধির সাথে সাথে—DP980 বা TRIP ইস্পাতের মতো AHSS গ্রেডগুলিতে যা সাধারণ—স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধারের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এছাড়াও, প্লাস্টিক বিকৃতির সময় স্থিতিস্থাপক মডিউলাসের অবনতি এবং বাউশিংগার প্রভাব এর কারণে আদর্শ রৈখিক অনুকল্পন মডেলগুলি প্রায়শই ফিরে আসার সঠিক পরিমাণ ভবিষ্যদ্বাণী করতে ব্যর্থ হয়। প্রকৌশলগত চ্যালেঞ্জটি স্থিতিস্থাপকতা দূর করা নয়, বরং চাপের ঢালটি এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যাতে পুনরুদ্ধারটি ভবিষ্যদ্বাণীযোগ্য বা নিরপেক্ষ হয়।

পদ্ধতি 1: প্রক্রিয়া-ভিত্তিক ক্ষতিপূরণ (পোস্ট-স্ট্রেচ ও স্টেক বিড)

পার্শ্বদেয়ালের কার্ল নিরপেক্ষ করার জন্য সবচেয়ে শক্তিশালী পদ্ধতি—বিশেষ করে চ্যানেল-আকৃতির অংশে—হল মাধ্যমে স্থিতিস্থাপক বিকৃতি বন্টন পরিবর্তন করা পোস্ট-স্ট্রেচিং । লক্ষ্য হল পুরো পুরুত্ব জুড়ে টান ও চাপের মিশ্র ঢাল থেকে পার্শ্বদেয়ালের চাপ অবস্থাকে একঘেয়ে টানের অবস্থায় পরিবর্তন করা।

স্টেক বিড বাস্তবায়ন

ওয়ার্ল্ডঅটোস্টিল সহ শিল্পের নির্দেশাবলী পার্শ্বীয় দেয়ালে ন্যূনতম ২% টেনসাইল স্ট্রেইন তৈরি করার জন্য একটি সমতলীয় টেনসাইল বল প্রয়োগের সুপারিশ করে। এটি প্রায়শই স্টেক বিড (বা লক বিড) ব্লাঙ্কহোল্ডার বা পাঞ্চের উপর অবস্থিত থাকে। প্রেস স্ট্রোকের শেষ পর্যায়ে এই বিডগুলি সক্রিয় করে, এই প্রক্রিয়া ধাতুকে লক করে এবং পার্শ্বীয় দেয়ালকে প্রসারিত করার জন্য বাধ্য করে। এই স্থানান্তর শীট মেটাল থেকে নিরপেক্ষ অক্ষকে সরিয়ে দেয়, যা কার্লিংয়ের চাপ ($Δσ$) সমান করে তোলে।

কার্যকর হলেও, স্টেক বিডগুলি উল্লেখযোগ্য টনেজ এবং দৃঢ় ডাই নির্মাণের প্রয়োজন হয়। আরও উপাদান-দক্ষ বিকল্প হল হাইব্রিড বিড (বা স্টিঙ্গার বিড)। হাইব্রিড বিড শীট মেটালে প্রবেশ করে একটি তরঙ্গাকার আকৃতি তৈরি করে যা প্রবাহকে সীমিত করে, প্রচলিত স্টেক বিডের ২৫% এর কম পৃষ্ঠের প্রয়োজন হয় এবং ছোট ব্লাঙ্কের আকার অনুমোদন করে।

সক্রিয় বাইন্ডার ফোর্স নিয়ন্ত্রণ

উন্নত কাশন সিস্টেম সজ্জিত প্রেসের জন্য, সক্রিয় বাইন্ডার ফোর্স নিয়ন্ত্রণ এটি একটি গতিশীল সমাধান প্রদান করে। ধ্রুবক চাপের পরিবর্তে, স্ট্রোকের নীচের দিকে নির্দিষ্টভাবে বাড়ানোর জন্য বাইন্ডার ফোর্সকে প্রোফাইল করা যেতে পারে। এই পর্যায়ের শেষে চাপের হঠাৎ বৃদ্ধি প্রয়োজনীয় প্রাচীর টান প্রদান করে যা প্রাথমিক পর্যায়ের ফাটল বা অতিরিক্ত পাতলা হওয়া ছাড়াই স্প্রিংব্যাক কমাতে সাহায্য করে।

পদ্ধতি 2: জ্যামিতিক ও টুলিং সমাধান (ওভারবেন্ডিং ও রোটারি বেন্ডিং)

যখন প্রক্রিয়া প্যারামিটারগুলি উচ্চ-শক্তির ইলাস্টিক পুনরুদ্ধারকে ক্ষতিপূরণ করতে অক্ষম হয়, তখন টুল এবং পার্ট ডিজাইনে ভৌত পরিবর্তন প্রয়োজন হয়। ওভারবেন্ডিং হল সবচেয়ে সাধারণ কৌশল, যেখানে ডাইটি লক্ষ্য কোণের চেয়ে বেশি বাঁকানোর জন্য ডিজাইন করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, 90° বাঁকের জন্য 92° তে), যাতে এটি সঠিক মাত্রায় ফিরে আসতে পারে।

রোটারি বেন্ডিং বনাম ফ্ল্যাঞ্জ ওয়াইপ ডাই

উচ্চ-নির্ভুলতার AHSS পার্টগুলির জন্য, ঘূর্ণন বাঁক প্রায়শই প্রচলিত ফ্ল্যাঞ্জ ওয়াইপ ডাই-এর চেয়ে শ্রেষ্ঠ। রোটারি বেন্ডারগুলি ধাতুকে ভাঁজ করার জন্য একটি রকার ব্যবহার করে, যা ওয়াইপ শু এর সাথে যুক্ত উচ্চ ঘর্ষণ এবং টেনসাইল লোডিং দূর করে। এই পদ্ধতিটি বেন্ড কোণের সহজ মাপসই করার অনুমতি দেয় (প্রায়শই কেবল রকারটি শিমিং করে) ট্রাইআউটের সময় ক্ষতিপূরণ নির্ভুলভাবে সামঞ্জস্য করতে।

যদি ফ্ল্যাঞ্জ ওয়াইপ ডাই প্রয়োজন হয়, তবে প্রকৌশলীদের উচিত সংকোচনজনিত চাপ সুপারপজিশন । এর মধ্যে অংশের ব্যাসার্ধের চেয়ে কিছুটা ছোট ডাই ব্যাসার্ধ ডিজাইন করা এবং পাঞ্চে ব্যাক রিলিফ ব্যবহার করা অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই কনফিগারেশনটি ব্যাসার্ধে উপাদানটিকে চেপে ধরে, যা প্লাস্টিক বিকৃতি (সংকোচনজনিত প্রবাহ) ঘটায় যা স্থিতিশীল পুনরুদ্ধারকে নিষ্ক্রিয় করে। উচ্চ-গ্রেড ইস্পাতে ফাটল এড়াতে এই পদ্ধতির জন্য নির্ভুল নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয় তা লক্ষ্য করুন।

ডিজাইন স্টিফেনার

জ্যামিতিটি নিজেই একটি স্থায়ীকারক হিসাবে কাজ করতে পারে। যোগ করা স্টিফেনার যেমন ধাপযুক্ত ফ্ল্যাঞ্জ, ডার্টস বা বেন্ড লাইনের উপর বিটগুলি, স্থিতিস্থাপক চাপগুলি নিশ্চিত করতে পারে এবং খুব বেশি হারে অনুভূমিক মডুলাস বৃদ্ধি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্ট্যান্ডার্ড 90-ডিগ্রি হ্যাট সেকশনকে ষড়ভুজাকার ক্রস-সেকশন দিয়ে প্রতিস্থাপন করলে বাঁকানো চাপগুলি আরও ভালোভাবে ছড়িয়ে দেওয়া হয়, যা স্বতঃস্ফূর্তভাবে পার্শ্বপ্রান্তের কার্ল হ্রাস করে।

পদ্ধতি 3: অনুকল্পন ও ফুল-সাইকেল FEA

আধুনিক স্প্রিংব্যাক ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত নির্ভরশীল সসীম উপাদান বিশ্লেষণ (FEA) । তবে, একটি সাধারণ ত্রুটি হল শুধুমাত্র আঁকা অপারেশনের অনুকল্পন করা। সঠিক ভবিষ্যদ্বাণীর জন্য প্রয়োজন ফুল সাইকেল সিমুলেশন যাতে আঁকা, ট্রিমিং, পিয়ার্সিং এবং ফ্ল্যাঞ্জিং অন্তর্ভুক্ত থাকে।

অটোফর্ম থেকে গবেষণা উল্লেখ করে যে গৌণ অপারেশনগুলি চূড়ান্ত স্প্রিংব্যাককে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, ট্রিমিংয়ের সময় ক্ল্যাম্পিং এবং কাটার বলগুলি নতুন প্লাস্টিক বিকৃতি সৃষ্টি করতে পারে বা অংশের আকৃতি পরিবর্তন করতে পারে এমন অবশিষ্ট চাপগুলি মুক্ত করতে পারে। অনুকল্পনের নির্ভরযোগ্যতা অর্জনের জন্য, প্রকৌশলীদের অবশ্যই:

• কাইনেমেটিক হার্ডেনিং (ইয়োশিদা-উয়েমোরি মডেল) বিবেচনা করে এমন উন্নত উপাদান কার্ড ব্যবহার করা উচিত।
• প্রকৃত টুল ক্লোজার এবং বাইন্ডার রিলিজ সিকোয়েন্সগুলি অনুকরণ করুন।
• অভিকর্ষের প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করুন (চেকিং ফিক্সচারে অংশটি কীভাবে বসে থাকে)।

ডাই মেশিনিংয়ের আগে কম্পেনসেটেড পৃষ্ঠের অনুকরণ করে, উৎপাদকরা শারীরিক পুনঃকাটার লুপগুলি 5-7 থেকে কমিয়ে 2-3 এ নামাতে পারে।

অনুকরণ এবং উৎপাদনের মধ্যে সেতুবন্ধন

যদিও অনুকরণ রোডম্যাপ সরবরাহ করে, তবুও শারীরিক বৈধতা চূড়ান্ত বাধা হিসাবে থাকে। ডিজিটাল মডেল থেকে শারীরিক স্ট্যাম্পিং-এ রূপান্তর, বিশেষ করে প্রোটোটাইপ থেকে বৃহৎ উৎপাদনে স্কেল করার সময়—এই জটিল ক্ষতিপূরণ কৌশলগুলি কার্যকর করার জন্য একটি উৎপাদন অংশীদারের প্রয়োজন। এমন কোম্পানি যেমন শাওয়াই মেটাল টেকনোলজি এই ফাঁক পূরণে বিশেষজ্ঞ। IATF 16949 সার্টিফিকেশন এবং 600 টন পর্যন্ত প্রেস ক্ষমতা সহ, তারা নিয়ন্ত্রণ বাহু এবং সাবফ্রেমের মতো গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য টুলিং ডিজাইন যাচাই করতে পারে, এটি নিশ্চিত করে যে তাত্ত্বিক ক্ষতিপূরণ কারখানার মেঝেতে বাস্তবের সাথে সামঞ্জস্য রাখে।

ক্ষতিপূরণ কৌশলগুলির তুলনা

অংশের জ্যামিতি, উপাদানের মান এবং উৎপাদন পরিমাণের উপর নির্ভর করে সঠিক পদ্ধতি নির্বাচন। নিচের টেবিলটি প্রধান পদ্ধতিগুলির তুলনা করে।

সংক্ষিপ্ত বিবরণ

স্প্রিংব্যাক সমাধানের জন্য পদার্থবিজ্ঞানের আইনগুলোকে বাদ দেওয়া নয়, সেগুলোকে আয়ত্ত করা। জ্যামিতিক ওভারবন্ডিংকে প্রক্রিয়া-চালিত পোস্ট-টান এবং কঠোর পূর্ণ-চক্র সিমুলেশন দ্বারা ফলাফল যাচাই করার সাথে একত্রিত করে, অটোমোটিভ ইঞ্জিনিয়াররা অনির্দেশ্য এএইচএসএস গ্রেড সহও শক্ত সহনশীলতা অর্জন করতে পারে। মূলত, শুধুমাত্র ট্রায়-আউট সংশোধনগুলির উপর নির্ভর করার পরিবর্তে ডিজাইন পর্যায়ে শুরুর দিকে স্ট্রেস ইকুয়ালাইজেশনকে মোকাবেলা করা।

FAQ

১. হালকা স্টিলের তুলনায় অ্যাডভান্সড হাই-স্ট্রেনস স্টিল (এএইচএসএস) এ স্প্রিংব্যাক কেন বেশি গুরুতর?

স্প্রিংব্যাক উপাদানের ভাঙন সামর্থ্যের সমানুপাতিক। AHSS গ্রেডগুলি মৃদু ইস্পাতের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ভাঙন সামর্থ্য (প্রায়শই 590 MPa থেকে 1000 MPa এর বেশি) রাখে। এর অর্থ হল যে আকৃতি পরিবর্তনের সময় তারা বেশি স্থিতিস্থাপক শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, ফলে টুলিং লোড ছাড়ার পর পুনরুদ্ধারের (স্প্রিংব্যাক) পরিমাণ বেশি হয়। এছাড়াও, AHSS প্রায়শই বেশি কাজের কঠোরতা প্রদর্শন করে, যা চাপ বন্টনকে আরও জটিল করে তোলে।

কোণ পরিবর্তন এবং পার্শ্বদেয়াল কার্লের মধ্যে পার্থক্য কী?

কোণাটি পরিবর্তন এটি বেঁকানো ব্যাসার্ধে সহজ স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধারের কারণে ঘটে যাওয়া বেঁকানো কোণের বিচ্যুতি নির্দেশ করে (যেমন, 90° বেঁকানো 95° তে খুলে যাওয়া)। পার্শ্বদেয়াল কার্ল এটি শীট মেটালের পুরুত্বের স্তরগুলির মধ্যে অবশিষ্ট চাপের পার্থক্যের কারণে সমতল পার্শ্বদেয়ালের নিজস্ব বক্রতাকে নির্দেশ করে। কোণ পরিবর্তন প্রায়শই ওভারবেন্ডিং করে ঠিক করা যায়, কিন্তু পার্শ্বদেয়াল কার্ল সাধারণত পোস্ট-স্ট্রেচিং (স্টেক বিড) এর মতো টান-ভিত্তিক সমাধানের প্রয়োজন হয়।

3. বাইন্ডার ফোর্স বৃদ্ধি করলে কি স্প্রিংব্যাক দূর করা যাবে?

উচ্চ-শক্তি উপকরণের ক্ষেত্রে স্প্রিংব্যাক দূর করতে গ্লোবালভাবে বাইন্ডার ফোর্স বৃদ্ধি করলে তা খুব কমই যথেষ্ট হয় এবং ফলে ক্র্যাক হওয়া বা অত্যধিক পাতলা হয়ে যাওয়া ঘটতে পারে। তবে, সক্রিয় বাইন্ডার ফোর্স নিয়ন্ত্রণ —যেখানে স্ট্রোকের শেষের দিকে চাপ নির্দিষ্টভাবে বৃদ্ধি করা হয়—তা প্রাথমিক ড্র-এর সময় ফর্মেবিলিটির ক্ষতি না করেই স্প্রিংব্যাক কমানোর জন্য প্রয়োজনীয় পার্শ্বীয় টান (পোস্ট-স্ট্রেচ) কার্যকরভাবে প্রয়োগ করতে পারে।