Aktuellt

painomuovaus_ylakuva.jpg

Enskilda produkter av metall med incrementalformning

25.04.2012

Tunnplåtar i metall behövs för de mest olikartade ändamålen i samhället, och de produceras i enorma mängder i stora valsanläggningar. Vid formningen av plåtarna används i huvudsak traditionella formningsmetoder som djupdragning och sträckformning. De förutsätter dyra apparater och former, så det är nödvändigt att tillverka identiska föremål i stora mängder. Produktionsprocessen börjar med planering av formen och kan med alla skeden pågå i flera månader.

Men hur gör man då om man så snabbt som möjligt skulle vilja tillverka en prototyp, ett enskilt föremål eller en liten mängd produkter? I det här syftet har man utvecklat en ny formningsmetod för tunnplåt som kallas incrementalformining. Uppfinningen kom till i Japan för bilindustrins behov. På Institutionen för materialteknik har man i stor omfattning undersökt det tryckformade materialets egenskaper och användningsmöjligheter. Arto Komulainen har till exempel skrivit sitt diplomarbete på institutionen om tryckformning, och i sitt arbete undersökte han även metodens lämplighet för tillverkning av inredningselement.

 

[Bild:Tuomas_Katajarinne.jpg]

–  Många av oss har under slöjdtimmarna tillverkat en bastuskopa genom att banka på en tunn, rund metallskiva på ett underlag, observerar DI Tuomas Katajarinne som är forskare på Institutionen för materialteknik vid Aalto-universitetet.

 

– Vi bankar inte tvångsmässigt med hammare, utan vi använder en vanlig industrirobot som hjälp, berättar han, och visar hur en rörlig formningsspets, som datorstyrs med CAM-programmet, på plåtens yta formar tunnplåten i önskad form, den här gången till en skål. Vid positiv inkrementalformning riktas formen uppåt från plåtens yta, och i negativ nedåt. Smörjning minskar friktion och förbättrar ytkvaliteten.

I stället för en formningsspets kunde roboten använda i princip vilket verktyg som helst, till exempel en kulspetspenna, med en noggrannhet på mindre än en millimeter. Tillverkningen från planeringsstadiet till en produkt genomförs som snabbast på mindre än en timme. Tillverkningen sker med hjälp av en plåthållare och en enkel form, eller i vissa fall till och med utan form, vilket sparar tid och kostnader.

Jämfört med traditionella metoder töjer sig den inkrementalformade metallen mer utan att brista. Materialet formas annorlunda, så man kan tillverka mångsidiga produkter av det. Metodens flexibilitet möjliggör nya användningsmöjligheter för metall bland annat för inredningsplanerare och konstnärer.

– Institutionen för materialteknik undersöker vad tryckformning är lämpligt för, men de som sköter om de ekonomiska resurserna bestämmer vad man kommer att börja använda det till, konstaterar Katajarinne realistiskt.

Han ser många möjligheter med metoden. Till exempel sjukhus skulle kunna gå över till att använda formade väggytor och inredningselement av koppar, eftersom koppar dödar bakterier. Med tryckformade fasadelement i metall kunde man också trolla fram en ny glans på förorternas tråkiga cementhöghus.  Samtidigt fungerar de som isolering och väderskydd.

– Det finns dock fortfarande mycket kvar att göra innan tryckformningen erövrar världen, påpekar Katajarinne.

Han påminner om att forskarna fortfarande är oense om formförändringsmekanismerna som sker vid inkrementalformning av metall. Det är mycket viktigt att även undersöka hur tryckformade produkter beter sig i kritiska miljöer. Om man till exempel skulle börja använda tryckformade komponenter i flygplansvingar skulle de behöva ha minst samma egenskaper som de aktuella komponenterna.

Tillbaka

Sidansvarig: verkkotoimitus [at] aalto [dot] fi | Senast ändrad: 21.02.2014.