Wirtualna wytrzymałość stalowych części lotniczych
Wytłaczanie na gorąco było dotychczas dość skuteczną techniką stosowaną w przemyśle motoryzacyjnym. Technika ta, zwana także hartowaniem w procesie tłoczenia, zwiększa wytrzymałość materiału, formując metal w bardzo wysokiej temperaturze, a następnie hartując go (chłodząc bardzo szybko) w urządzeniu do formowania na zimno. Technika ta pozwala wyprodukować stal o bardzo wysokiej wytrzymałości z blachy cienkiej o mniejszej odporności na rozciąganie. Stali o gatunku stosowanym w lotnictwie nie używano dotychczas w obróbce techniką hartowania w procesie tłoczenia. Badacze dokonali oceny jej potencjału, aby sprostać wymogom stawianym silnikom turbowentylatorowym w ramach finansowanego przez UE projektu "Hot sheet metal forming of aerospace materials - Virtual manufacturing and enhanced quality" (VIMAQ). W tym celu połączyli modelowanie z eksperymentami w celu zbadania produkcji dysku z cienkiej blachy oraz łopatki kierującej. Główne cele polegały na znalezieniu stali odpowiedniego gatunku oraz stworzeniu dokładnego modelu materiału i procesu. Zespół przyjrzał się również korzyściom wynikającym z zastosowania półfabrykatów o kształcie zbliżonym do końcowych części, aby zmniejszyć straty materiałowe i czas przetwarzania na etapie hartowania w procesie tłoczenia. Naukowcy eksperymentowali z walcowaniem płaskim, techniką zwykle stosowaną przy obróbce standardowych taśm lub grubych blach. W wyniku eksperymentów uzyskano zaskakujące informacje dotyczące wykorzystania stali gatunku lotniczego w obróbce techniką hartowania w procesie tłoczenia. Ustalono, że za pomocą procesów przeanalizowanych w projekcie można z powodzeniem produkować dyski z cienkiej blachy na poziomie przemysłowym. Niestety wytwarzanie łopatki kierującej o niejednorodnej grubości okazało się trudniejsze. W wyniku prób walcowania wyprodukowano odpowiedni profil, jednak spowodowano utlenienie powierzchni, które pogorszyło jej jakość. Najważniejszą kwestią była niezdolność materiałów do uzyskania wymaganej wytrzymałości. Zespół wyeliminował w efekcie trzy typy stali różnego gatunku lotniczego z listy potencjalnych kandydatów do hartowania w procesie tłoczenia i zidentyfikował ważne kwestie wymagające dalszej uwagi.
Słowa kluczowe
Części stalowe, hartowanie w procesie tłoczenia, blacha cienka walcowana na gorąco, materiały lotnicze, wytwórstwo wirtualne
