Nowa technika kucia znacząco zmniejsza zużycie materiałów i energii
W konwencjonalnych technikach kucia w procesie formowania metalu powstaje zbędny materiał nazywany wypływką. Koszty materiałów przekładają się na wielkość kosztów produkcji. Na przykład, przy wytwarzaniu złożonych części, takich jak wały korbowe, ilość zbędnego materiału sięga około 55% całości surowca. Udoskonalenie technologii produkcji i procesu może pozwolić na zaoszczędzenie części tego materiału, a jednocześnie na zmniejszenie zużycia energii. Bardzo obiecującą technologią pod tym względem jest kucie bezwypływkowe. Celem projektu REFORCH (Resource efficient forging process chain for complicated high duty parts), finansowanego ze środków UE, było opracowanie odznaczającej się zmniejszoną ilością wypływki metody kucia wału korbowego silnika dwucylindrowego, pozwalającej na zmniejszenie zużycia materiału i energii. Prace rozpoczęto od opracowania nowego łańcucha procesu kucia. Oceniono maszyny produkcyjne, dzieląc je na kategorie w zależności od szeregu czynników, takich jak materiał i masa wału, wymiary geometryczne wału i elementu obrabianego, rozkład masy, wymagania w zakresie tolerancji geometrii końcowej, właściwości powierzchni, aktualnie dostępny konwencjonalny sprzęt produkcyjny oraz wielkość produkcji. Partnerzy projektu opracowali dwie sekwencje kucia bezwypływkowego dla modelowych produktów, z których jeden przetestowano w warunkach przemysłowych. Aby uzyskać podstawy do zastosowania technologii do wałów o innych geometriach, zidentyfikowano podobne wały korbowe. Następnie zespół REFORCH opracował i zainstalował urządzenia, skupiając się na wielokierunkowym kuciu oraz procesie pośredniego nagrzewania/ponownego nagrzewania. Opracowano także układ grzewczy, umożliwiający niejednorodne nagrzewanie kutych elementów. Urządzenia te przetestowano i zainstalowano. Uczeni przeprowadzili symulację sekwencji procesów oraz zaprojektowali i wyprodukowali narzędzia. Na koniec sprawdzono działanie procesu i urządzeń. W projekcie REFORCH udało się znacząco obniżyć zużycie materiału podczas kucia wałów korbowych, zmniejszając ilość wypływki z 54% do 6%. Co więcej, o około 25% obniżyło się zużycie energii ze względu na to, ze stal nie wymaga teraz aż takiego nagrzewania. Kuźnia REFORCH może zacząć stosowanie nowej technologii kucia także do innych elementów. Technologia kucia o zmniejszonej ilości wypływki jest oferowana przez producenta narzędzi europejskim przedsiębiorstwom zajmującym się kuciem. Producent systemów nagrzewania indukcyjnego wykorzystuje zgromadzoną wiedzę do dostarczania rozwiązań służących do ponownego nagrzewania kutych części oraz do niejednorodnego nagrzewania kęsów. Dzięki tym trzem podejściom projekt REFORCH przyczyni się do poprawy konkurencyjności europejskich kuźni.
Słowa kluczowe
Kucie, REFORCH, kucie ze zmniejszoną ilością wypływki, wał korbowy
