Optimization lubrication and speed in SPIF processes

Abstract

With the rising competitiveness in industry, it is mandatory to develop new methods and processes in order to fill some gaps, and at the same time ameliorate the existing ones. Incremental forming appears from the necessity to produce functional and usable prototypes, or alternatively, to produce small batches or replacement parts. In fact, the traditional use of press technology represents a very high cost when the number of parts in a batch is not big enough. Within incremental forming, the cost of tools is reduced to a minimum as just a punch and a clamping frame are needed to produce a part from the CAD model, which brings high interest to this technology. This work is part of the SPIF-A project (Single Point Incremental Forming at Aveiro). From many possible parameters, focus will be given to lubrication and federate (the travel speed of the forming tool). These two parameters are utmost importance either for the quality of parts and for the process time efficiency. After experimental tests, results will allow for conclusions that will certainly constitute a vital contribute for a better implementation of incremental forming processes into industrial environment.

Com a constante competitividade da indústria, existe a necessidade de criar novos métodos e processos que colmatem lacunas dos já existentes, assim como procurar soluções com rendimentos superiores, tanto quantitativamente como qualitativamente. A estampagem incremental surge aliada à dificuldade de produção de protótipos funcionais e reais. A necessidade de produção de pequenos lotes de peças a um custo competitivo é outro fator preponderante para a evolução deste tipo de tecnologia, visto que os métodos de estampagem tradicionais implicam custos muito elevados para a conceção das ferramentas necessárias. Esta tecnologia permite à indústria produzir uma grande variedade de produtos com custos reduzidos e numa janela de tempo bastante mais curta que a generalidade dos processos convencionais, o que torna a estampagem convencional numa tecnologia muito flexível proporcionando à industria uma vertente bastante interessante trazendo novas soluções para os vários tipos de mercado. Neste trabalho, inserido no projeto SPIF-A (Single Point Incremental Forming at Aveiro) são estudados com recurso a testes experimentais, duas classes de parâmetros importantes quer para a qualidade, quer para o rendimento do processo: i) o efeito dos lubrificantes na qualidade superficial dos componentes produzidos e forças geradas durante a conformação e ii) o efeito do aumento da velocidade do punção conformador nas forças geradas e formabilidade das peças produzidas. Face ao conhecimento gerado, considera-se que esta tese teve um contributo importante do desenvolvimento do processo de estampagem incremental com vista à sua melhor implementação industrial.