열간 단조

QForm UK는 열간 단조 기술 공정 개발에 없어서는 안될 도구입니다. 이 프로그램을 사용하면 모든 종류의 장비에서 다양한 금형의 금속 유동을 시뮬레이션하여 가능한 결함(Non-filling, laps, flow-through defect 등)을 예측할 수 있습니다.

Closed die forging and flashless forging
Closed die forging and flashless forging
Forging simulation in QForm
Forging simulation in QForm

이 프로그램은 온도장, 단조 및 금형의 응력-변형 상태 지표, 미세구조 및 단조 기술 개발에 필요한 기타 매개변수를 보여줍니다.
단조 하중 및 소모된 에너지 분석을 통해 최적의 장비를 선택할 수 있습니다. QForm UK를 사용하면 엔지니어가 결함을 피하고 원소재량을 줄여 생산성을 높이는 공정을 최적화할 수 있습니다.

기계식 프레스 단조

기계식 프레스에서 단조 부품을 대량으로 생산하려면 단조 공정에 대한 매우 효율적이고 잘 설계된 기술이 필요합니다. 일반적으로 생산량이 많기 때문에 단조 부품 하나당 비용을 약간만 줄여도 큰 경제적 이익을 얻을 수 있습니다.

QForm UK를 사용하면 사용자는 시제품 테스트에 필요한 시간이나 재료를 낭비하지 않고도 실험을 구현할 수 있습니다. 설계자가 기술 프로세스를 확인하고 작업물과 도구에 대한 최적의 매개변수를 찾는 데 도움이 됩니다.

시뮬레이션은 다음과 같은 방법으로 기술 프로세스의 효율성을 개선합니다.

  • 낭비되는 자재 감소(재고 활용률 증가)
  • 공구(다이)의 내구성 증가
  • 단조품의 유리한 미세구조(섬유구조)를 제공하여 작업성을 향상시킵니다.
  • 유리한 미세조직을 얻기 위한 가열, 단조 및 열처리의 최적 온도 프로파일 제공

장점

  • 빠른 기술 개발 시간
  • 단조품의 최종 형상 및 금형 충진 품질 검증
  • 단조 부품 특성 예측
  • 랩, 유동 결함, 미충진 영역 및 과잉 재료와 같은 단조 결함 식별
  • 공구 응력 분석을 통한 공구 수명 예측 및 가장 높은 하중과 금형 마모가 있는 구역 식별
  • 하중 및 변형에너지 예측을 통한 올바른 장비 선택 검증
  • 다이 캐비티가 어떻게 채워지는지 확인하여 유동 문제를 해결하고 기술 개선 방안을 찾을 수 있는 기회
  • 예를 들어, 소재 품질이나 가공된 제품 표면 품질의 영향을 확인하는 등 생산과 관련된 문제 해결
Simulation example of forging of a connecting rod on a mechanical press
Simulation example of forging of a connecting rod on a mechanical press
Carabine forging simulation in QForm
Carabine forging simulation in QForm
Temperature distribution in the forged part simulated in QForm
Temperature distribution in the forged part simulated in QForm

기계식 프레스 단조를 시뮬레이션하는 데 도움이 되는 특별한 Qform 기능

  • Qform UK의 장점 중 하나는 모든 복잡한 단조품에 대해 완전 자동 모드로 최적화된 메시를 만들고 재구성하는 고유한 적응형 유한 요소 메시 생성기입니다. 유한 요소 크기는 높은 정확도를 필요한 곳에서만 미세하게 최적화되고 다른 곳에서는 메시가 크게 유지됩니다. 이를 통해 프로그램은 정확도를 잃지 않고 더 빠르게 계산을 수행할 수 있습니다.
  • 스텝 크기 선택도 자동으로 이루어지므로 속도와 정확도의 최적 균형이 보장됩니다.
  • 고도로 자동화된 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하면 사용자는 메시 생성 알고리즘 및 유한 요소법 알고리즘에 대해 걱정하지 않고 단조 기술에 집중할 수 있습니다.
  • 특수 데이터 준비 마법사에서 재료, 장비 및 기술 매개변수의 매개변수를 쉽게 설정
  • 열간 단조 기술 시뮬레이션을 위한 소프트웨어 "코어"의 특별 최적화
  • Coupled simulation은 시뮬레이션의 정확도를 높이는 데 도움이 됩니다.
  • 이 프로그램에는 특수 경계 조건, 메시 매개변수 및 스텝 제어, 유저 서브루틴 작성, 외부 애플리케이션과의 데이터 가져오기 및 내보내기 등 전문화된 작업을 해결하기 위한 광범위한 연구 도구가 포함되어 있습니다.

예제 영상

기계식 프레스에서 Connecting rod를 단조 성형하는 예를 보여줍니다. 이 단조 기술은 단조 전에 빌렛이 4가지 동작으로 Reducer rolling으로 성형되기 때문에 흥미롭습니다. Reducer rolling 후 평탄화 작업이 사용된 다음 두 단계의 단조(블로커 및 마무리 단조)가 이어집니다. Reducer rolling을 사용하면 영상의 마지막 단계에서 보여준 것처럼 유리한 미세 구조(섬유 구조)를 얻을 수 있습니다.

해머 단조

해머는 단조에 사용되는 가장 일반적인 기계 중 하나입니다. 해머 단조 기술 개발 중에 발생하는 가장 중요한 문제는 다음과 같습니다.

  • 결함 없는 단조품 개발(즉, 금형 캐비티 내 언더필링 및 연속성 결함이 없고 양호한 미세 구조)
  • 높은 금형 수명
  • 올바른 장비 선택 및 필요한 타격 횟수 계산

Qform UK를 사용한 해머 단조 시뮬레이션을 통해 사용자는 테스트 다이에 시간, 비용 및 재료를 낭비하지 않고 컴퓨터 모델에서 기술을 디버깅할 수 있습니다. 단조 기술은 하중 및 변형 작업을 최소화하여 단조 타격 횟수를 줄이고 다이 수명을 늘리도록 최적화할 수 있습니다. 시뮬레이션을 통해 사용자는 단조의 최적 설계를 개발하고 단조에서 낭비되는 재료를 줄이며 사전 성형 작업을 최적화할 수 있습니다.

장점

  • 빠른 기술 개발
  • 단조 부품 특성 예측
  • 단조품의 가공성 및 품질 향상
  • 다이 크래킹 및 다이 마모 감소로 공구 수명 증가
  • 공구 및 작업물의 온도 분포 예측
Example of hammer forging simulation in QForm
Example of hammer forging simulation in QForm
Forged automobile part simulation in QForm. Red points indicate laps
Forged automobile part simulation in QForm. Red points indicate laps
Effective stress distribution in the forged part. Simulation in QForm
Effective stress distribution in the forged part. Simulation in QForm

해머 단조를 시뮬레이션하는데 도움이 되는 특별한 QForm 기능

  • 매우 편리한 인터페이스를 통해 사용자는 한 기술의 다양한 변형을 사용하고 이들 사이를 빠르게 전환할 수 있습니다.
  • 다양한 기술 변형을 자동으로 해결하기 위해 배치 모드가 포함되어 있습니다.
  • 장비 매개변수의 쉬운 설정
  • 하나의 창에서 여러 그래프 분석
  • 가공된 부품의 속성을 보여주기 위해 시뮬레이션된 단조품에서 재료를 제거할 수 있습니다.
  • 다중 블로우 단조 작업을 위한 특수 탭을 사용하면 패스 전 작업물의 모든 움직임(회전 및 변위)과 각 블로우에 대한 블로우 에너지 변화를 포함하여 한 작업에서 원하는 수의 블로우를 쉽게 설정할 수 있습니다.
  • 필요한 타격 횟수 예측

예제 영상

이 영상에서는 QForm 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한 해머 단조 기술의 최적화를 보여줍니다. 스터브 액슬 단조 기술은 드로잉, 업세팅, 플래트닝 및 최종 단조의 4가지 해머 단조 작업으로 구성됩니다. 랩 형성은 영상의 첫 번째 단계에 표시된 대로 초기 기술에서 발생합니다. 그런 다음 결함 형성을 방지하기 위해 업세팅 및 플래트닝 높이가 증가했습니다. 영상의 두 번째 단계에서는 최적화 후 단조된 부품에 결함이 없음을 보여줍니다.

분말 성형

QForm UK는 분말 금속 작업물을 사용하여 단조품을 시뮬레이션할 수 있습니다. 아래 링크의 영상은 이러한 기술의 시뮬레이션을 보여줍니다. 단조 공정 중 상대 밀도장이 표시됩니다.