Оцінка впливу параметрів процесу штампування матриць на характеристику дефектів від пружини та пружинного переходу в матеріалах з оцинкованої сталі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.324951

Ключові слова:

оптимізація, дефект пружини, штампування, виготовлення, кут пуансона, оцинкований матеріал

Анотація

Штампування – це важливий виробничий процес, який широко застосовується в сучасну промислову епоху. Це забезпечує зручність у процесі виробництва та швидку зміну форми, особливо для листових матеріалів. Однак якість час від часу зазнає розмірних змін, які визначаються як пружина назад (ПН) і пружина повертається (ПП). У цьому дослідженні було проведено аналіз факторів, які сприяють виникненню дефектів від штампування. У роботі використовувався оцинкований лист, оброблений V-подібним згином, використовуючи товщину, кут удару та тиск як параметр. Результати показують кут відхилення як основний показник, пов'язаний з дефектом. Найвищий ПП виникає при товщині 1 мм з кутом/тиском штампування 60°/6×103 кг, що спричиняє найбільший кут відхилення 4,45°. Навпаки, ПН спостерігається з максимальним відхиленням –2,2° при використанні кута/тиску штампу 120°/9×103 кг для матеріалу товщиною 1,2 мм. Один унікальний результат спостерігається для оброблюваного матеріалу при куті штампу 90°. Явище ПН і ПП спостерігається для різних параметрів. Наприклад, товщина 1 мм відчуває ПН при використанні тиску пуансона 3×103 кг і 9×103 кг, тоді як ПП спостерігається при робочому тиску 6×103 кг. Спостереження за мікроструктурою показує зміну профілю матеріалу після процесу згинання, що пов’язано з механічною деформацією, і коли значення прогину наближається до 0°, профіль форми мікроструктури стає чіткішим, що пов’язано з пластичною деформацією. Ці результати є орієнтиром для відповідної обробки штампування, потенційно мінімізуючи дефекти та зменшуючи додатковий процес, який передбачає ремонт дефектної частини. Таким чином, якість виробництва підтримується оптимально завдяки підбору ідеальних параметрів штампування

Біографії авторів

Dwi Rahmalina, Universitas Pancasila

Doctor of Mechanical Engineering, Professor

Department of Mechanical Engineering

Ahmad Zamzami, Universitas Pancasila

Master Student in Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Ismail, I., Mulyanto, A. T., Rahman, R. A. (2022). Development of free water knock-out tank by using internal heat exchanger for heavy crude oil. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 77–85. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002502
  2. Li, J., Tong, C., Zhang, R., Shi, Z., Lin, J. (2024). A data-informed review of scientific and technological developments and future trends in hot stamping. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, 7 (2), 327–343. https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2023.11.003
  3. Athale, M., Park, T., Hahnlen, R., Pourboghrat, F. (2023). Design, performance, and cost savings of using GF-PC additively manufactured tooling for stamping of HSS 590 sheet metal. Journal of Manufacturing Processes, 101, 1–14. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.05.072
  4. Chen, S., Jiang, S., Wang, X., Sun, P., Hua, C., Sun, J. (2024). An efficient detector for detecting surface defects on cold-rolled steel strips. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 138, 109325. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2024.109325
  5. Liang, Y., Feng, S., Zhang, Y., Xue, F., Shen, F., Guo, J. (2024). A stable diffusion enhanced YOLOV5 model for metal stamped part defect detection based on improved network structure. Journal of Manufacturing Processes, 111, 21–31. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.12.064
  6. Suyitno, B. M., Rahman, R. A., Sukma, H., Rahmalina, D. (2022). The assessment of reflector material durability for concentrated solar power based on environment exposure and accelerated aging test. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (120)), 22–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265678
  7. Psarommatis, F., Azamfirei, V. (2024). Zero Defect Manufacturing: A complete guide for advanced and sustainable quality management. Journal of Manufacturing Systems, 77, 764–779. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2024.10.022
  8. Ha, T., Welo, T., Ringen, G., Wang, J. (2024). Formability prediction of perforated sheet metal by representative volume element and homogenized sheet models. Manufacturing Letters, 42, 11–15. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2024.09.069
  9. Meng, Y., Yu, Q., Wu, X., Guo, X., Yang, Z., Xu, L., Chen, H. (2025). Oscillating laser-arc hybrid additive manufacturing of aluminum alloy thin-wall based on synchronous wire-powder feeding. Thin-Walled Structures, 206, 112665. https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.112665
  10. Wan, F., Tian, H., Guan, F., Qi, C., Liao, J. (2024). On the spring-back and re-rounding mechanism of a plain dent on the sandwich pipe. Ocean Engineering, 313, 119491. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119491
  11. Chen, H., Li, S., Wang, J., Ding, A. (2021). A focused review on the thermo-stamping process and simulation progresses of continuous fibre reinforced thermoplastic composites. Composites Part B: Engineering, 224, 109196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109196
  12. Yang, J., Liu, B., Huang, H. (2024). Research on composition-process-property prediction of die casting Al alloys via combining feature creation and attention mechanisms. Journal of Materials Research and Technology, 28, 335–346. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.11.257
  13. Miao, Q., Dai, Z., Ma, G., Niu, F., Wu, D. (2023). Analysis of spring-back deformation of CF/PEEK thin angled laminates by laser-assisted forming. Composite Structures, 321, 117288. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117288
  14. Pereira, G. C., Yoshida, M. I., LeBoulluec, P., Lu, W.-T., Alves, A. P., Avila, A. F. (2020). Application of artificial intelligence models for predicting time-dependent spring-back effect: The L-shape case study. Composites Science and Technology, 199, 108251. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2020.108251
  15. Sajan, M., Amirthalingam, M., Chakkingal, U. (2021). A novel method for the spring-back analysis of a hot stamping steel. Journal of Materials Research and Technology, 11, 227–234. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.017
  16. Chanda, A., Bhattacharyya, D. (2021). A parametric study to minimise spring-back while producing plywood channels. Journal of Cleaner Production, 304, 127109. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127109
  17. Shojaei, M., Khayati, G. R., por, H. H., Khorasani, S. M. J., Hernashki, R. K. (2021). Investigation of spring back phenomenon in the 316L stainless steel cathode blank based on the changes in electrical resistivity and magnetic properties due to the residual stress and martensite phase formation: An industrial failure. Engineering Failure Analysis, 126, 105473. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105473
  18. Husmann, H., Hauska, B., Liu, C., Groche, P. (2022). Exploiting spring-back differences for joining and pre-stressing sheet metal structures with tendons during forming – A mathematical-physical process model. Journal of Materials Processing Technology, 307, 117683. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2022.117683
  19. Chinara, M., Paul, S. K., Chatterjee, S., Mukherjee, S. (2023). Effect of central hole edge preparation, coefficient of friction and spring-back on hole expansion ratio of automotive steels. Journal of Alloys and Metallurgical Systems, 4, 100046. https://doi.org/10.1016/j.jalmes.2023.100046
  20. Li, H., Xie, S.-R., Zhang, S.-H., Chen, S.-F., Song, H.-W., Xu, Y., Pokrovsky, A. I., Khina, B. B. (2023). Spring-back behaviors of Ti-6Al-4V sheet under effect of strain rate. International Journal of Mechanical Sciences, 260, 108646. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2023.108646
  21. ISO 7438:2020. Metallic materials – Bend test. https://www.iso.org/standard/72187.html
  22. Martínez-Martínez, A., Miguel, V., Coello, J. (2024). A numerical model to analyse the under-tension-bending-unbending processes. Special analysis for determining the spring-back of TRIP 690 steel sheet. Journal of Manufacturing Processes, 129, 92–108. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.08.039
  23. ASTM E3-11. Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/97288/dc8875fd159648d6a39eb8f1df1d4b7f/ASTM-E3-11-2017-.pdf
  24. Etemadi, E., Naseri, A., Valinezhad, M. (2020). Novel U-bending designed setups for investigating the spring-back/spring-go of two-layer aluminum/copper sheets through experimental tests and finite element simulations. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 234 (8), 1142–1153. https://doi.org/10.1177/1464420720930251
  25. Özdemir, M., Dilipak, H., Bostan, B. (2020). Experimental Investigation of Deformation and Spring-Back and Spring-Go Amounts of 1.5415 (16MO3) Sheet Material. Metallography, Microstructure, and Analysis, 9 (6), 796–806. https://doi.org/10.1007/s13632-020-00687-6
Оцінка впливу параметрів процесу штампування матриць на характеристику дефектів від пружини та пружинного переходу в матеріалах з оцинкованої сталі

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-30

Як цитувати

Rahmalina, D., & Zamzami, A. (2025). Оцінка впливу параметрів процесу штампування матриць на характеристику дефектів від пружини та пружинного переходу в матеріалах з оцинкованої сталі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(1 (134), 68–73. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.324951

Номер

Том 2 № 1 (134) (2025): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Dwi Rahmalina, Ahmad Zamzami

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.