Processen att stansa plåtar för att skapa delar som används i fordonsprodukter som bildörrar har fått en virtuell uppgradering i form av en simuleringsmetod som utarbetats av forskare från Kanazawa University. Deras simulering kan användas för att optimera en metallstämpelpress i dess konceptuella designstadium, vilket minskar kostnaderna för att fysiskt testa konstruktioner. Denna metod är inte bara kostnadseffektiv, men också mer omfattande än tidigare simuleringsmetoder.

För att förbättra bränsleförbrukningen, biltillverkare har i allt större utsträckning letat efter att tillverka bilar med lättare material än traditionellt stål. Höghållfast stål anses vara ett lättviktsalternativ, men när plåtar av höghållfast stål stämplas till form för att tillverka bildelar, de är mer benägna att böja sig, riva, skrynkla, eller blir för tunna på sina ställen jämfört med delar av traditionellt stål.

På en konkurrensutsatt fordonsmarknad, det är viktigare än någonsin att göra simuleringar i förväg för att optimera verktyg innan man bygger och testar dem. Annat, verktygen kan behöva ändras under en lång och kostsam period av försök och misstag tills de framgångsrikt kan tillverka delar av hög kvalitet. Många komponenter i verktyget har en effekt på slutprodukten och skulle därför kunna optimeras via simuleringar; dock, nuvarande simuleringar är inte heltäckande och tar sällan hänsyn till formen på stämplingsstencilen (kallad "blank form") som metallplåten stansas igenom för att bilda den önskade formen. Dessutom, mycket forskning inom detta område fokuserar på att stämpla enkla stång- eller U-former.

"Vi simulerade stansningen av S-former till plåt. Till skillnad från U-former, stämpling av S-former kan få metalldelarna att vrida sig ur form, tillåter oss att studera sätt att minska vridande återgång, ", säger medförfattaren till studien Ryoto Ishizuki.

Forskarna kom på ett nytt sätt att minska vridningen av metallplåtar genom att optimera formen på ämnesformen samtidigt som de minimerar rivning och skrynkling av plåten. De simulerade också hur mycket kraft som ska användas för att klämma fast plåten i den så kallade "blankhållaren" och hur den ska varieras under stansningsprocessen för att uppnå bästa resultat.

"Sekventiell ungefärlig optimering med hjälp av ett nätverk med radiella basfunktioner gjorde det möjligt för oss att effektivt optimera ämnesformen och variabla ämneshållarens kraftbana, " säger första författaren Satoshi Kitayama.

Att minska benägenheten hos höghållfasta ståldelar att vrida sig och böjas ur form efter att ha genomgått stämpling är en nyckelfråga inom biltillverkningsindustrin. Resultaten av denna studie förväntas därför avsevärt öka kvaliteten på stansade metalldelar.