Probleem op deze pagina?

Project: Cornet ISF Light

VIS/CO: Collectief onderzoek van Vlaamse Innovatiesamenwerkingsverbanden
01/06/2012
31/05/2014

Doel: technologie om ISF industrieel inzetbaar te maken bij KMO’s.

De markt van plaatbewerking evolueert naar kleinere reeksgroottes en vereist een economische productietechnologie met korte doorlooptijden.
Incremental Sheet Forming (ISF) biedt KMO's een groot potentieel als complement voor bestaande technologieën of voor de productie van specifieke plaatwerk componenten (met vrije vorm product features die moeilijk of niet economisch rendabel te maken zijn met conventionele methodes). De doelgroep bestaat uit KMO's dewelke plaatwerk componenten ontwikkelen en plaatwerk subcontractors (400 bedrijven). Deze industrieel gedreven ontwikkelingen zijn er specifiek op gericht om de industriële barrières voor rapid prototyping en de productie van kleine reeksen van complex gekromde plaatwerk producten te overwinnen. De domeinen waarin de betrokken industriële partners zich situeren, zijn de volgende: achtitecturale gevelpanelen, meubels, medisch maatwerk, customizatie in de automotive sector en prototyping van plaatwerk in het algemeen.

Het ISF Light project doelt op een snellere industriële opname van de op doorbraak staande technologie van het incrementeel omvormen en dit door:
• Ontwikkeling van warmte-ondersteunde processen voor het omvormen van hoge sterkte en moeilijk om te vormen materialen.
• Integratie van ISF met andere plaatwerkprocessen (bijv. buigen en dieptrekken) en het ontwikkelen van generische industriële tooling.
• Het opzetten van application labs dewelke toegang verlenen tot demonstratoren, shared capacity van medium tot large scale bewerkingsplatforms, kennis, guidelines en technologisch advies om de voorspelling van de maakbaarheid van producten te ondersteunen en het gebruik van ISF door KMO's.

De flexibele aard van de ISF-processen, de Single Point Incremental Forming-variant in het bijzonder, maakt ze vooral geschikt voor de fabricage van kleine series of zelfs unieke gevormde stukken uit plaatmateriaal. Dit opent specifiek perspectieven voor kmo’s, actief in de snelle en flexibele toelevering van op maat gemaakte stukken en producten.

Incremental Sheet Forming (ISF) of het incrementeel vervormen van plaatwerk staat voor een aantal innovatieve, flexibele vormingsprocessen waarbij plaatmetaal kan omgevormd worden tot een breed gamma aan geometrieën zonder dat hiervoor dure, specifieke gereeedschappen nodig zijn. Met behulp van een standaard stylus, gestuurd door een drieassig of meerassig CNC-platform, wordt plaatwerk incrementeel vervormd tot de beoogde vorm is bereikt. Tijdens het laatste decennium werd geïnvesteerd in aanzienlijke R&D-inspanningen om deze innovatieve processen tot op een matuur niveau te brengen, waardoor industriële valorisatie geleidelijk aan binnen bereik komt. Grote tekortkomingen in de aanvankelijke procesmogelijkheden, zoals beperkte vormingshoeken, extreme verdunning en lage nauwkeurigheid, werden grotendeels overwonnen door geavanceerde werkstukanalysetechnieken en de introductie van intelligente gereedschapsbaanstrategieën. Hoewel er nog ruimte is voor verbeteringen in deze domeinen, kunnen vandaag voorbeelden getoond worden van een brede verscheidenheid aan deelgeometrieën met nauwkeurigheden tot in het submillimeterbereik, wat de verbeterde beheersing van de ISF-processen illustreert. Dit laat toe te besluiten dat de technologie meer en meer vatbaar wordt voor industriële valorisatie.
De flexibele aard van de ISF-processen, de Single Point Incremental Forming-variant in het bijzonder, maakt ze vooral geschikt voor de fabricage van kleine series of zelfs unieke gevormde stukken uit plaatmateriaal. Dit opent specifiek perspectieven voor kmo’s, actief in de snelle en flexibele toelevering van op maat gemaakte stukken en producten. Kijken we echter naar de state of the art vandaag, dan kunnen een aantal mogelijke hindernissen die in de industriële rol van de ISF-processen in de weg staan, worden geïdentificeerd:
1. Voor de basis-ISF-processen is het bereik van materialen die kunnen bewerkt worden typisch begrensd door vervormbaarheidsbeperkingen van de materialen en de hoge proceskrachten die het resultaat zijn van de bewerking van materialen met een hoge sterkte.
2. Hybride processen die ISF met andere plaatwerkprocessen integreren bieden het beste van twee werelden: het economisch toevoegen van vormelementen voor het customiseren van onderdelen geproduceerd met andere technologieën of flexibele productie van kleine series. Maar dit vereist passende oplossingen voor procesplanning en flexibele industriële gereedschappen.
3. De ISF-processen bieden potentieel om grote dubbel gebogen stukken te produceren, maar de algemeen verkrijgbare bewerkingsgereedschappen om het procedé te ondersteunen voorzien een dergelijk werkbereik niet of gaan gepaard met een hoge investeringskost. Applicatielabs bieden toegang tot de infrastructuur, kennis en technologische ondersteuning aan de invoering te vergemakkelijken van de ISF voor zowel kleine als grote onderdelen.
Het ISFLight-project heeft als doelstelling de valoridatieopportuniteiten intensief te onderzoeken, samen met een groot aantal industriële partners, waarvan de meeste kmo’s, en tegelijk te werken op de belangrijkste overblijvende hindernissen, in een geconcentreerde inspanning om het valorisatieraam te vergroten.
Om de geïdentificeerde resterende obstakels voor valorisatie te overwinnen, zullen de onderzoeksinspanningen zich concentreren op het gebruik van twee warmte ondersteunde procesvarianten (om het gebruik van een brede range van lichte, hogesterktematerialen toe te laten), het vergroten van het werkbereik, in vergelijking met de traditionele ISF-setups door de ontwikkeling van twee labofaciliteiten voor toepassingen op grote schaal die beschikbaar zijn voor gebruik door kmo’s, en de integratie van ISF-processen in flexibele werkomgevingen voor plaatmetaal (bijv. faciliteiten voor lasersnijden, buigen of dieptrekken). Dit ter ondersteuning van de eliminatie van de geometrische grenzen door het gebruik van individuele, stand-alone-processen.
De domeinen waarin de betrokken industriële partners zich kunnen situeren, zijn: architecturale wandpanelen, op maat gemaakte medische benodigdheden, design producten, meubilair, customisering in de automobielsector en prototyping van plaatmetaal.

Met behulp van de application labs van Sirris en KU Leuven te Heverlee is kennis opgebouwd over:
- het afleiden van ISF-requirements
- het opbouwen van een FE-model voor warmteondersteund ISF
- analyse van ISF voor zowel lokale als globale warmteinput (simulatie) + validatie en optimisatie van het FE-model
- de ontwikkeling van warmteondersteunde ISF-processen (globale en lokale warmteinbreng) en de vergelijking tussen beide (afleiden richtlijnen)
- de integratie met andere plaatbewerkingsprocessen
- het vervormen van materialen met een eerder beperkte vervormbaarheid
- de ontwikkeling van een opstelling met een groter werkbereik (2m x 2m) en die in staat is hogere proceskrachten te leveren.

K.U.Leuven, Fraunhofer IWU
Sirris
Sven De Troy
Automatisatie, Robotica, Controlesystemen, Design and Modelling / Prototypes, Harden, warmtebehandeling-, Heat/Warmte transport en toevoer, district heating, IJzer en staal, Non-ferro Metalen, Simulatie, Simulatie Engineering, Vormen (rolling, forging, pressing, drawing)
Joost Duflou, Sven De Troy, Walter Auwers
Luc Verhoeven (Just Innovation), Luc Larmuseau (iLLumoo)
http://www.cornet-isflight.efb.de
Share this on