Virtuell fabricering i titan - skärande bearbetning och formning med demonstrator

Syfte och mål

Projektet har studerat bearbetningsprocesserna skärande bearbetning och varmformning av titan. Arbetet har syftat till att utveckla en metod för punktbaserad FEM-analys av 2D problem såsom svarvning, kalibrering av en fysikaliskt baserad materialmodell samt utveckla varmformningsprocess genom FE-analys för titangeometrier av kommersiellt intresse för GKN. Projektet bidrar till möjligheten att använda FE-analyser vid design av fabricerade motorstrukturer och till att svenska SMF kan ta nödvändiga tekniksteg för att ta sig an produktion av efterfrågade titandetaljer.

Resultat och förväntade effekter

Projektet har utvecklat en PFEM-metod för analyser av skärande bearbetning, som i kombination med en fysikaliskt baserad materialmodell för titan, påvisat lovande resultat vid prediktering av verktygskrafter, spånavgång och restspänningstillstånd. En metod för bixaiell termo-mekanisk provning av anisotropa material har tagits fram. En varmformningsprocess för en titandetalj av intresse för GKN har mycket lyckosamt vidareutvecklats genom simulering. Projektet bidrar starkt till möjligheten för kommersialisering av varmformning där svenska företag deltar.

Upplägg och genomförande

Projektet har kombinerat teoretiska forskningsaktiviteter med experimentella studier och valideringsprover i Ti-6Al4V. Avancerade termo-mekaniska FE-analyser har tillsammans med kompetenser och utrustning hos deltagande SMF skapat de möjligheter som krävts för att lyckosamt genomföra projektet; utveckla FE-metoder, genomföra experiment, producera önskade komponenter inom toleranser för produktion, identifiera nya forskningsutmaningar och initiera internationell forskningssamverkan med stor potential för att bedriva excellent ledande forskning inom området.