WIRE TECHNOLOGY SHORT PRESENTATION OF SIMULATION ACTIVITIES AT ÖREBRO UNIVERSITY REVERSE ENGINEERING POWDER TECHNOLOGY THE FUTURE PROJECTS RESOURCES

Transkript

1 ÖREBRO UNIVERSITY DEPARTMENT OF TECHNOLOGY SHORT PRESENTATION OF SIMULATION ACTIVITIES AT ÖREBRO UNIVERSITY ÖREBRO UNIVERSITY DEPARTMENT OF TECHNOLOGY WIRE TECHNOLOGY Head: Dr Magnus Jarl Henrik Överstam Doctoral candidate in metal forming analysis, MSc Örebro University Department of Technology SE ÖREBRO Direct: Operator: Laboratory with experimental facilities for verification New laboratory under construction, finished during summer 2002 Pojects: Computer simulations with FEM Descaling, alternative to pickling Heat treatment without lead Resources: 5 doctoral candidates (from which 2 industrial) 2 laboratory engineers Collaborations: Jernkontoret MEFOS Regional industry ÖREBRO UNIVERSITY DEPARTMENT OF TECHNOLOGY REVERSE ENGINEERING ÖREBRO UNIVERSITY DEPARTMENT OF TECHNOLOGY POWDER TECHNOLOGY Head: Dr Johan Kjellander Head: Dr Allan Hede Resources: 2 doctoral candidates Resources: 1 doctoral candidate (industrial) Collaborations: Leica Geosystems, Switzerland Imatra Steel, Kilsta IUC, Karlskoga Kau, Karlskoga Konvert project, Karlskoga Collaborations: Hydropulsor, karlskoga ÖREBRO UNIVERSITY DEPARTMENT OF TECHNOLOGY THE FUTURE PROJECTS MEDIUM HOT FORGING OF MAGNESIUM COMPACTING AND SINTERING IN POWDER METALLURGY MODELS OF UNSTABLE STAINLESS STEEL ANISOTROPIC MATERIAL MODELS RESOURCES NEW LABORATORY DURING SUMMER 2002 MORE DOCTORAL CANDIDATES IN NON-LINEAR FEA MASTER PROGRAMME IN SIMULATION AND MODELLING LARGE RESEARCH CENTRE IN KARLSKOGA Henrik Överstam 1

2 ett hjälpmedel för kortare ledtider Kommer detaljen att hålla? Stefan Gustafsson Ledell Går detaljen att gjuta? Vad är? Gjuter Gjuter i datorn Beskriver hela gjutförloppet - Formfyllnad Formfyllnad Stelning Spänning Efterbearbetning Värmebehandling - Formfyllnad Exempel - Formfyllnad (alt 1) Stefan Gustafsson Ledell

3 Exempel - Formfyllnad (alt 3) - Stelning Utvecklat konstruktionsarbete FEA / FEM Kund Verktyg/ modell Gjutning OK! Kund Gjuteri Verktygs/modell Antal gjutsimuleringsprogram Tack för visat intresse! Stefan Gustafsson Ledell Stefan Gustafsson Ledell

4 Product development Engineering Design Materials, modelling and simulation of cast material and products Ingenjörshögskolan i Jönköping Avd för Maskinteknik/Komponentteknologi Box Jönköping 1 2 Focus Process microstructure mechanical properties Materials Process Cooling rate Mould and Core materials Casting method etc Microstructure Chemical composition Inoculation Solidification and sst Defect formation Gas content etc Mecanical properties Aluminium Cast Iron Magnesium 3 4 tensile strength (MPa) n = 010 Properties n = 015 n = 020 q=007 K = 900 (MPa) 9_chill_I q= q=025 3 q=006 q=005 Cylinder heads A vital part of the engine is the cylinder head exposed for high loads has been the subject of this experimental work n = n = plastic strain to fracture Ingvar L Svensson

5 Modelling of microstructure and simulation of mechanical-properties in ductile iron Ongoing work Lorry Hub Hardness (HB) Hard Soft Improved properties of cast iron (Volvo Daros) Microstructure development and mechanical properties in Mg alloys (Gjutal) Microstructure and properties of aluminium alloys (MAGMA, Daimler-Chrysler, Ford, Audi, Texid ) 7 8 The story so far 9 Ingvar L Svensson

6 Utmaning Simuleringsbaserad produktframtagning Avdelningen för Datorstödd maskinkonstruktion och Polhemslaboratoriet Luleå Tekniska Universitet Högre kundkrav Kortare produktcykler Komplexa produkter Simuleringsbaserad Produktframtagning 1 Simuleringsbaserad Produktframtagning 2 Tillverkningssimulering Simuleringar av enskilda processer har inneburit ett stort steg framåt när det gäller prediktering av mekaniska egenskaper hos en komponent För fortsatt utveckling inom detta område är behovet stort att kunna simulera hela tillverkningskedjan för en komponent Simulering av hela tillverkningskedjan ger: ökad förståelse för interaktion mellan olika processer kortare ledtider; simuleringar av tillverkningen kan göras parallellt med konstruktionsarbetet ökad kvalité på produkten - mindre kassation ett effektivt verktyg för felsökning under produktion Simuleringsbaserad Produktframtagning 3 Simuleringsbaserad Produktframtagning 4 Exempel på en tillverkningskedja för en jetmotorkomponent Smide Värmebeh Funktion Mål: Ett integrerat system och en metodik för att kunna simulera tillverkningskedjor Indata Integration Databas Utdata Tillverkningsoperation 1 Tillverkningsoperation 2 Tillverkningsoperation 3 Gjutning Svetsning Skärbearb Mekegensk Valsning Formning Dimensioner Randvillkor Begynnelsevillkor Materialdata Materialmodell Diskretisering Numerisk metod Metodik Simuleringsbaserad Produktframtagning 5 Simuleringsbaserad Produktframtagning 6 Mats Näsström

7 Ex på tillverkningssimulering vid DMK Simulering av friktionssvetsning friktionssvetsning svetsning skärande bearbetning formning och härdning Simuleringsbaserad Produktframtagning 7 Simuleringsbaserad Produktframtagning 8 Exempel på svetssimulering Simulering av skärande bearbetning Spiralsvets runt ett rör Sammanfogning av ett T-rör Simuleringsbaserad Produktframtagning 9 Simuleringsbaserad Produktframtagning 10 Förenklad simulering av skärning Simulering av formning och härdning Mål: simulera en komponents tillverkningskedja och funktion Path 1 Path 2 Path 3 Path 4 Simuleringsbaserad Produktframtagning 11 Simuleringsbaserad Produktframtagning 12 Mats Näsström

8 Framtida forskning: Simuleringar i konceptfasen -byggda på erfarenheter från avancerade tillverkningssimuleringar IDÉ DATA KONCEPT KONCEPT EVALUERING EVALUERING PRODUKT DESIGN Effektiva simuleringar i konceptfasen: Snabbare utvärdering av koncept Bas för fortsatt analysjobb skapas Ökad kunskap om produkt och process tidigt i PU-kedjan Bättre underlag för tvärfunktionellt samarbete Förkortade ledtider bättre beslutsunderlag SIMULERINGAR Simuleringsbaserad Produktframtagning 13 Simuleringsbaserad Produktframtagning 14 Mats Näsström

9 Anders Skyttebol

10 Anders Skyttebol