metaalvervorming

Metaalvervorming is het proces waarbij de vorm van metaal verandert door plastische vervorming, zonder materiaalverlies. Het doel is componenten te produceren met gewenste afmetingen en mechanische eigenschappen door toepassing van krachten, vaak in combinatie met warmte.

Er bestaan twee hoofdgroepen: bulkvervorming en plaatvervorming. Bulkvervorming omvat processen zoals smeden, extrusie, walsen en trekken, waarbij het metaal in volume wordt vervormd. Plaatvervorming gebruikt plaatmateriaal en omvat buigen, diepe trek (diep tekenen), stansen en rillen.

Vormingsprocessen kunnen koud, warm of heet plaatsvinden. Koud vervormen levert hoge precisie en werkverharding maar beperkte vervormingsgraad; warm en heet vormen vergroten de ductiliteit en verminderen de benodigde kracht, met mogelijke veranderingen in microstructuur en residuele spanningen.

Procesuitrusting omvat persen (mechanisch of hydraulisch), hamerbanken en walsen, plus matrijzen en gereedschappen die de vorm bepalen. De wrijving tussen materiaal en gereedschap wordt beïnvloed door smering, wat de kwaliteit van de vorming sterk bepaalt.

Effecten op materiaal: de vervorming verplaatst kristallen, leidt tot werkverharding en kan residuele spanningen achterlaten. Bij hogere temperaturen treedt rekristallisatie op, wat de ductiliteit verhoogt en de sterkte kan verlagen.

Defecten zoals springback, scheuren, plooivorming en wrinkling kunnen optreden. Deze worden verminderd door zorgvuldig matrijsontwerp, juiste blankdikte en procesparameters, en door simulatie met eindige-elementenmethode om de voortgang van de vorming te voorspellen.

Toepassingen van metalvervorming omvatten auto- en luchtvaartonderdelen, behuizingen en andere structurele onderdelen. Ontwerpkeuzes richten zich op materiaalstroom, dikteverdeling en kosten, terwijl fabrikanten vaak FEM-simulaties gebruiken voor procesoptimalisatie.