Ett ramverk för fysikbaserad uppskattning av verktygsförslitning i skärande bearbetning
Forskningsprojekt, 2021
– 2024
Syfte och mål:
WEAR-FRAME syftar till att utveckla en generisk fysikalisk plattform (programvara) för modellering och simulering av verktygsförslitning vid bearbetning av sätthärdande och låglegerade stål. Denna nyttjar semianalytiska och FEM-baserade metoder för skattning av termomekaniska belastningar på verktyget samt DFT-MD och CALPHAD-simuleringar för att få materialvärden för skattning av verktygsförslitningen. Målet med denna simuleringsbaserade plattform är att möjliggöra optimering och anpassning av bearbetningsprocesser till materialvariationer mellan batcher.
Förväntade effekter och resultat:
Målen med WEAR-FRAME syftar till att optimera och anpassa bearbetningsprocesser till materialvariationer: 1) Tillgänglighet - 10% lägre ledtid vid införande av material i produktionslinjer genom bättre kontroll på materialvariationer 2) Kvalitet - förbättring av bearbetad och slipad ytkvalitet genom bättre kontroll (15%) på verktygsbytes- och skärpningsintervall. 3) Prestandahöjning (10-15%) genom simuleringsbaserade förutsägelser av verktygsförslitning; användning av optimala bearbetningsdata; förbättrad energiförbrukning och resurseffektivitet.Planerat upplägg och genomförande:
WEAR-FRAME-konsortiet omfattar tre OEM-företag: Scania, Volvo AB och Seco Tools, ett SMF: Gnosjö Automatsvarvning, en förening: Skärteknikcentrum Sverige (SKTC) och två institutioner vid Chalmers tekniska högskola. Projektet består av 6 arbetspaket: WP1: Industriell datainsamling och analys, WP2: Experimentella bearbetningstester, WP3: Materialkarakterisering, WP4: Modellering och simulering - mjukvaruintegration, WP5: Demonstration, WP6: Projektledning och spridning. Industri- och forskningspartnerna samarbetar nära för att uppnå projektmålen.
Deltagare
Amir Malakizadi (kontakt)
Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material och tillverkning
Per Hyldgaard
Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial
Samarbetspartners
Gnosjö Automatsvarvning AB
Gnosjö, Sweden
Scania CV AB
Södertälje, Sweden
Seco Tools AB
Fagersta, Sweden
Skärteknikcentrum Sverige (SKTC)
Värnamo, Sweden
Volvo Group
Gothenburg, Sweden
Finansiering
VINNOVA
Projekt-id: 2020-05179
Finansierar Chalmers deltagande under 2021–2024
Relaterade styrkeområden och infrastruktur
Produktion
Styrkeområden
C3SE (Chalmers Centre for Computational Science and Engineering)
Infrastruktur
Chalmers materialanalyslaboratorium
Infrastruktur