3.1.1 Nhắc lại quá trình tạo hình nhanh ISF
Quá trình tạo hình tấm cục bộ liên tục được dựa trên nguyên tắc gia công theo lớp,
ở đây mô hình được chia nhỏ thành từng lát cắt ngang. Đường chạy dao được điều khiển số được soạn sử dụng đường viền của những lát cát này. Trong quá trình, dụng
cụ tạo hình dạng bán cầu đơn di chuyển dọc theo đường chạy dao được điều khiên
NC như sau (hình 3.1): dụng cụ di chuyển xuống, tiếp xúc tấm, vẽ một đường viền trên mặt cắt ngang, sau đó thực hiện một bước xuống, vẽ đường viền kế tiếp và cứ như thế tiếp tục cho đến khi nguyên công hoàn tất. Để soạn mã NC, người ta sử dụng phần mềm tích hợp CAD-CAM-CNC.
Hình 3.1 Biểu đồ sơ lược của quá trình tạo hình kim loại tấm cục bộ liên tục
Các cạnh còn dư của tấm thường được cố định trong mặt phẳng nằm ngang bằng dụng cụ giữ tấm đặc biệt trong suốt quá trình. Có hai phương pháp cơ bản tạo hình cục
bộ liên tục: tạo hình không có vật đỡ (hình 3.2a) và tạo hình với vật đỡ (hình 3.2b), cũng được gọi tương ứng là tạo hình lõm và hình lồi. Thông thường, tạo hình lồi cho phép đạt kết quả tốt hơn nhưng nó phức tạp hơn.
47
Hình 3.2 (a) Tạo hình không vật đỡ
Hình 3.2 (b) Tạo hình có vật đỡ
Chúng ta có thể thấy việc tạo hình lồi và lõm đều cần dưỡng tùy thuộc vào sản phẩm.
Và nếu sản phẩm phức tạp thì dưỡng của chúng ta sẽ rất phức tạp và đôi lúc sẽ gây khó khăn và thậm chí là không thể tạo được sản phẩm (cụ thể là hình lồi) từ dưỡng này. Nên việc nghiên cứu lòng khuôn và khuôn để việc gia công sản phẩm được dễ dàng và tiết kiệm chi phí cũng như thời gian gia công được tốt hơn.
3.1.2 Độ chính xác hình học trong công nghiệp ISF
Nét đặc trưng của công nghệ tạo hình cục bộ liên tục là sự đơn giản của trang thiết
bị, tuy nhiên kết quả dẫn tới là sự thiếu chính xác của thành phẩm. Trong công nghệ ISF thì các phần của vật liệu không bị biến dạng đồng đều trong suốt quá trình gia công và
do đó hình dạng hình học cuối cùng có thể rất khác biệt so với mô hình CAD mong muốn. Trong tài liệu, nhóm của Ambrogio tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông
48
số quá trình lên mô hình thực nghiệm dạng kim tử tháp cụt. Việc đo đạc được thực hiện trên nhiều mặt cắt, kết quả đã chỉ ra sự khác biệt giữa mô hình CAD và sản phẩm thực:
Hình 3.3 So sánh giữa mô hình lý thuyết và biên dạng thực đo theo các mặt cắt
A-O và B-O
Trong công trình nghiên cứu ở tài liệu chỉ ra rằng độ chính xác hình học của sản phẩm chủ yếu phụ thuộc vào bước tiến dụng cụ và đường kính dụng cụ. Khi ta tăng bước tiến dụng cụ thì hiện tượng trượt sẽ xảy ra mạnh hơn và sự vác mỏng cũng xảy ra mạnh hơn, hai điều kiện này gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt của sản phẩm.
Ngoài ra, còn có sai lệch kích thước hình học trên phương biến dạng phụ do đặc tính
co giãn của tấm.
49
Hình 3.4 Hiệu ứng biến dạng ngược (springback) và hiệu ứng gối (pillow) cùng các thông
số đầu ra K1, K2 để đo đạc hai hiệu ứng
Trong trường hợp này, ta có thể nhận ra rằng trong suốt quá trình thực hiện biến dạng gia tăng, biến dạng xảy ra trên đường di chuyển liên tục ba chiều của dụng cụ tạo hình và đường này thường là tiếp tuyến với các mắt CAD thiết kế.
Chính vì vậy mà ngoài biến dạng đàn hồi ngược (Springback) thông thường, sau khi
ta dỡ dụng cụ tạo hình ra khỏi chi tiết sẽ còn xuất hiện các hiệu ứng “gối” (pillow-effect)
có thể quan sát trên vùng biến dạng phụ. Quan sát trong hình 3.4 ta thấy được ảnh hưởng của hai hiệu ứng khi cắt ngang mô hình côn thẳng với đường màu đỏ là hình biến dạng sau gia công. Hiệu ứng Springback làm cho đáy hình côn thẳng không thể đạt được độ cao như mong muốn (thông số K1), còn hiệu ứng gối thì làm cho đáy hình côn bị vênh với cao độ thấp nhất ở tâm của đáy (thông số K2). Sai số do biến dạng ngược (K1) chịu ảnh hưởng chủ yếu là do độ dày của tấm kim loại và chiều sâu gia công.