Heutzutage nutzt die Metallumformungsindustrie in zunehmendem Maße die Simulation, um die Leistung von Werkzeugen, Prozessen und Rohlingen zu bewerten, bevor Werkzeuge zum Ausprobieren hergestellt werden. Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist die gebräuchlichste Methode zur Simulation von Blechumformvorgängen, um zu bestimmen, ob bei einer vorgeschlagenen Konstruktion fehlerfreie Teile wie Brüche oder Falten entstehen.

Herausforderungen bei der Blechumformung

Die Blechumformung, die häufig als Stanzen bezeichnet wird, ist ein Prozess, bei dem ein Blechstück, das als Rohling bezeichnet wird, durch Strecken zwischen einem Stempel und einer Matrize geformt wird.

Die Verformung des Rohlings wird typischerweise durch Knicken, Falten, Reißen und andere negative Eigenschaften begrenzt, was es unmöglich macht, die Qualitätsanforderungen zu erfüllen, oder es erforderlich macht, mit einer langsameren Geschwindigkeit als erwünscht zu laufen.

Rückfederung ist ein besonders kritischer Aspekt bei der Blechumformung. Sogar relativ kleine Rückfederungsbeträge in Strukturen, die bis zu einer signifikanten Tiefe geformt sind, können dazu führen, dass sich der Rohling so weit verzieht, dass Toleranzen nicht mehr eingehalten werden können. Neue Werkstoffe wie hochfester Stahl, Aluminium und Magnesium neigen besonders zur Rückfederung.

Blechumformung ist mehr eine Kunst als eine Wissenschaft. Die Konstruktion des Werkzeugs, des Stanzprozesses sowie der Rohmaterialien und der Geometrie erfolgt in erster Linie durch Ausprobieren.

Der traditionelle Ansatz für die erfolgreiche Konstruktion von Stempeln und Matrizen besteht darin, Testwerkzeuge zu bauen, um die Fähigkeit eines bestimmten Werkzeugdesigns zu überprüfen, Teile mit der erforderlichen Qualität herzustellen. Testwerkzeuge werden normalerweise aus kostengünstigeren Materialien hergestellt, um die Testkosten zu senken. Diese Methode ist jedoch immer noch kostspielig und zeitaufwendig.

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3 Baumaterialien Es steht eine gute Auswahl an Gewächshausrahmen und -materialien zur Verfügung. Eine gute Auswahl an Gewächshausrahmen und -materialien ist verfügbar. Die Rahmen bestehen aus Holz, verzinktem Stahl oder Aluminium. Die Rahmen bestehen aus Holz, verzinktem Stahl oder Aluminium. Baupläne sind für Holz- oder Metallrohrrahmen erhältlich. Baupläne sind für Holz- oder Metallrohrrahmen erhältlich. Kunststoffrohre sind für Schnee- und Windlasten in der Regel unzureichend. Kunststoffrohre sind für Schnee- und Windlasten in der Regel unzureichend. Rahmen können abgedeckt werden mit: Rahmen können abgedeckt werden mit: - Glas - Hartfaser - Hartdoppelwandige Kunststoffe - Kunststofffolie Alle haben Vor- und Nachteile: Alle haben Vor- und Nachteile: - Jedes dieser Materialien sollte in Betracht gezogen werden - Es zahlt sich aus nach ideen suchen

4 Rahmen Gewächshausrahmen reichen von einfach bis komplex: Gewächshausrahmen reichen von einfach bis komplex: - Die Vorstellungskraft des Designers ist ein Faktor. - Die technischen Anforderungen müssen berücksichtigt werden. - Es gibt verschiedene gängige Rahmentypen: Quonset Quonset Gothic Gothic Starrrahmen Starrrahmen Post und Rafter Post und Rafter A-Frame A-Frame

5 Quonset. Das Quonset ist ein einfaches und effizientes Das Quonset ist ein einfaches und effizientes Es wird oft gebaut mit: Es wird oft gebaut mit: - Elektrischer Leitung - Gestell aus verzinktem Stahlrohr. Der Rahmen ist kreisförmig und normalerweise mit Plastikfolie bedeckt. Der Rahmen ist kreisförmig und normalerweise mit Plastikfolie bedeckt. Quonset-Seitenwandhöhe ist niedrig: Quonset-Seitenwandhöhe ist niedrig: - Dies schränkt den Speicherplatz und die Kopffreiheit ein.

6 Gothic Gothic-Rahmen ähnelt dem Quonset. Der gotische Rahmen ähnelt dem Quonset. Die Torbögen haben eine gotische Form. Die Torbögen haben eine gotische Form. Holzbögen können am Grat verwendet und zusammengefügt werden. Holzbögen können am Grat verwendet und zusammengefügt werden. Die gotische Form ermöglicht mehr Kopffreiheit an der Seitenwand. Die gotische Form ermöglicht mehr Kopffreiheit an der Seitenwand.

7 Starre Rahmenstruktur Die Starre Rahmenstruktur hat: Die Starre Rahmenstruktur hat: - Vertikale Seitenwände. - Sparren für eine überspannende Konstruktion. Es gibt keine Säulen oder Traversen, die das Dach stützen: Es gibt keine Säulen oder Traversen, die das Dach stützen: - Sperrholzzwickel verbinden die Seitenwandstützen mit den Sparren. - Dadurch entsteht ein starrer Rahmen. Ein Satteldach und Seitenwände ermöglichen eine größere Raum- und Luftzirkulation. Ein Satteldach und Seitenwände ermöglichen eine größere Raum- und Luftzirkulation. Ein gutes Fundament ist erforderlich, um die Belastung der Seitenwände zu tragen. Ein gutes Fundament ist erforderlich, um die Belastung der Seitenwände zu tragen.

8 Pfosten und Sparren und A-Rahmen Es wird mehr Holz oder Metall benötigt als bei einigen anderen Konstruktionen. Es erfordert mehr Holz oder Metall als einige andere Designs. Um Sparrenkräften und Winddrücken standzuhalten, sind starke Seitenwandpfosten und eine tiefe Pfosteneinbettung erforderlich. Um Sparrenkräften und Winddrücken standzuhalten, sind starke Seitenwandpfosten und eine tiefe Pfosteneinbettung erforderlich. Das Pfosten-Sparren-Design ermöglicht mehr Platz an den Seitenwänden und eine effiziente Luftzirkulation. Das Pfosten-Sparren-Design ermöglicht mehr Platz an den Seitenwänden und eine effiziente Luftzirkulation. Der A-Rahmen ähnelt der Sparrenkonstruktion, jedoch werden die Sparren durch einen Kragenbalken miteinander verbunden. Der A-Rahmen ähnelt der Sparrenkonstruktion, jedoch werden die Sparren durch einen Kragenbalken miteinander verbunden.

9 Sparren- und A-Rahmenkonstruktion

10 Verkleidungen Gewächshausverkleidungen umfassen: Gewächshausverkleidungen umfassen: - Langlebiges Glas - Fiberglas - Harte doppelwandige Kunststoffe - Folienkunststoffe mit einer Lebensdauer von 1 bis 3 Jahren Die Art des Rahmens und der Verkleidung muss richtig abgestimmt sein. Die Art des Rahmens und der Abdeckung muss korrekt übereinstimmen.

11 Glas Glas ist der traditionelle Belag. Glas ist der traditionelle Belag. - Es hat ein ansprechendes Aussehen. - Es ist kostengünstig zu warten. - Ist dauerhafter als andere Beläge. - Glas ist in vielen Formen erhältlich. - Glas passt zu fast jedem Stil oder jeder Architektur. Häufig wird gehärtetes Glas verwendet: Häufig wird gehärtetes Glas verwendet: - Es ist zwei- oder dreimal fester als normales Glas. Die Nachteile von Glas sind: Die Nachteile von Glas sind: - Es ist leicht zu brechen. - Ist anfangs teuer zu bauen. - Vorgefertigte Gewächshäuser aus Glas sind schwer zu bauen. - Es erfordert eine viel bessere Rahmenkonstruktion als Glasfaser oder Kunststoff. - Eine gute Grundlage ist erforderlich.

12 Fiberglas Fiberglas ist leicht, stark und hagelfest. Fiberglas ist leicht, stark und hagelfest. Schlechte Glasfaserqualitäten verfärben sich und reduzieren das Licht. Schlechte Glasfaserqualitäten verfärben sich und reduzieren das Licht. Verwenden Sie nur klare, transparente oder durchscheinende Typen. Verwenden Sie nur klare, transparente oder durchscheinende Typen. Tedlar-beschichtetes Fiberglas hält 15 bis 20 Jahre. Tedlar-beschichtetes Fiberglas hält 15 bis 20 Jahre. Das Harz, mit dem die Glasfasern beschichtet sind, nutzt sich schließlich ab: Das Harz, mit dem die Glasfasern beschichtet sind, nutzt sich schließlich ab: - Dadurch kann Schmutz von freiliegenden Fasern zurückgehalten werden. - Nach 10 bis 15 Jahren ist eine neue Harzschicht erforderlich. Die Lichtdurchlässigkeit ist anfangs so gut wie Glas: Die Lichtdurchlässigkeit ist anfangs so gut wie Glas: - Sie kann mit der Zeit bei schlechten Glasfaserqualitäten nachlassen.

13 Doppelwandiger Kunststoff Für langlebige und wärme sparende Abdeckungen sind starre, doppelschichtige Kunststoffplatten aus Acryl oder Polycarbonat erhältlich. Für langlebige und wärme sparende Abdeckungen sind starre zweischichtige Kunststoffplatten aus Acryl oder Polycarbonat erhältlich. - Diese Abdeckungen haben zwei Schichten aus starrem Kunststoff, die durch Stege getrennt sind. - Das zweilagige Material speichert mehr Wärme, sodass Energieeinsparungen von 30 Prozent üblich sind. Acryl und Polycarbonat können auf gekrümmten Oberflächen verwendet werden: Acryl und Polycarbonat können auf gekrümmten Oberflächen verwendet werden: - Das Polycarbonat-Material kann am stärksten gekrümmt sein. Jede Schicht reduziert das Licht um etwa 10 Prozent. Jede Schicht reduziert das Licht um etwa 10 Prozent. - Rund 80 Prozent des Lichts filtern durch zweilagigen Kunststoff. - 90 Prozent des Lichts werden durch Glas gefiltert.

14 Folienkunststoff Folienkunststoffbeläge sind in verschiedenen Qualitäten und Materialien erhältlich. Folienbezüge aus Kunststoff sind in verschiedenen Qualitätsstufen und verschiedenen Materialien erhältlich. - Diese werden in der Regel häufiger ausgetauscht als andere Bezüge. - Der Rahmen kann leichter sein und Kunststofffolie ist kostengünstig. - Die Folien bestehen aus: Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Copolymeren und anderen Materialien. Die Lichtdurchlässigkeit ist vergleichbar mit Glas. Die Lichtdurchlässigkeit ist vergleichbar mit Glas. PVC- oder Vinylfolie kostet das Zwei- bis Fünffache von PE, hält aber bis zu fünf Jahre. PVC- oder Vinylfolien kosten zwei- bis fünfmal so viel wie PE, halten jedoch fünf Jahre. - Es ist jedoch nur in Bögen mit einer Breite von 4 bis 6 Fuß erhältlich. - Es zieht Staub aus der Luft an und muss daher gelegentlich gewaschen werden.

15 Fundamente und Fußböden Feste Fundamente sind vorzusehen für: Feste Fundamente sind vorzusehen für: - Glas, Glasfaser oder die zweilagigen Hartplastikplatten. Die meisten erfordern ein Betonfundament. Die meisten erfordern ein Betonfundament. Quonset-Gewächshäuser verwenden in den Boden gerammte Pfosten. Quonset-Gewächshäuser verwenden in den Boden gerammte Pfosten. Dauerhafter Bodenbelag wird nicht empfohlen: Dauerhafter Bodenbelag wird nicht empfohlen: - Er kann durch Bodenmischungsmedien nass und rutschig bleiben. - Ein Beton-, Kies- oder Steingehweg von 24 bis 36 Zoll. - Der Boden sollte zur Entwässerung mit Kies bedeckt sein. - Zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit kann Kies mit Wasser besprüht werden.

Geschichte der Blechumformsimulation

Die ersten Versuche, die Umformtechnik zu simulieren, wurden in den 1960er Jahren mit der Finite-Differenzen-Methode unternommen, um den Tiefziehprozess besser zu verstehen. Die Simulationsgenauigkeit wurde später durch die Anwendung der nichtlinearen Finite-Elemente-Analyse in den 1980er Jahren erhöht, aber die Rechenzeit war zu dieser Zeit zu lang, um die Simulation auf industrielle Probleme anzuwenden.

Mit der Entwicklung von Computerhardware und Betriebssystemen wurden Speicherbeschränkungen überwunden, die den praktischen Einsatz impliziter Finite-Elemente-Methoden verhinderten. Mit der impliziten Methode werden Zeitschritte auf der Grundlage des vorhergesagten Verformungsbetrags berechnet, der zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Simulation auftritt, wodurch unnötige Rechenineffizienz vermieden wird, die durch die Berechnung von zu kleinen Zeitschritten entsteht, wenn nichts passiert, oder von zu großen Zeitschritten, wenn hohe Beträge auftreten Verformungen auftreten.

Finite-Elemente-Analysemethoden

Bei der Anwendung der Finite-Elemente-Analyse-Methode für die Blechumformung lassen sich zwei große Unterteilungen unterscheiden: Inverse einstufige und inkrementelle.

Inverse One-Step Methoden berechnen das Verformungspotential einer Fertigteilgeometrie zum abgeflachten Rohling. Das Netz, das anfänglich mit der Form und den Materialeigenschaften der fertigen Geometrie übereinstimmt, wird zum flachen Musterrohling verformt. Die in diesem Umformvorgang berechnete Verformung wird dann invertiert, um das Verformungspotential des flachen Rohlings vorherzusagen, der in die endgültige Teilform verformt wird. Es wird davon ausgegangen, dass die gesamte Verformung in einem Inkrement oder Schritt erfolgt. Dies ist die Umkehrung des Prozesses, den die Simulation darstellen soll, daher der Name Inverse One-Step.

Inkrementelle Analyse Methoden beginnen mit dem Netz des flachen Rohlings und simulieren die Verformung des Rohlings

Die inkrementelle Analyse hat die zuvor durch die Verwendung von Proof-Tools oder Prototyp-Tools vervollständigte Rolle übernommen. In der Vergangenheit handelte es sich bei Probewerkzeugen um Kurzzeitwerkzeuge aus weicherem als normalem Material, die zum Planen und Testen der Umformvorgänge verwendet wurden. Dieser Vorgang war sehr zeitaufwendig und führte nicht immer zu vorteilhaften Ergebnissen, da sich die weichen Werkzeuge in ihrem Verhalten stark von den länger laufenden Produktionswerkzeugen unterschieden. Die Erfahrungen mit den weichen Werkzeugen wurden nicht auf die harten Werkzeugkonstruktionen übertragen. Die Simulation hat diese alte Methode weitgehend verdrängt. Die als virtueller Versuch verwendete Simulation ist eine Umformsimulation, die auf einem bestimmten Satz von Eingangsvariablen basiert, manchmal nominal, bester Fall, schlechtester Fall usw. Jede Simulation ist jedoch nur so gut wie die Daten, die zur Erstellung der Vorhersagen verwendet werden. Wenn eine Simulation als "bestandenes Ergebnis" angesehen wird, wird die Herstellung des Werkzeugs häufig ernsthaft beginnen. Wenn die Simulationsergebnisse jedoch auf einer unrealistischen Menge von Produktionsinputs basieren, ist deren Wert als Engineering-Tool verdächtig.

Kommentar

Die MIT-Forscher haben versucht, eine neue Batterie zu entwickeln, aber das hat nicht funktioniert. Stattdessen entdeckten sie dank eines unerwarteten Befundes in ihren Labortests eine völlig neue Methode zur Herstellung des Metallantimons - und möglicherweise auch eine neue Methode zum Schmelzen anderer Metalle.

Die Entdeckung könnte zu Metallproduktionssystemen führen, die viel billiger sind und die Treibhausgasemissionen der meisten herkömmlichen Metallschmelzen praktisch eliminieren. Obwohl Antimon selbst kein weit verbreitetes Metall ist, könnten die gleichen Prinzipien auch auf die Herstellung von viel häufiger vorkommenden und wirtschaftlich wichtigen Metallen wie Kupfer und Nickel angewendet werden, so die Forscher.

Der überraschende Befund wird diese Woche in der Zeitschrift berichtet NaturkommunikationIn einem Artikel von Donald Sadoway, dem John F. Elliott-Professor für Materialchemie, Postdoc Huayi Yin und Gastwissenschaftler Brice Chung.

„Wir haben versucht, eine andere Elektrochemie für eine Batterie zu entwickeln“, erklärt Sadoway als Erweiterung der Vielzahl chemischer Formulierungen für die Hochtemperatur-Vollbatterien, die sein Labor seit mehreren Jahren entwickelt. Die verschiedenen Teile dieser Batterien bestehen aus geschmolzenen Metallen oder Salzen, die unterschiedliche Dichten aufweisen und daher inhärent separate Schichten bilden, ähnlich wie Öl auf Wasser schwimmt. „Wir wollten untersuchen, wie nützlich es ist, einen zweiten Elektrolyten zwischen die positive und die negative Elektrode zu legen“, sagt Sadoway.

Unerwartete Ergebnisse

Das Experiment verlief jedoch nicht wie geplant. „Wir haben festgestellt, dass wir beim Laden dieser mutmaßlichen Batterie tatsächlich flüssiges Antimon produziert haben, anstatt die Batterie aufzuladen“, sagt Sadoway.

Dann ging es darum, herauszufinden, was gerade passiert war.

Das Material, das sie verwendeten, Antimonsulfid, ist ein geschmolzener Halbleiter, der normalerweise nicht die Art von Elektrolyseprozess zulässt, der zur Herstellung von Aluminium und einigen anderen Metallen durch Anlegen eines elektrischen Stroms verwendet wird.

"Antimonsulfid ist ein sehr guter Elektronenleiter", sagt Sadoway. "Aber wenn Sie Elektrolyse machen wollen, wollen Sie nur einen Ionenleiter" - das ist ein Material, das Moleküle gut leitet, die eine elektrische Nettoladung haben. Durch Hinzufügen einer weiteren Schicht auf dem geschmolzenen Halbleiter, der ein sehr guter Ionenleiter ist, stellte sich heraus, dass der Elektrolyseprozess in dieser „Batterie“ sehr gut funktioniert hat und das Metall aus der Sulfidverbindung herausgetrennt wurde, um einen Pool von 99,9 zu bilden Prozent reines Antimon am Boden ihrer Zelle, während sich oben reines Schwefelgas ansammelte, wo es zur Verwendung als chemisches Ausgangsmaterial gesammelt werden konnte.

Bei typischen Schmelzprozessen verbindet sich der Schwefel sofort mit dem Luftsauerstoff und bildet Schwefeldioxid, einen erheblichen Luftschadstoff und die Hauptursache für sauren Regen. Stattdessen liefert dieses enthaltene Verfahren hochreines Metall, ohne dass das Schadgas ausgewaschen werden muss.

Einfacher und effizienter Prozess

Die Elektrolyse ist viel effizienter als herkömmliche Schmelzverfahren auf Wärmebasis, da sie ein kontinuierlicher Prozess in einem Schritt ist, erklärt Sadoway. Die Entdeckung dieses Prozesses hat Aluminium vor mehr als einem Jahrhundert von einem Edelmetall, das wertvoller als Silber ist, zu einem weit verbreiteten billigen Gut gemacht. Wenn das Verfahren auf andere gängige Industriemetalle wie Kupfer angewendet werden könnte, hätte es das Potenzial, die Preise erheblich zu senken sowie die Luftverschmutzung und die Treibhausgasemissionen zu verringern, die mit der traditionellen Produktion verbunden sind.

"Das hat dieses Ergebnis so aufregend gemacht", sagt Sadoway, "dass wir uns vorstellen können, dasselbe für Kupfer und Nickel zu tun, Metalle, die in großen Mengen verwendet werden." Es war sinnvoll, mit Antimon zu beginnen, weil es viel enthält niedrigerer Schmelzpunkt - nur 631 Grad Celsius - im Vergleich zu 1.085 Grad Celsius bei Kupfer. Obwohl die höheren Schmelztemperaturen anderer Metalle die Entwicklung eines gesamten Produktionssystems erschweren, sind die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien dieselben, und solche Systeme sollten letztendlich machbar sein sagt.

"Antimon war ein gutes Testvehikel für diese Idee, aber wir könnten uns vorstellen, dass wir etwas Ähnliches für viel mehr unedle Metalle tun", sagt Sadoway. Und während diese Demonstration ein Erz verwendete, das ein Sulfid (Metall kombiniert mit Schwefel) ist, "sehen wir keinen Grund, warum dieser Ansatz nicht auf Oxid-Ausgangsmaterialien verallgemeinert werden kann", die die andere Hauptkategorie von Metallerzen darstellen. Ein solches Verfahren würde anstelle von Schwefel reinen Sauerstoff als Nebenprodukt erzeugen.

Wenn Stahl mit einem solchen Verfahren hergestellt werden könnte, könnte dies letztendlich erhebliche Auswirkungen haben, da "die Stahlerzeugung die wichtigste industrielle Quelle für anthropogenes Kohlendioxid ist", so Sadoway. Aufgrund des hohen Schmelzpunktes von Eisen von ca. 1.540 ° C wird dies jedoch schwieriger zu entwickeln sein.

"Dieses Papier zeigt einen neuartigen Ansatz zur Herstellung von Übergangsmetallen durch direkte Elektrolyse ihrer Sulfide", sagt John Hryn, Senior Fellow am Institute der Northwestern University und Senior Advisor am Argonne National Laboratory, der an dieser Arbeit nicht beteiligt war. Er lobte die Verwendung eines zweiten Elektrolyten in der Zelle durch das MIT-Team, um den Auswirkungen der Elektronenleitung entgegenzuwirken, „die zuvor die effiziente Massenproduktion von Übergangsmetallen durch Elektrolyse behindert hat. Dieses wegweisende Papier sollte eine neue umweltfreundliche Methode zur Gewinnung von Metallen aus Sulfiderzen einleiten. “

Hryn fügt hinzu, dass, obwohl in dieser Demonstration ein bestimmtes Metall verwendet wurde, „der Hauptwert der Verwendung von Antimon darin besteht, dass es ein Demonstrationsmetall für die Gewinnung anderer Übergangsmetalle durch Elektrolyse sein kann.“ Darüber hinaus sagt er: „Das Potenzial geht über die Produktion von hinaus Übergangsmetalle durch Elektrolyse. Der Wert ist der Ansatz, mit dem die elektronische Leitung in einer Elektrolysezelle gesteuert wird, deren Wert über die Metallproduktion hinausgeht. “

Robustheitsanalyse

Jüngste Innovationen in der stochastischen Analyse für Blechumformungssimulationen haben es den ersten Anwendern ermöglicht, Wiederholbarkeit in ihre Prozesse zu integrieren, die möglicherweise nicht gefunden werden, wenn einzelne Simulationssätze als "virtuelles Tryout" verwendet werden.

Eigenschaften und Eigenschaften von industriellen Gewächshäusern

Die Ernte, die in Gewächshäusern angebaut wurde, bietet einen einzigartigen Vorteil - eine ganzjährige Sammlung von Gemüse und Obst, unabhängig von der Jahreszeit. Sie sind deshalb sehr gefragt und für den Anbau unterschiedlichster Kulturen notwendig.

Heute gibt es moderne Gewächshaussysteme, die ein Giebel- oder Rundbogendach enthalten. Industrielle Gewächshäuser, die mit gewölbten Konstruktionen ausgestattet sind, sind einfach zu bedienen und kostengünstig herzustellen. Es ist zu beachten, dass die Schneelast möglichst gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt ist.

Es ist möglich, einen wichtigen und integralen Bestandteil jeder Treibhauswirtschaft herauszustellen, nämlich die Verfügbarkeit von Kommunikation. Sie tragen dazu bei, das Mikroklima in den Gewächshäusern regelmäßig auf einem angemessenen Niveau zu halten. Besonderes Augenmerk sollte auf Heizung, Bewässerungssysteme sowie Innenbeleuchtung gelegt werden.

Verwendung der Blechumformsimulation

Manchmal werden Materialmodelle vom Chaboche-Typ verwendet, um Rückfederungseffekte bei der Blechumformung zu simulieren. Diese und andere fortgeschrittene Plastizitätsmodelle erfordern die experimentelle Bestimmung von zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurven. Prüfstände wurden verwendet, um Materialeigenschaften zu messen, die sich bei Verwendung in Simulationen als erwiesen haben

Viele Umformvorgänge erfordern eine zu starke Verformung des Rohlings, um in einem einzigen Schritt ausgeführt zu werden. Mehrschritt- oder progressive Prägevorgänge werden verwendet, um den Rohling schrittweise durch eine Reihe von Prägevorgängen in die gewünschte Form zu bringen. Softwareplattformen für die inkrementelle Umformsimulation adressieren diese Vorgänge mit einer Reihe von Ein-Schritt-Stanzvorgängen, die den Umformprozess schrittweise simulieren.

Ein weiteres gemeinsames Ziel bei der Gestaltung von Umformvorgängen besteht darin, die Form des Ausgangsrohlings so zu gestalten, dass für das endgültig geformte Teil nur wenige oder keine Schneidvorgänge erforderlich sind, um der Konstruktionsgeometrie zu entsprechen. Die Rohteilform kann auch mit Finite-Elemente-Simulationen optimiert werden. Ein Ansatz basiert auf einer iterativen Prozedur, die mit einer ungefähren Startgeometrie beginnt, den Umformprozess simuliert und dann die Abweichung der resultierenden umgeformten Geometrie von> überprüft

Die Umformsimulation bietet besondere Vorteile bei hochfesten und hochfesten Stählen, die in heutigen Automobilen zur Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Aufprallsicherheit des Fahrzeugs eingesetzt werden. Die Werkstoffe haben eine höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit als herkömmlicher Stahl, so dass die Matrize während des Umformprozesses eine stärkere Verformung erfährt, was wiederum die Schwierigkeit beim Entwerfen der Matrize erhöht. Blech-Simulation, die> besticht

Schritt 1: Vorbereitung ist der Schlüssel

Ihr erster Schritt sollte immer darin bestehen, die Mitten aller Löcher zu lokalisieren, die Sie machen müssen. Sie können dann eine Kompass- oder Kreisschablone verwenden, um die Kanten des Lochs zu skizzieren. Dies ist jedoch optional.

Sobald die Lochmitten mit Tinte oder Fadenkreuz markiert sind, schlagen Sie mit einem Körner auf jede Stelle. Die durch den Mittenstempel hinterlassenen Vertiefungen dienen zum Führen von Bohrern und Stanzspitzen, um zu verhindern, dass diese über die Blechoberfläche laufen oder wandern.

Automatische und federbelastete Körner sind schnell und handlich zu bedienen, aber ein Satz manueller Körner und ein Kugelhammer bieten mehr Flexibilität.

Materialien für industrielle Gewächshäuser

Moderne industrielle Gewächshäuser werden in den meisten Fällen aus hochwertigem zellularem Polycarbonat hergestellt. Es gibt immer weniger Designs, die aus Glas oder einer speziell gestalteten Folie bestehen. Unter der Glasbasis müssen teure Metallrahmen gebaut werden, die die endgültigen Kosten der Struktur erheblich beeinflussen.

Heutzutage ist ein Material wie Polycarbonat aufgrund seiner Wabenstruktur so stark und zuverlässig wie möglich. Es ist leicht genug, hat ein geringes Gewicht, es ist sehr einfach zu montieren, die Person wird es selbständig montieren, ohne auf die Dienste von Spezialisten zurückgreifen zu müssen. Industrielle Gewächshäuser aus Polycarbonat könnten Glaskonstruktionen ersetzen, weshalb sie sehr gefragt und beliebt sind.

Es ist möglich, Folien aus Polyethylen zu isolieren, die einen würdigen Ersatz für Polycarbonat darstellen. Dieses Material eignet sich perfekt für Orte ohne starken Wind und großen Hagel. Der Film ist viel dünner als Polycarbonat, aber die Kosten sind viel geringer.

Industrielle Anwendungen

Die Ingenieure von Tata Motors verwendeten die Umformsimulation, um Werkzeuge und Prozessparameter für die Herstellung eines neuen Ölwannendesigns zu entwickeln. Die ersten Prototypen, die geschlossen hergestellt wurden, stimmten mit der Simulationsvorhersage überein.

Die Nissan Motor Company verwendete eine Umformsimulation, um ein Reißproblem bei einem Metallstanzvorgang zu lösen. Ein einfaches Simulationsmodell wurde erstellt, um die Auswirkung des Radius der Rohkante auf die Höhe zu bestimmen, bis zu der das Material ohne Reißen geformt werden konnte. Basierend auf diesen Informationen wurde eine neue Matrize entwickelt, die das Problem löste.

Es gibt viele Blechprogramme in der Branche als Sol>

Schritt 2: Verwenden Sie immer eine Klemme - oder drei

Halten Sie beim Bohren niemals ein Blechteil in den Händen und spannen Sie es immer fest, wenn Sie können. Stellen Sie sich beim Einrichten von Klammern oder Niederhaltern vor, dass ein Bohrer das Werkstück erfasst und greift, und stellen Sie die Klammern so ein, dass sich das Metall nicht drehen kann. Was bekommen Sie, wenn das Spinnen von Blech auf menschliches Fleisch trifft? Ein schlechter Tag, wenn Sie Glück haben, eine Reise ins Krankenhaus, wenn Sie nicht sind.

Bevor Sie Ihr Werkstück festklemmen, sollten Sie die Rückseite des Bogens mit Klebeband abkleben, um ein Herausreißen zu verhindern. Wenn das Blech aus dem gleichen Grund auf eine Opferholzplatte geklemmt werden soll, ist ein Abkleben nicht erforderlich. Wenn Ihre Werkstückoberfläche leicht beschädigt oder bereits fertig ist, sollten Sie auf jeden Fall die Vorder- und Rückseite maskieren, nur für den Fall.

Methoden und Methoden zum Heizen von Gewächshäusern

Die Beheizung von industriellen Gewächshäusern spielt eine wichtige Rolle beim richtigen Anbau von Gemüsepflanzen. Wenn Sie das ganze Jahr über ernten müssen, kümmern Sie sich am besten um die Heizung. Nur so kann das Treibhaus das ganze Jahr über funktionieren und dementsprechend Einkommen generieren.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Gewächshäuser im Winter zu heizen:

  • Solarthermie ist ganz einfach und üblich. Eine Person muss sich nicht den Kopf zerbrechen und spezielle Geräte im Gebäude installieren. Das Gewächshaus wird tagsüber mit Hilfe von Sonnenlicht beheizt.
  • Methode der biologischen Erwärmung. Es basiert auf der Lokalisierung spezieller lebender Mikroorganismen, bei denen Wärme freigesetzt wird. Industrielle Gewächshäuser, Winterstrukturen können mit Pferdemist beheizt werden.
  • Elektrische Methode. In der modernen Welt ist dies die produktivste Art, ein Gewächshaus zu heizen. Er hat sich im Winter, wenn die Temperatur auf den Grenzwert sinkt, hervorragend bewährt. Zur elektrischen Beheizung können Heizgeräte, Elektroheizungen sowie Konvektionssysteme mitgeführt werden.

Schritt 3: Spiralbohrer eignen sich hervorragend für Löcher mit kleinem Durchmesser

Das Bohren eines Lochs in Blech mit einem Spiralbohrer ist recht einfach. Sie beginnen mit dem Bohren eines Pilotlochs mit kleinem Durchmesser und bohren dann nach und nach größere Löcher, bis Sie die gewünschte Größe erreicht haben. Diese Methode funktioniert bei Löchern mit kleinem Durchmesser, kann jedoch mühsam und zeitaufwendig sein, wenn das Projekt zahlreiche Löcher, große Löcher oder zahlreiche große Löcher erfordert.

Schneidflüssigkeiten können mit Spiralbohrern verwendet werden, werden jedoch im Allgemeinen nicht für dünnere Bleche benötigt. Vielleicht möchten Sie eine Flasche zur Hand haben, wenn Sie durch dickere Bleche oder Stahl bohren.

Vorteile der Gasheizung von Gewächshäusern im Winter

Es ist erwähnenswert, dass die Gasheizung als optimalster Weg angesehen wird, der ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis aufweist. Die vorgestellte Methode basierte auf einer Vielzahl von Geräten, die mit Hilfe des Verbrennungsprozesses Heißluftströme freisetzen können. Geräte können als Gasgeneratoren bezeichnet werden, sie haben nach dem Funktionsprinzip eine gewisse Ähnlichkeit mit thermischen Generatoren.

Während des Betriebs von Gasheizgeräten wird Kohlendioxid in die Luft freigesetzt, was für Pflanzen am nützlichsten ist.

Schritt 4: Verwenden eines Stufenbohrers, um einige Schritte zu überspringen

Stufenbohrer wie der altehrwürdige Unibit können in einem Arbeitsgang mehrere Lochgrößen bohren. Diese Einnutenbohrer wurden speziell für dünne Materialien entwickelt und weisen Stufen mit immer größeren Durchmessern auf.

Selbststartende Stufenbohrer erfordern kein Bohren von Pilotlöchern und können im Handumdrehen große gratfreie Löcher erzeugen. Stufenbohrer können verwendet werden, um noch größere Löcher (in der Regel 1 bis 3 Zoll breit oder kleiner) in Blech zu bohren, erfordern jedoch Führungslöcher. Es ist übliche Praxis, ein selbststartendes Stufenbit zu verwenden, um das große Pilotloch zu bilden, das für ein lochvergrößerndes Stufenbit benötigt wird.

Anbau von Gemüse in Gewächshäusern

Industrielle Gewächshäuser sind für den Anbau von Gemüse, Obst und Beeren bestimmt, die ein wesentlicher Bestandteil jeder Landwirtschaft sind. Der Boden in ihnen sollte gut angefeuchtet und genährt sein. Von Zeit zu Zeit ist es notwendig, es vor Krankheitserregern und vielen anderen negativen Faktoren zu schützen.

Eine hervorragende Mischung für den Boden besteht aus einer Vielzahl von Bestandteilen: Torf, Flusssand, Asche, Humus und vielem mehr. Heutzutage gibt es eine große Anzahl anderer Bodenmischungen, die ein Gemüsebauer verwenden kann.

Schritt 5: Lochsägen für große Öffnung

Im Gegensatz zur Arbeitsweise von Spiral- und Stufenbohrern schneiden Lochsägen die Ränder einer Öffnung aus. Metallschneidende Lochsägen sind in der Regel in den Größen 3/4-Zoll bis 6 Zoll erhältlich und verfügen über einen Zylinder mit Sägezahnspitze und einem Pilotbohrer in der Mitte. Einige Lochsägen haben dauerhaft befestigte Dorne und Pilotbohrer, andere sind modular aufgebaut und müssen zusammengebaut werden.

Ein Backer Board ist nicht nur eine gute Idee, um das Herausreißen zu reduzieren, sondern hilft auch dabei, den Pilotbohrer einer Lochsäge zu führen und das Werkzeug ausgerichtet zu halten. Bei Verwendung größerer Sägen für härteres Material (z. B. Stahl) kann Schneideflüssigkeit die Arbeit erleichtern und die Lebensdauer der Säge verlängern. Die Hersteller stellen in der Regel eine Tabelle mit empfohlenen Drehzahlen zur Verfügung, die der Lochgröße und dem zu schneidenden Material entspricht.

Wie bei gewöhnlichen Bohrern können sich Lochsägen manchmal verkanten und dabei ein Werkstück mit viel Kraft ergreifen. Wenn Sie einen Handbohrer für ein gut eingespanntes Werkstück verwenden, positionieren Sie Ihren Griff und Körper so, dass der Bohrer nicht verrutscht, sollte er das Werkstück ergreifen und mit den Händen festziehen.

Schritt 6: Tragbare Handstanzen - kein Durcheinander, viel Grip

Mit einem Handschlag wie dem von Roper Whitney lassen sich schnell und mit relativ geringem Aufwand perfekte Löcher in Bleche bohren. Bei größeren Löchern oder bei dickeren Stahldicken sind möglicherweise robustere und kostspieligere Stanzen für die Tischmontage erforderlich.

Um einen tragbaren Handstempel zu verwenden, müssen Sie zuerst einen passenden Stempel und einen passenden Stempelsatz auswählen und installieren. Richten Sie die Spitze des Stempels über der Mitte eines zukünftigen Lochs aus und drücken Sie die Griffe des Werkzeugs zusammen. Sobald der Stempel durch das Blech geklärt ist, fällt eine kleine Schnecke frei und das Werkzeug kann entfernt werden. Gestanzte Löcher haben relativ saubere Kanten, die nur wenig bis gar keine Nachbearbeitung erfordern.

Schritt 7: Knockout Punches Wield Sheer Force

Knockout-Schläge wie Greenlees allgegenwärtiger Slug-Buster können verwendet werden, um Löcher zu erzeugen, die viel größer sind als ein tragbarer Handschlag. Knockout-Stanzen, die üblicherweise von Elektrikern zum Stanzen von Löchern für Leitungen verwendet werden, sind einfach zu verwenden und liefern hervorragende Ergebnisse, größere Abmessungen sind jedoch unerschwinglich teuer.

Ein Knockout-Stempel besteht aus drei Teilen: einem Zugbolzen, einem Stempel und einer Matrize. Bohren Sie zum Einrichten des Stempels zunächst mit einem Stufenbohrer ein Führungsloch in ein Stück Blech. Setzen Sie die Matrize über den Zugbolzen, bevor Sie den Bolzen durch das Führungsloch stecken. Der Stempel wird dann auf die Spitze des Zugbolzens geschraubt und in die Nähe des Blechs gebracht. Anschließend wird der Zugbolzen mit einem Steckschlüssel gedreht und der Stempel schrittweise durch das Blech in die Matrize gezogen. Sobald der Stempel vollständig durchgezogen ist, ist das Loch vollständig und der Stempel kann aus dem Bolzen entfernt werden.

Ausgeschlagene Löcher erfordern normalerweise etwas Entgraten, jedoch nicht so viel wie mit Lochsägen geschnittene Löcher.

Schritt 8: Kreisschneider für große oder ungerade Löcher

Vielleicht müssen Sie ein Loch von ungewöhnlicher oder unregelmäßiger Größe machen. In diesem Fall möchten Sie, anstatt ein Loch zu stanzen, einen Kreis schneiden.

Beim Bohren oder Stanzen eines Lochs in Blech schneiden Sie mehr oder weniger das gesamte Loch auf einmal aus. When cutting out a circle, one or sometimes two cutting tools are rotated about a center point to form a hole.

The circle cutter you see here, by General Tools, is designed to be used with a drill press. To use it, set the radius between the pilot bit and cutter to correspond with the hole you need to make. Since this circle cutter is not completely balanced, it can be unstable or even dangerous to use.

For cutting large holes without a drill press, circle-cutter attachments are also available for Dremel and RotoZip-style rotary tools.

Step 9: A Smooth Finish

While some holes in sheet metal may be cut very cleanly, most will require slight finishing for best results. Certain applications may call for grommets or rubber trim to be inserted in or over the holes, in which case this step can be skipped.

There are several ways to clean up and deburr a newly drilled or punched hole. For small holes, a gentle finger-twist of a slightly larger-size twist drill over the hole is usually enough to break down any sharp edges. For the deburring of larger holes, a handheld deburring tool offers the quickest and easiest way to clean up jagged edges.

To use a deburring tool, rest the tool's sharp blade against the edge of a newly made hole and drag it around with a circular motion. The deburring blade will self-adjust itself as it removes a thin layer of material from around the hole.