A Comparative Study On Deep Drawing Process And Autoform Simulations Of DX54D + Z and DX56D + Z Steels

Year 2021, Volume: 8 Issue: 3, 1429 - 1440, 30.09.2021

Hülya Durmuş Nilay Çömez Canser Gül

https://doi.org/10.31202/ecjse.938538

Abstract

A Sheet Metal Forming (SMF) process, especially deep drawing, is one of the manufacturing processes that commonly used in the automotive industry. Compared with casting and forging, the SMF process has several advantages, including lesser weight materials and broader variations in shape that can be made. The most important of the problems in the SMF process is the wrinkling phenomenon and tearing of sheet products. The wrinkle and tear occurs because of the mechanical properties of the material, product geometry, and blank holder force. The finite element based Computer-Aided Engineering (CAE) program AutoForm Plus R7 used in this article was used for analysis. Solidworks software was used during mold design. AutoForm is a highly productive software that provides high accuracy and reliable results, specially developed for the sheet metal forming mold industry, especially for the automotive industry. With AutoForm, multiple analyses were made by computational calculations, even before the mold production started, and with the help of these analyses, the closest to perfect mold outputs were obtained. In addition, optimum drawbead geometry and springback effect were analysed. The most suitable material was selected for the deep drawing product. DX54D + Z and DX56D + Z from continuously hot-dip coated steel flat products selected as analysis materials. As a result, the simulation reports obtained from this study were compared with many results in the literature. It is concluded that DX56D + Z sheet material can be used in deep drawing products without negative consequences such as tearing, wrinkling and shrinkage marks.

Keywords

Steel Sheet, forming, AutoForm, Simulation, Deep Drawing.

Supporting Institution

MCBU BAP

Project Number

“2019-001”

Thanks

The authors thank Scientific Research Project Office of Manisa Celal Bayar University for the financial support with the project number of “2019-001” and Metalsan Endüstriyel Ürünler San. ve Tic. A.Ş. for their technical support.

DX54D + Z ve DX56D + Z Çeliklerinin Derin Çekme İşlemi Ve Autoform Simülasyonları Üzerine Karşılaştırmalı Bir Çalışma

Abstract

Bir Sac Metal Şekillendirme (SMF) süreci, özellikle derin çekme, otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan üretim süreçlerinden biridir. Döküm ve dövme ile karşılaştırıldığında, SMF işleminin daha az ağırlıklı malzemeler ve yapılabilecek daha geniş şekil varyasyonları dahil olmak üzere çeşitli avantajları vardır. SMF sürecindeki sorunlardan en önemlisi, tabaka ürünlerde kırışma olgusu ve yırtılmadır. Kırışıklık ve yırtılma, malzemenin mekanik özellikleri, ürün geometrisi ve boşluk tutucu kuvveti nedeniyle oluşur. Analiz için bu makalede kullanılan sonlu eleman tabanlı Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE) programı AutoForm Plus R7 kullanılmıştır. Kalıp tasarımı sırasında Solidworks yazılımı kullanıldı. AutoForm, özellikle otomotiv endüstrisi için sac şekillendirme kalıp endüstrisi için özel olarak geliştirilmiş, yüksek doğruluk ve güvenilir sonuçlar sağlayan son derece verimli bir yazılımdır. AutoForm ile kalıp üretimi başlamadan önce bile hesaplamalı hesaplamalarla çoklu analizler yapılmış ve bu analizler sayesinde mükemmele en yakın kalıp çıktıları elde edilmiştir. Ek olarak, optimum çeki topuzu geometrisi ve geri esneme etkisi analiz edildi. Derin çekme ürünü için en uygun malzeme seçildi. Analiz malzemeleri olarak seçilen sürekli sıcak daldırma kaplamalı çelik yassı ürünlerden DX54D + Z ve DX56D + Z. Sonuç olarak, bu çalışmadan elde edilen simülasyon raporları, literatürdeki birçok sonuçla karşılaştırılmıştır. DX56D + Z sac malzemenin derin çekme ürünlerinde yırtılma, buruşma ve çekme izleri gibi olumsuz sonuçlar olmadan kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Keywords

Çelik Sac, Şekillendirme, Simülasyon, Derin Çekme., AUTOFORM

Project Number

“2019-001”

References

• 8. Krasowsky A A, Riedel H, Schmitt W, Benevolenski O I, Spring-back simulation based on characterization of sheet metals under reverse plastic strains, in: K.J. Bathe (Ed), Computational Fluid and Solid Mechanics 2003, Elsevier, Cambridge, 2003, p 403-406.
• 9. Xu W L, Ma C H, Li C H, Feng W J, J Mater Process Tech 151 (2004), 217-222.
• 10. Hou Y, Min J, Lin J, Liu Z, Carsley J E, Stoughton T B, Procedia Engineer 207 (2017) 173–178.
• 11. Kubli W, Reissner J, J Mater Process Tech 50 (1995) 292-305.
• 12. Gil I, Mendiguren J, Galdos L, Mugarra E, Argandoña E S de, Tribol Int 103 (2016) 266-273.
• 13. Greco F, Deckers E, Stroobants J, Van Poppel S, Linck K, Desmet W, (2018) Finite Elem Anal Des 138 (2018) 12-20.
• 19. Mutlu B, Increasing Metal Utilization by Improved Drawbead Design in Deep Drawing Operations. Master of Science Thesis. Türkisch-Deutsche Universität, Dortmund, Germany, (2013).
• 20. Banabic D, Sheet Metal Forming Processes Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2010.
• 21. Hecker S S, Sheet Metal Industries, (1975) 671–676.
• 22. Jadhav S, Schoiswohl M, Buchmayr B. BHM Berg-und Hüttenmännische Monatshefte, 163 (2018) 109-118.