Komplex alakzatok kialakítása

[G.Á]

Az emberiség viszonylag régóta rászorult, hogy fémekből és bőrökből különböző nemtriviális alakzatokat alakítson ki.

A 16. századi jó minőségű glóbuszok például fémből készültek, amelyeket úgy állítottak elő, hogy először gömbháromszögeket alakítottak ki fémből, majd azt egy gömbfelületre kalapálták.
Valójában már jóval korábban is hasonló problémát kellett a kovácsoknak megoldani, amikor sisakot és páncélt gyártottak.

A modern tömeggyártás során szintén előkerült az igény, hogy a korábbiakhoz képest jóval komplexebb alakzatokat alakítsanak ki, például számítógépek bizonyos alkatrészeinél, de a hajók, repülők és autók finomabb, áramvonalasabb alakjaival kapcsolatban is.
A kérdés az, hogy manapság hogyan állítják elő az alább is látható alakzatokat?

[srudolf]

Egy részük vákuumos préseléssel.
Az autók fémlemez karoszériaelemei hatalmas préseken.
Sokmindent meg lehet csinálni üvegszálból is, csak nagyon nagy munka a csíszolása.
Poliuretánból is ki lehet önteni rettentően komplex alkatrészeket, az öntőfomát olyan színten kidolgozzák, hogy a kész termék felülete tökéletesen síma.

[G.Á]

Annyit segítek, hogy a felső ábrán látható formát biztosan kizárólag fény segítségével alakították ki.
Ha a forrásom megbízható volt akkor az alsót is, bár szinte biztos hogy apróbb darabokban, utólag rögzítve össze.

A kérdés így csak az, hogy hogyan.

[G.Á]

Segítségképpen itt egy videó, melyen a folyamat jól megfigyelhető:

Ipari folyamatoknál természetesen lényegesen nagyobb sebesség is elérhető.

Nade miféle varázslat ez?

[srudolf]

Na ez Neked való technológia, ki kell számítani a fokalizálását a lézernek, hogy azt a vékony lemezt milyen mélységben és hőmérsékletre melegítse fel, hogy elhajoljon egy ív mentén. Ezt lehet modelezni is, szép képletekkel, amiben nabla is lesz.
Oxiacetilén pisztollyal nagyméretű fémgerendákat lehet meghajlítani ívesre. A képen kb. 25mm falvastagságú 5oomm-es átmérőjű acélcső lett meghajlítva a hídnak. Ugyanaz a módszer, csak nagyba, de erre is kell késziteni egy folyamtatábrát, mert másképp elszakadhat ha megterhelik (nyugi, ultrahanggal ellenőrzik az egész felületet, ha repedés van újramelegítik)


Amit konkrétan láttam ebben a témában: acélkonfekcióból épített parkolóházakba a nagy nyilású födémderendákat meghajlítják oxiacetilénnel, így előfeszítést érnek el, azaz megváltozik nyomatékdiagramja.
A munkálat végén rettenetes meleg van a műhelybe, nagyon nagy teljesítményű pisztolyokkal dolgoznak és nagyon lassan megy a folyamat.

[G.Á]

A lényeget helyesen írtad le, bár természetesen a folyamat igen bonyolult tud lenni, főleg a megmunkálandó minta vastagságától és hővezetésétől, illetve a lézernyaláb paramétereitől függően.


A lézeres deformálás alapvetően négy hatásmechanizmuson keresztül történhet:

Temperature Gradient Mechanism (TGM)
Buckling Mechanism (BM)
Upsetting Mechanism (UM)
Surface Melting Mechanism (SMM)

Ezek közül, főleg vastag lemezek esetén a TGM a legfontosabb. Ennek a lényegét a következő ábra tartalmazza:

Intuitívan úgy lehet megérteni, ha elképzeljük az ideális esetet. Amennyiben a felmelegedés-lehűlés közben az anyag végig rugalmas alakváltozást végez, akkor a lehűlés végén ismét sík alakú lenne a lemez. A valóságban viszont nem rugalmas, hanem plasztikus változások történnek felmelegedéskor, ennek eredőjeként fog lehűléskor "felfelé" görbülni a sík.

Az érdekesség nem is ez, hanem az hogy (főleg megfelelő hűtéssel) a jelenség nagyon pontosan tervezhető, a lézernyaláb megfelelő paraméterei esetén a szögbeli eltérés gyakorlatilag lineárisan függ attól, hogy hányszor pásztázták végig az adott vonalat, és ez a linearitás adott esetben derékszögen túl is megmaradhat.



Mindennek az tanulsága, hogy lézerrel mindent meg lehet csinálni, a csavarozáson kívül.

[srudolf]

Nézd meg ezt az épületet, ez a müncheni BMW gyár mellett épült (BMW Welt) csarnok.
Ennek hihetetlen méretű, kb. 2omm vastag roszdamentes acélből vannak készítve a függő folyosói, meghajlítva, kicsíszolva és pollirozva, festés nincs. Minden egység darabokból készült, de az elemek kb. 5x3 méteresek, az illesztések közöttük tökéleletesek. Nézegettem, de nem nem láttam acélszerkezet alattuk, ezeknek a folyósóknak maga a burkolata az szerkezete, legalábbis a mellvérteknek biztos az (mert ki gyártana le gerendákból egy girbe-gőrbe szerkezetet és az 2omm acéllemezzel burkolja, annak elég lenne a 6-8mm lemez is).
A piacon vannak 1oKw-os lézeres vágógépek, ezek a 3omm vastag acélemezt is vágják , ezek síma CNC, de hajlítani ezek nem tudnak, a noha a legnagyobbaknak az asztala 6ooox3ooomm méretű.

Azt nem tudom, hogy voltak képesek kivitelezni ezeket az óriási lapokat, de kellett legyen egy nagyon nagyméretű berendezésük, sablon és prések nélkül, mert azok nyomot hagynak, amit kidolgozni szinte lehetetlen.
.

[api]

Ha ezek a mellvédek valóban 20mm-es önhordó lemezszerkezetek, akkor miként vannak az egyes táblák egymáshoz rögzítve?
A képeken csak a keskeny sötét fúgák látszanak, de milyen kapcsolat viszi át a terheléseket az egyik tábláról a másikra?

A háromszögű üvegezett mezőkből álló rész rácsozata szerintem hegesztve van. Az festett (és nem koracél) szerkezetnek látszik.

[srudolf]

Önhordó, mert megnéztem.
Az alsó része fémgerendákból készitett szerkezet, de a mellvért az önhordó, nincs oszlop belűl. Biztos, hogy szerkezeti szerepe is van, nem csinálták volna ennyire vastag lemezből. 2omm acéllemez óriási súly.

[api]

Én nem kételkedek a szavadban, csak még mindig nem tudom, hogyan kapcsolódnak egymáshoz az egyes lemezdarabok. Mi van a fúgákban?
Vagy az önhordást, csak az egyes darabokon belül kell érteni? És nem alkotnak együtt egy nagyobb tartót? De egy-egy ilyen 5m-es dobozszerkezet önhordásához túlzottnak érzem a 20mm lemezvastagságot. Mi indokolhatja?