MAGPULS : Innovatieve elektromagnetische hoge-snelheids-las- en vervormingstechnieken
Werkingsprincipe
Hoge-snelheidsvervormings- en lastechnieken (ook bekend onder de benamingen magnetisch puls vervormen, opkrimpen en lassen) zijn nieuwe, zeer innovatieve doch vrijwel ongekende technieken. Al deze procédés zijn gebaseerd op hetzelfde werkingsprincipe, namelijk het gebruik van elektromagnetische krachten om werkstukken te vervormen, op te krimpen of te lassen.
 |
 |
 |
 |
 |
Deze nieuwe en innovatieve las- en vervormingstechnieken bieden aantrekkelijke mogelijkheden voor :
- het snel en kostengunstig verbinden van moeilijk lasbare materialen, zoals heterogene verbindingen, aangezien het magnetisch puls lassen geen gebruik maakt van warmte om een verbinding tot stand te brengen,
- het bewerkstelligen van een grotere vervormbaarheid van sommige materialen, waarbij de nadelen van de conventionele vervormingsprocessen vermeden worden,
- het ontwikkelen van complexe werkstukken of nieuwe producten die voorheen niet mogelijk waren met de conventionele technieken.
 |
 |
 |
 |
Doel van het project
Het blijkt echter dat het inschatten van hun geschiktheid en toepasbaarheid voor de Vlaamse metaal- en non-ferroverwerkende bedrijven niet evident is. Naast de beperkte bekendheid is er eveneens geen kennis aanwezig omtrent de technische haalbaarheid van deze processen voor de voor hen relevante toepassingen, noch over de eventuele verhoging van de productiviteit, en dus over het economisch voordeel dat de inzet van deze innovatieve processen kan betekenen. Daarnaast is er slechts zeer beperkt gepubliceerd over de technische toepasbaarheid van deze nieuwe processen, en dan nog meestal door de fabrikanten zelf. Dit alles verhindert de implementatie van deze technieken, waaraan voor de Vlaamse industrie ongetwijfeld veel voordelen verbonden zijn. Er bestond derhalve een nood aan objectief en onafhankelijk onderzoek naar de (las)technische haalbaarheid van het inzetten van deze processen.
Minstens even belangrijk is de economische haalbaarheid van de implementatie van deze processen in het productieproces. Indien voor de bedrijven kan aangetoond worden dat het gebruik van deze technieken daadwerkelijk een kostenbesparing oplevert, zal de introductie ervan veel sneller verlopen.
Door deel te nemen aan het project hebben de bedrijven de elektromagnetische las- en vervormingstechnieken leren kennen in al hun facetten en een technisch en economisch verantwoorde beslissing kunnen nemen over de implementatie ervan in hun productie.
Projectomschrijving
Doelgroep
De doelgroep voor het project is Vlaamse metaal- en non-ferro-verwerkende industrie, zoals bijvoorbeeld toeleveringsbedrijven voor de automobielindustrie, bedrijven uit de airconditioning- en koelsector en een aantal aluminiumverwerkende bedrijven.
De meerwaarde die dit project biedt is het ter beschikking stellen van objectieve technisch-wetenschappelijke alsook praktische en economische kennis om het mogelijk te maken voor individuele bedrijven een technisch en economisch verantwoorde beslissing te kunnen nemen over het al dan niet implementeren van deze technieken in hun productie. Enkel op deze manier zullen nadien door gebruik van deze technieken nieuwe of complexe producten kunnen ontwikkeld worden die voorheen niet mogelijk waren met de conventionele technieken en zal daadwerkelijk een kostenbesparing en productiviteitsverhoging kunnen gerealiseerd worden.
Er zal sneller en efficiënter kunnen geproduceerd worden, met een economisch voordeel ten gevolge van het produceren aan een lagere kostprijs en een betere waarborg van de kwaliteit door de toepassing van het automatische proces (streefcijfer : kostenreductie van 10 à 15%). Een bijkomend voordeel is dat de mentale en fysieke belasting van de lasser verminderd wordt wegens het zeer milieuvriendelijke karakter van het proces.
Project partners
- Belgisch Instituut voor Lastechniek
- OCAS
- Universiteit van Gent
Resultaten
Werkprogramma
Het projectvoorstel “MAGPULS” beoogde het onderzoek naar het magnetisch puls vervormen en opkrimpen. Mede op basis van de inbreng van de gebruikerscommissie werd het volgende werkprogramma opgesteld.
- Werkpakket 1 : State-of-the-art van de elektromagnetische hoge-snelheidsvervormings- en lasprocessen en keuze van basismaterialen
- Werkpakket 2 : Onderzoeksactiviteiten omtrent het magnetisch puls vormen
- Deelwerkpakket 2.1 : Bepaling en optimalisatie van de parameterinstellingen voor het vormen van buisvormige producten
- Deelwerkpakket 2.2 : Magnetisch puls perforeren van buisvormige werkstukken
- Deelwerkpakket 2.3 : Magnetisch puls snijden van buisvormige werkstukken
- Deelwerkpakket 2.4 : Onderzoek naar de vervormbaarheid van materialen met lage elektrische geleidbaarheid (roestvast staal)
- Deelwerkpakket 2.5 : Onderzoek naar het magnetisch puls krimpen - Ontwerp van krimpverbindingen
- Werkpakket 3 : Aanmaken van demonstratiestukken (industriële case studies)
- Werkpakket 4 : Modelleren van het elektromagnetische hoge-snelheidsvervormingsproces
- Deelwerkpakket 4.1 : Bepaling van de inputgegevens
- Deelwerkpakket 4.2 : Modelleren van het elektromagnetische hoge-snelheidsvervormingsproces
- Werkpakket 5 : Dienstverlening en innovatiestimulering
Resultaat
De technisch-wetenschappelijke en economische resultaten van dit project zijn :
- Uitgebreide kennis over de (las)technische geschiktheid en toepasbaarheid van de voorgestelde innovatieve processen voor een aantal duidelijk gedefinieerde materialen, diameters en diktes.
- Het opbouwen van een eindige-elementen model dat :
- kennis en inzicht verschaft in de elektromagnetische vervormings- en lasprocessen,
- het materiaalgedrag en de finale vorm kan voorspellen ten gevolge van de inwerking van de elektromagnetische krachten,
- het bepalen van de geschikte parameterinstellingen kan versnellen.
- Kennis van de eigenschappen van de gelaste, opgekrompen en gevormde materialen (metallografische structuur, hardheid, mechanische eigenschappen, kwaliteit).
- Een vergelijking van de mogelijkheden van de nieuwe processen met die van de conventionele processen, dit zowel op technisch als op economisch gebied (kosten-baten analyse).
- Publicaties waarin de beschikbare technieken besproken worden, met daarbij de voor- en nadelen t.o.v. de conventionele processen, de te verwachten eigenschappen, het toepassingsgebied, de investeringskosten, de mogelijke kostenbesparingen, enz.
- Stimulering van het gebruik van de nieuwe processen in de Vlaamse KMO’s en andere bedrijven, via het vervaardigen van de door hen voorgestelde demonstratiestukken die representatief zijn voor potentiële industriële toepassingen.
- Implementatie van de nieuwe processen in de Vlaamse industrie teneinde economische voordelen te realiseren.
Bijkomende informatie:
- Zie het pdf document "Samenvatting_eindverslag.pdf"
- Publicatie : Magnetisch puls lassen
- Apparatuur van het BIL