Sposób kształtowania plastycznego półswobodnego wyrobów płaskich z dwoma żebrami oraz sposób kształtowania plastycznego w wykroju zamkniętym wyrobów płaskich z dwoma żebrami

Zespół:

dr hab. inz. Andrzej Gontarz (kierownik zespołu), mgr inż. Anna Dziubińska

Istota wynalazku

W przemyśle lotniczym, szczególnie przy budowie podzespołów samolotu często stosowane są wyroby płaskie z dwoma żebrami. Są to różnego rodzaju wsporniki, klapy, pokrywy i zasłony. Nowe możliwości wytwarzania części lotniczych płaskich z dwoma żebrami metodą kucia w trójsuwakowej prasie kuźniczej przedstawiono w wynalazkach pt. "Sposób kształtowania plastycznego półswobodnego wyrobów płaskich z dwoma żebrami" oraz „Sposób kształtowania plastycznego w wykroju zamkniętym wyrobów płaskich z dworna żebrami”. Głównym zamierzeniem opracowanych rozwiązań opisanych w wynalazkach jest uzyskanie wyrobów płaskich z wysokimi i cienkimi żebrami o lepszych własnościach wytrzymałościowych i użytkowych. W warunkach przemysłu krajowego obecnie części użebrowane wykonywane są w większości metodami odlewania oraz obróbki skrawaniem. Lepsze własności wyrobów można uzyskać stosując metody obróbki plastycznej np. kucie. Uwzględniając zapotrzebowanie przemysłu lotniczego na wyroby użebrowane płaskie o dobrej jakości za celowe uznano opracowanie nowych efektywnych technologii ich wytwarzania w trójsuwakową prasie kuźniczej opisane w patencie nr PL 214519 oraz PL 214520 dla potrzeb krajowego przemysłu lotniczego.

Istotą wynalazku pt 'Sposób kształtowania plastycznego półswobodnego wyrobów płaskich z dwoma żebrami" jest to, że w czasie procesu półfabrykat w kształcie płyty umieszczany jest na matrycy dolnej. Następnie górne narzędzie zaciska środkową część płyty. Po czym półfabrykat poddawany jest spęczaniu przez boczne narzędzia, które zbliżają się do siebie w płaszczyźnie poziomej. W ten sposób kształtowane są dwa żebra w otwartych przestrzeniach, ograniczonych powierzchniami narzędzi bocznych oraz narzędziem górnym.

Istotą wynalazku pt. „Sposób kształtowania plastycznego w wykroju zamkniętym wyrobów płaskich z dwoma żebrami" jest to, że podczas realizacji procesu półfabrykat w kształcie płyty umieszczany jest w wykroju zamkniętym pomiędzy matryca a bocznymi narzędziami kształtującymi. Następnie środkowa część płyty zaciskana jest górnym narzędziem. Po czym w wyniku ruchu bocznych narzędzi kształtujących następuje spęczanie półfabrykatu. Boczne narzędzia kształtujące przemieszczają się do siebie w płaszczyźnie poziomej i wyciskają dwa żebra o założonych wymiarach wyrobu w pionową część przestrzeni wykroju zamkniętego, pomiędzy narzędziem górnym, a narzędziami bocznymi.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Zastosowanie wynalazków w przemyśle umożliwi znaczną poprawę ekonomiczności procesów wytwarzania części użebrowanych dzięki takim korzyściom jak:
- znaczące obniżenie zużycia materiału,
- zmniejszenie pracochłonności procesu dzięki możliwości uzyskania wyrobów w jednym cyklu roboczym maszyny, co wpłynie na wzrost wydajności procesu,
- polepszenie własności użytkowych i wytrzymałościowych gotowych wyrobów,
- możliwość otrzymania półfabrykatów o zbliżonych kształtach i wymiarach do wyrobów gotowych stosowanych w branży lotniczej, a także motoryzacyjnej oraz innych gałęziach przemysłu,
- uniwersalność metod, które mogą być wykorzystane do otrzymania części płaskich z dwoma żebrami z różnych materiałów używanych w przemyśle.
- ograniczenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego poprzez zmniejszenie odpadów do recyklingu i utylizacji będących wynikiem wytwarzania tego typu części głównie metoda obróbki skrawaniem.

Wynalazek dotyczący sposobu kształtowania półswobodnego wyrobów z dwoma żebrami przeznaczony jest do odpowiedniej grupy wyrobów z żebrami o zarysie półokrągłym lub trójkątnym. Natomiast sposób kształtowania w wykroju zamkniętym wyrobów z dwoma żebrami pozwala na ukształtowanie wyższych żeber o zarysie prostokątnym.

Potencjał komercjalizacyjny

Zaproponowane w wynalazkach metody wytwarzania wyrobów płaskich z dwoma żebrami opracowano na potrzeby przemysłu lotniczego w ramach projektu „Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym" realizowanym przez Centrum Zaawansowanych Technologa "AERONET - Dolina Lotnicza". Głównym zamierzeniem opracowanych wynalazków jest wytwarzanie odkuwek części lotniczych użebrowanych ze stopów metali lekkich stosowanych w lotnictwie. Opracowane technologie kształtowania wyrobów użebrowanych dedykowane są głównie dla przemysłu lotniczego, ale spektrum ich zastosowań może być znacznie szersze. Wsporniki zaliczane do grupy wyrobów praskich z żebrami znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu m.in. motoryzacyjnym, budowlanym, maszynowym itd. Produkcja części płaskich z dwoma żebrami w oparciu o opracowane przez twórców technologie pozwolą na poprawę jakości wyrobów oraz obniżenie kosztów ich wytwarzania. W związku z obecnym zapotrzebowaniem przemysłu na wyroby płaskie użebrowane oraz istniejące problemy przy produkcji takich części rozpoczęto procedurę komercjalizacji wynalazków. Na obecnym etapie prowadzone są rozmowy z kuźniami oraz firmami lotniczymi w zakresie weryfikacji przemysłowej w pierwszym etapie i ewentualnego wdrożenia opracowanych rozwiązań. Oczekuje się, że w wyniku wdrożenia wynalazków w zakładach kuźniczych, głównie współpracujących z branżą lotniczą, ale także z innymi gałęziami przemysłu będą produkowane tańsze części płaskie z dwoma żebrami o dobrej jakości.