Onderzoeksproject P2/01 (Onderzoeksactie P2)
Context
Serie-productie in lucht- en ruimtevaart is niet vergelijkbaar met deze van wijdverspreide producten zoals bijvoorbeeld auto’s. Verscheidene kleine maar complexe onderdelen moeten vervaardigd worden in eerder kleine reeksen, wat voor gevolg heeft dat de prijs van de productiemachines een belangrijke fractie wordt van de globale kost van het onderdeel. Om die reden is de ontwikkeling van het SPIF proces van groot belang voor de lucht- en ruimtevaart omdat er geen dure productiemachines vereist zijn en omdat met deze techniek prototypes snel kunnen aangemaakt worden.
Projectbeschrijving
Doelstellingen
De beschikbaarheid van verbeterde materialen met een laag specifiek gewicht en een hoge stijfheid, kan voor geselecteerde legeringen worden bekomen met behulp van ECAP (Equal-Channel Angular Pressing) gecombineerd met SPIF (Single Point Incremental Forming), een flexibele vormgevingstechniek die gekenmerkt wordt door extreem hoge toelaatbare vervormingen. Dit biedt een valorisatiepotentieel in termen van gereduceerde productiekosten, omwille van de lagere eisen op gebied van productiemachines, lagere productietijden en gewichtsvermindering van de onderdelen wat samen tot een daling van de kostprijs van de onderdelen kan leiden.
Methodologie
Het belang van het SPIF proces zal in eerste instantie worden bestudeerd voor een nieuwe Al legering zonder voorafgaande ECAP vervorming. In een tweede stap zullen testen worden uitgevoerd voor de vervaardiging van kleinschalige vliegtuigonderdelen, gebruik makende van platen bekomen met een speciaal daartoe ontwikkelde variant van het ECAP proces of met platen bekomen via klassieke ECAP gecombineerd met walsen. De mogelijke koppeling van SPIF met een lokale opwarming door een laserstraal zal worden onderzocht. Het is bekend dat ECAP materialen moeilijk in vorm te brengen zijn, maar dat SPIF zeer grote vervormingen mogelijk maakt.
Interactie tussen de verschillende partners
ULg zal materiaalmodellen ontwikkelen zowel voor het initiële materiaal als voor het materiaal na ECAP en simuleert het SPIF proces. Als project coördinator zal Ulg ook het projectmanagement verzorgen.
KULeuven ontwikkelt en bouwt een ECAP installatie, optimaliseert de ECAP productie en karakteriseert het materiaal na ECAP, na koudwalsen door CRM en na SPIF. KULeuven staat ook in voor het SPIF proces en onderzoekt de vervormbaarheid van zowel het initiële materiaal als dat na ECAP en levert kleine vliegtuigonderdelen om deze te kunnen karakteriseren.
CRM staat in voor de karakterisatie van het initiële materiaal, bestudeert het effect van walsen, voert microscopische identificatie, macroscopische testen en vermoeiingstesten uit en is verantwoordelijk voor de productie van “stiffeners”.
US onderzoekt de bruikbaarheid van een aangepaste ECAP methode die moet toelaten om platen te produceren zonder bijkomende walsstap. Zij staan ook in voor de karakterisatie van de aldus geproduceerde ECAP platen.
Resultaten
Verwachte resultaten en/of producten
Het koppelen van ECAP met SPIF zou moeten resulteren in een materiaal met een zeer hoge vloeispanning, maar toch verwerkbaar tot ingewikkelde vliegtuigonderdelen met een aangepaste vormgevingstechniek.
Aanbreng van het project in een context van ondersteuning aan de innovatie en transfer van kennis
De effectieve verspreiding van de resultaten zal gebeuren door publicaties in internationale vakbladen zoals: Journal of Engineering Manufacture, Scripta Materialia, Acta Materialia, International Journal of Plasticity,... en door presentaties in internationale conferenties zoals ESAFORM, Shemet, Metal Forming, Complas, Numiform, Numisheet, …
Partners
Contact Informatie
Coördinator
Anne-Marie Habraken
Université de Liège (ULg)
Département ARGENCO
Bâtiment B52/3
Chemin des chevreuils 1
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 366 94 30
Fax: +32 (0)4 366 91 92
Anne.Habraken@ulg.ac.be
Promotoren
Bert Verlinden
Katholieke Universiteit Leuven (KUL)
Departement Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde (MTM)
Kasteelpark Arenberg 44
B-3001 Heverlee Leuven
Tel: +32 (0)16 32 12 75
Fax: +32 (0)16 32 19 92
Bert.Verlinden@mtm.kuleuven.be
Joost Duflou
Katholieke Universiteit Leuven (KUL)
Afdeling PMA
Celestijnenlaan 300B
B-3001 Heverlee Leuven
Tel: +32 (0)16 32 28 45
Fax: +32 (0)16 32 29 86
joost.duflou@mech.kuleuven.ac.be
Alain Schmitz
Centre de Recherches Métallurgiques (CRM)
Domaine Universitaire du Sart Tilman (P59)
Avenue du Bois St Jean 21
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 254 62 97
Fax: +32 (0)4 254 62 62
schmitz_a@rdmetal.ulg.ac.be
Andrzej Rosochowski
University of Strathclyde (US - DMEM)
James Weir Building
75 Montrose Street
Glasgow G1 1XJ
United Kingdom
Tel: +44 141 548 43 53
Fax: +44 141 548 48 70
a.rosochowski@strath.ac.uk
Opvolgingscomité
Sabine Spangel - Corus Aluminium Walzprodukte GmbH (Corus)
Guy Janssen - GDTECH
Yves Marchal - SONACA S.A.
Jean-Philippe Ponthot - Université de Liège (ASMA-LTAS)
Marc Wielandts - NANOSHAPE S.A.
Luc de Buyser - IWT-Vlaanderen
An Aluminium alloy improved by ECAP and formed by SPIF process (ALECASPIF) : final report
Habraken, Anne Marie - Rosochowski, A. - Verlinden, Bert ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2208)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
