FutureMold může přinést revoluci v inkrementálním tváření plechů

Odborné znalosti v oblasti aditivní výroby, materiálových věd a výpočetního modelování, s cílem způsobit revoluci v inkrementálním tváření plechů, kombinují odborníci z ČR, Německa a Polska v projektu FutureMold. Mezinárodní projekt koordinuje Fraunhofer IWU a VŠB-TUO zastupuje národní superpočítačové centrum IT4Innovations.

Hlavním cílem projektu FutureMold je vývoj nové, nákladově i materiálově úsporné hybridní metody výroby forem pro lehké plastové komponenty vyztužené vlákny (FRP), kombinací 3D tisku a inkrementálního tváření kovů. Základní tělo formy je vyráběno 3D tiskem biopolymeru, na který je následně roboticky metodou inkrementálního tváření plechů (ISF) aplikována kovová vrstva. Tento hybridní výrobní postup kombinuje rychlou aditivní výrobu s flexibilním tvářením plechu, což umožňuje minimalizovat spotřebu materiálu, zkrátit dobu výroby a zároveň zvýšit životnost forem. Důležitým prvkem je oddělitelný spoj mezi polymerním jádrem a kovovou vrstvou, který usnadňuje recyklaci a druhotné využití materiálů.

Jedním z cílů projektu je také zásadní urychlení numerických simulací ISF, které jsou nezbytné pro správný návrh dráhy nástroje a predikci výsledného tvaru.

„Současné procesy inkrementálního tváření plechů se potýkají se značnými překážkami včetně zdlouhavých simulací, jejichž dokončení může trvat několik dní. Cílem tohoto projektu je tyto časy dramaticky zkrátit při zachování vysoké přesnosti,“ řekl hlavní řešitel za VŠB-TUO Tomáš Brzobohatý z IT4Innovations.   

Tradiční FEM simulace poskytují vysokou přesnost, ale jejich výpočetní náročnost často znamená dny až týdny výpočtů. Projekt proto propojuje vysoce výkonné výpočty (HPC), FEM simulace a techniky strojového učení, pro náhradu nebo doplnění FEM simulací. Vytvořené modely, založené na strojovém učení a pokročilých neuronových sítích, dokáží predikovat ISF procesy v řádu minut, a tím umožnit rychlou optimalizaci strategie tváření.

Výsledky projektu slibují významné socioekonomické dopady, včetně snížení výrobních nákladů a emisí oxidu uhličitého až o pětinu, a to zejména ve strojírenských odvětvích, která používají lehké plastové komponenty vyztužené vlákny (FRP), jako je železniční, námořní, a letecký průmysl. Očekávanými benefity má být rovněž vytváření nových tržních příležitostí a podpora udržitelných výrobních metod. Projekt, který potrvá do roku 2026, je součástí mezinárodní iniciativy M-ERA.NET financované EU.

Project FutureMold was selected in the Joint Transnational Call 2023 of M-ERA.NET 3, which is an EU-funded network of about 49 funding organisations (Horizon 2020 grant agreement No 958174). The project is funded by the Saxon State Parliament, Saxony, Germany, the TACR, Moravian-Silesian, Czech Republic and the National Centre for Research and Development NCBR, Poland.