Dieptrek- en dunnewandstuiktechnologie

Dunnewandstuiken is een technologie die door TSG InnoteQ ontwikkeld is in de eigen Proto en Pilot Production. Het ontwikkelen van de dunnewandstuiktechnologie is mede mogelijk gemaakt door een bijdrage uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling in het kader van OP-Zuid.

De dunnewandstuiktechniek is uitgegroeid tot een unieke metaal vervormingstechniek, waarbij onder zeer hoge druk metaal gaat vloeien. TSG InnoteQ heeft patent op het dunnewandstuikproces, dat niet alleen toepasbaar is op ongelegeerde en gelegeerde staalsoorten, maar ook op non-ferro materialen.

 

Over dunnewandstuiken

De ontwerper krijgt door het dunnewandstuiken nieuwe mogelijkheden toebedeeld hoe om te gaan met de vrijheden in het ontwerpproces. Door het toepassen van dunnewandstuiken kan er naast lichter en goedkoper ontwerpen, ook op gewenste plaatsen meer stijfheid gecreëerd worden. Ook zal er bij een juist gebruik van deze technologie geen ongelijk verdeelde spanningen in de producten worden gebracht. Dit heeft zijn weerslag op product-, proces- en gereedschapskosten en compactere constructies van het eindproduct. Naast de technische en financiële voordelen levert dunnewandstuiken ook voordelen op voor het milieu.

 

Toepassingsvoorbeelden dunnewandstuiken

Dunnewandstuiken kan o.a. gebruikt worden voor onderstaande toepassingen:

  • Hulzen slangenkoppeling
  • Aandrijvingen
  • Onderdelen voor drinkwaterapplicaties (loodvrij messing)
  • Sustainable design

Dieptrekprogramma

Met behulp van FEM gecombineerd met hardheidsmetingen kan de dunnewandstuiktechnologie beter worden voorspelt voor allerlei applicaties. Daarnaast is er een dieptrekprogramma aanwezig dat is gevuld met informatie komende uit jaren ervaring. Dit betekent dat deze technologie beter bereikbaar wordt voor mensen en bedrijven die geen uitgebreide technologische kennis en ervaring hebben van het dieptrekken en het stuiken. Hiermee kan deze technologie op meerdere plaatsen worden ingezet om als zodanig goedkoper, lichter en milieubewuster te construeren.

Toepassingsgebieden dieptrekken en dunnewandstuiken:

Dieptrekken en dunnewandstuiken kunnen op verschillende toepassingsgebieden ingezet worden, zoals bij:

  • Zeer kleine producten.
  • Producten waar zonder ruimte extra versteviging nodig is.
  • Producten waar een verdikking of versteviging nodig is vanuit een dun basismateriaal.
  • Productietechnologieën waar wordt gewerkt met een productcarrier dat nadien grotendeels afvalmateriaal is. Bijvoorbeeld kunststof omspoten producten of mechanisatiehandelingen.
  • Producten met lichtere constructies.
  • Kostenefficiency ten opzichte van een verspaningsproces.
  • Producten waar lood als toevoeging nodig is om juist te kunnen verspanen, maar dit gezien de milieueisen niet is toegestaan.
  • Producten waar de kwaliteit van het productmateriaal moet verbeteren of constant dient te zijn: oppervlakte, structuur en sterkte.

 

Dieptrek- en dunnewandstuiktechnologie

Dunnewandstuiken is een technologie die wij zelf hebben ontwikkeld in onze eigen Proto en Pilot Production.

OP-Zuid

Het ontwikkelen van de dunnewandstuiktechnologie is mede mogelijk gemaakt door een bijdrage uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling in het kader van OP-Zuid. De dunnewandstuiktechniek is uitgegroeid tot een unieke metaal vervormingstechniek, waarbij onder zeer hoge drukken metaal gaat vloeien. TSG InnoteQ heeft patent op het dunnewandstuikproces, dat niet alleen toepasbaar is op ongelegeerde en gelegeerde staalsoorten, maar ook op non-ferro materialen.

TSG OP-Zuid TSG OP-Zuid

Over dunnewandstuiken

De ontwerper krijgt door het dunnewandstuiken nieuwe mogelijkheden toebedeeld hoe om te gaan met de vrijheden in het ontwerpproces. Door het toepassen van dunnewandstuiken kunnen we naast lichter en goedkoper ontwerpen, ook op gewenste plaatsen meer stijfheid creëren. Ook zal er bij een juist gebruik van deze technologie geen ongelijk verdeelde spanningen in de producten worden gebracht. Dit heeft zijn weerslag op product-, proces- en gereedschapskosten en compactere constructies van het eindproduct. Naast de technische en financiële voordelen levert dunnewandstuiken ook voordelen op voor het milieu.

Toepassingsvoorbeelden dunnewandstuiken

Op onderstaande afbeeldingen is een RVS materiaal te zien van 0,15 mm dikte. Door toepassing van de dunnewandstuiktechnologie is een opstaande rand verkregen met een dikte van 0,35 mm en een hoogte van 2,4 mm.

Beginfase na enige mm indrukking
Beginfase dunnewandstuiken

 

Middenfase
Middenfase dunnewandstuiken

 

Eindfase
Eindfase dunnewandstuiken 


Hulzen slangenkoppeling

De hulzen van een slangenkoppeling worden door het dunnewandstuiken ronder, doordat de hulzen in één keer in de gehele diameter in elkaar worden gedrukt. Bij het eventueel nadien omspuiten met kunststof wordt de huls daardoor beter opgenomen in de matrijs en zijn er geen doorspuitingen meer aanwezig.

De resultaten:

  • Minder doorspuiting bij het omspuiten met kunststof, hierdoor geen schilfervorming van de kunststof aan de binnenzijde, waardoor er geen afkeur bij montage meer optreedt.
  • Bijna perfect verdeelde spanning doordat de hulzen worden diepgetrokken en meteen daarna worden gevormd met dunnenwandstuiken.
  • Betere kwaliteit en yield tijdens produceren in inzetten van de hulzen.
  • Betere betrouwbaarheid producten.
  • Verlaging van ongeveer 25% op de product- en proceskosten doordat men logistiek gezien maar 1 bewerking meer heeft.

 

Perfect verdeelde ringspanning na toepassen van dunnewandstuikproces
Perfecte ringspanning na dunnewandstuiken

 

Ongelijk verdeelde ringspanning door toepassing rolproces
Ongelijke ringspanning na rolproces

 

Schematische weergave toegepast dunnewandstuikproces voor huls slangenkoppeling:
Schematische weergave dunnewandstuikproces

 

De gevormde producten, met rand en de gesleevde delen:
Gevormde delen

 

Aandrijvingen en sustainable design

Door het toepassen van de dunnewandstuiktechniek zijn er mogelijkheden om in aandrijvingen gewicht – en daardoor dus ruimte – te besparen. Denk aan duwbanden, trekkettingen en gewone rollenkettingen. Verminderen we de rondvliegende kracht (doordat de ketting op zichzelf lichter van gewicht wordt), dan is het mogelijk om de diameters van de schijven of kettingwielen te verkleinen. Doordat deze verkleining kunnen we een kleinere behuizing ontwerpen en daarmee lichter construeren. De gewichtsbesparingen dragen op hun beurt weer bij aan een lager brandstofverbruik, waardoor we ook hier sustainability in het design kunnen toepassen.

Onderdelen voor drinkwaterapplicaties (loodvrij messing)/ sustainable design

In de messingdelen van drinkwaterapplicaties mogen geen loodhoudende delen worden verwerkt. Vaak worden deze onderdelen met CNC-bewerkingsmachines vervaardigd. Om een korte spaan en geen procesverstoringen te verkrijgen, vragen verspaningsbewerkingen een hoeveelheid lood in het messing. Het grote voordeel van het dunnewandstuiken van messing producten is dat er geen loodhoudende messing benodigd is. Daarnaast is de processnelheid en bewerkingssnelheid van dunnewandstuiken vele malen korter dan met traditionele CNC-bewerkingen kan worden bereikt.

Schematische weergave

In onderstaande afbeelding is de bewerking van een product te zien, vervaardigd via dunnewandstuiken. Door het in serie zetten van het proces kan in 1,5 seconden een product worden gevormd. Dit is met CNC-bewerkingen niet te realiseren: alleen al vanwege de normale omspantijden, laat staan de bewerkingstijden.

Schematisch weergave van de zeer korte procestijden met dunnewandstuiken:
Korte procestijden dunnewandstuiken


We hebben gewerkt met diverse soorten van messing en aluminium. Onderstaande foto’s zijn messing en aluminium producten die we met dunnewandstuiken hebben vervaardigd.

Loodvrije messingonderdelen vervaardigd via dunnewandstuiken
Loodvrije messingonderdelen

 

Aluminium onderdelen vervaardigd via  dunnewandstuiken
Aluminium onderdelen


Toepassingsgebieden dieptrekken en dunnewandstuiken

De techniek dunnewandstuiken biedt op een breed veld oplossing:

  • Bij zeer kleine producten.
  • Wanneer zonder extra ruimte versteviging nodig is.
  • Wanneer een verdikking of versteviging nodig is vanuit dun basismateriaal.
  • Bij productietechnologieën waar wordt gewerkt met een productcarrier die nadien grotendeels scrap is. Denk hierbij aan kunststof omspoten producten of mechanisatiehandelingen.
  • Bij lichtere constructies.Kostenefficiency ten opzichte van een verspaningsproces.
  • Wanneer toevoegingen zoals lood benodigd zijn voor het juist verspanen, maar lood gezien milieueisen niet is toegestaan.
  • Wanneer de kwaliteit van het productmateriaal moet verbeteren of zeker constant moet zijn:
    • Oppervlakte
    • Structuur
    • Sterkte

Dieptrekprogramma

Met behulp van FEM gecombineerd met hardheidsmetingen kunnen we de dunnewandstuiktechnologie beter voorspelbaar maken voor allerlei applicaties. Daarnaast is er een dieptrekprogramma aanwezig dat is gevuld met informatie komende uit jaren ervaring. Dit betekent dat wij deze technologie beter bereikbaar maken voor mensen en bedrijven die geen diepgaande technologische kennis en ervaring hebben van het dieptrekken en het stuiken. Hiermee kan deze technologie op meerdere plaatsen worden ingezet om als zodanig goedkoper, lichter en milieubewuster te construeren.

Lees meer over:

product & machine development  industrialisation   Proto & pilot production