Marszczenie jest częstą wadą występującą podczas procesu tłoczenia blachy aluminiowej w przemyśle samochodowym, szczególnie podczas obróbki skomplikowanych zakrzywionych części. Problem ten jest ściśle powiązany z właściwościami materiału i parametrami procesu i można go skutecznie uniknąć poprzez precyzyjną kontrolę kluczowych etapów.
Plastyczność i anizotropia materiału są nieodłącznymi czynnikami wpływającymi na marszczenie. Wydłużenie samochodowej blachy aluminiowej wynosi zwykle od 15% do 25%. Jeśli odkształcenie wytłoczonej części przekracza granicę materiału, prawdopodobne jest wystąpienie miejscowego marszczenia. Ponadto struktura włóknista powstająca podczas walcowania powoduje anizotropię, co skutkuje mniejszymi oporami odkształcenia wzdłuż kierunku walcowania niż w kierunku prostopadłym. Niewłaściwe ułożenie półfabrykatu może powodować marszczenie na skutek nierównomiernej siły. Dlatego przed tłoczeniem orientację półwyrobu należy dostosować do ziarna walcowanego samochodowej blachy aluminiowej, aby zapewnić, że główny kierunek odkształcenia pokrywa się z kierunkiem walcowania.
Ustawienie siły pustej jest kluczowym parametrem zapobiegania zmarszczkom. Podczas tłoczenia samochodowej blachy aluminiowej siła wykrawania musi być dostosowana do grubości materiału i stopnia odkształcenia i zwykle mieści się w przedziale od 50 do 300 kN. W przypadku cienkich arkuszy o grubości mniejszej niż 1 mm zbyt mała siła trzymania półfabrykatu może spowodować zbyt szybkie płynięcie półwyrobu, co skutkuje powstawaniem falistych zmarszczek. Zbyt duża siła może zwiększyć tarcie i spowodować pękanie. Można zastosować stopniową kontrolę siły trzymania półwyrobu: stosując niskie ciśnienie w początkowych etapach ciągnienia, aby ułatwić płynny przepływ materiału i stopniowo zwiększając ciśnienie w środkowych etapach, aby zapobiec nadmiernemu gromadzeniu się materiału, skutecznie zmniejszając prawdopodobieństwo marszczenia.
Szczelina stempla i matrycy oraz promień zaokrąglenia muszą być dokładnie dopasowane. W przypadku tłoczenia blachy aluminiowej w przemyśle samochodowym szczelina powinna wynosić 1,1-1,2-krotność grubości materiału. Zbyt duża szczelina może łatwo spowodować zmarszczki podczas odkształcania, natomiast zbyt mała może zwiększyć tarcie i spowodować zarysowania powierzchni. Promień naroża matrycy powinien być 8-10 razy większy od grubości blachy. Zbyt małe zaokrąglenie zwiększa opór przepływu materiału, prowadząc do miejscowego gromadzenia się i marszczenia materiału; za dużo filetu zmniejsza efekt trzymania blanku. Na przykład w przypadku samochodowej blachy aluminiowej o grubości 1,2 mm zaleca się, aby promień naroża matrycy wynosił 10–12 mm, a szczelina kontrolowana była w granicach 1,3–1,4 mm.
Pusty projekt kształtu i rozmiaru wymaga optymalizacji. Niewłaściwe półfabrykaty mogą powodować trudności w płynnym przenoszeniu nadmiaru materiału podczas procesu tłoczenia, co prowadzi do zmarszczek. Analiza symulacyjna CAE pozwala przewidzieć trendy przepływu materiału i zaprojektować półfabrykat w postaci schodkowej lub zakrzywionej, aby zapobiegawczo wyeliminować nadmiar materiału. Na przykład profil krawędzi półwyrobów z blachy aluminiowej do paneli drzwi samochodowych należy dostosować do głębokości tłoczenia, aby zapewnić zrównoważony przepływ materiału we wszystkich obszarach, minimalizując zmarszczki u źródła.
Skoordynowana kontrola smarowania i prędkości tłoczenia jest również krytyczna. Nałożenie specjalistycznego smaru do tłoczenia (o lepkości 20-30 cSt) na powierzchnię blachy aluminiowej może obniżyć współczynnik tarcia poniżej 0,1, łagodząc nierównomierne opory przepływu materiału. Zalecana prędkość tłoczenia wynosi 150-250 mm/s. Nadmierne prędkości mogą powodować opóźnioną reakcję materiału i miejscowe marszczenie. Nadmierne prędkości wydłużają czas kontaktu i zwiększają ryzyko awarii smarowania. W przypadku części o skomplikowanych zakrzywionych powierzchniach można zastosować tłoczenie ze zmienną prędkością, zmniejszając prędkość w obszarach podatnych na marszczenie, aby zapewnić równomierny przepływ materiału.
