بهبود فرآيند شكل‌دهي ليزري قطعات گنبدي شكل توليد شده با مسير ماريپچ بوسيله اعمال نيروي كمكي خارجي جانبي

Improvement of laser forming process of dome shape parts on spiral path by external force-assisted

شكلدهي با ليزر يك فرايند مكانيكي- حرارتي غيرتماسي است كه در آن گرما بوسيلۀ پرتو ليزر بر روي يك وجه از سطح ورق فلزي در يك مسير مشخص اعمال ميگردد كه با اعمال تنشهاي حرارتي غير- يكنواخت و تشعشعهاي كنترلشده باعث فرمدهي ورق ميشود. در سالهاي اخير فرمدهي گنبديشكل ورقهاي دايروي با استفاده از مدلهاي دايروي، دايروي- خطي و مارپيچ به كمك ليزر صورت گرفته است. استفاده از مدلهاي ذكر شده معمولاً باعث بوجود آمدن اعوجاج و تغييرشكل به صورت نامتقارن ميشود. در اين مطالعه سعي بر اين است تا با طراحي فيكسچري مناسب و اعمال نيروي خارجي توسط آن بتوان اعواج و پديده زين اسبي شدن را به ميزان قابل توجهي كاهش داد و تاثير اعمال نيروي خارجي بر بهبود پارامترهاي سرعت و قدرت اشعه ليزر بوسيله شبيهسازي اجزاي محدود و آزمايشات تجربي را بررسي نمود. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد كه با اعمال نيروي خارجي ميزان اعوجاج و پديده زين اسبي شدن بطور مشهودي كنترل ميشود. بر اساس نتايج بدست آمده، ورق شكلدهي شده با الگوي مارپيچي و اعمال همزمان نيرو در مقايسه با ورق شكلدهي شده با الگوي مارپيچي بدون نيروي خارجي اعوجاج بسيار كمتري دارد.

Laser forming is a non-contact thermo mechanical process in which the heat is applied on one side of the sheet metal surface using laser, and leads to the sheet metal forming by application of non-homogeneous thermal stresses and controlled radiation. In recent years, the laser forming of the dome shaped work-pieces on the circular sheets using circular, linear-circular and spiral paths have been carried out. Using such scanning path causes some distortions and asymmetric deformations. In this research, the distortion and double curvature phenomena are reduced by designing of a proper fixture and the effect of the application of an external force caused by the fixture on velocity and power of the laser is studied by FE simulation and experiment. Th e results show that the distortion and the double curvature phenomena are controlled significantly by application of the external force. According to the results, forming sheet with spiral path with use of external force compared with forming sheet with spiral path without external force has less distortion.