Pressure and temperature control system and module with digital image correlation for strain monitoring: Entwicklung einer Presse für superplastisches Umformen mit in‐situ und Echtzeit‐Druck‐ und Temperatur‐Regelsystem und Modul mit digitaler Bildkorrelation für die Überwachung der Dehnung

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2017-10, Vol.48 (10), p.945-951
• Main Authors: Marinho, E. P., Batalha, G. F.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201700011

This work presents the full development of a superplastic bulge forming press which contains an in situ and real time pressure and temperature control systems, as well as a deformation monitoring module that applies digital image correlation technique. The press can achieve optimum superplastic forming conditions supported by dedicated instrumentation and control of the parameters that characterize the superplastic forming process; these parameters are pressure, temperature and strain rate. The following topics discussed are design and construction of the press that meets the project requirements; Press instrumentation and control system implementation. The application and development of the control system in biaxial forming process involves the selection of forming conditions, pressure cycle determination and implementation of dedicated controls, besides methods for calculating important coefficients. With the referred instrumentation, it is possible to determine these coefficients from biaxial tests, rather than simply using the uniaxial tensile tests coefficients. A Ti6Al4V alloy fluid static superplastic biaxial test was performed, controlled around its optimum condition. Diese Arbeit präsentiert eine superplastische pneumatische Presse, die ein in‐situ Echtzeit‐Druck‐ und Temperaturregelsystem sowie ein Deformationsüberwachungsmodul enthält, das eine digitale Bildkorrelationstechnik anwendet. Die Presse kann optimale superplastische Formgebungsbedingungen erreichen, unterstützt durch eine spezielle Instrumentierung und Steuerung der Parameter, die den superplastischen Formgebungsprozess charakterisieren. Diese Parameter sind Druck, Temperatur und Dehnungsgeschwindigkeit. Die folgenden Themen der Konstruktion der Presse, die den Projektanforderungen entspricht, werden diskutiert; Instrumentierung der Presse und Steuerung des Systems. Die Entwicklung des Steuersystems im Umformprozess umfasst neben der Auswahl von Umformbedingungen die Druckzyklusbestimmung und die Implementierung dedizierter Steuerelemente. Mit der Instrumentierung ist es möglich, die Koeffizienten zu bestimmen, anstatt einfach die Zugversuchskoeffizienten zu verwenden. Ein fluid‐statischer superplastischer Test mit einer Ti6Al4V‐Legierung wurde durchgeführt, der im optimalen Zustand gesteuert wurde.