قالب طراحی عمیق فلزی، قالب طراحی عمیق در سر

تنش پسماند یک عامل ذاتی اصلی است که پایداری سازه، دقت شکل‌دهی و عمر مفید قالب‌های مهر زنی را محدود می‌کند. بر اساس یک منطق طراحی ساختاری علمی، تولید تنش پسماند را می توان سرکوب، پراکنده و در منبع آن اجتناب کرد. کنترل تنش پسماند نیاز به مدیریت هماهنگ در سه بعد دارد: چیدمان ساختاری، انتخاب مواد، و فناوری پردازش، تشکیل یک طرح اجتنابی سیستماتیک.

هسته اصلی طراحی چیدمان ساختار قالب در متعادل کردن انتقال بار و جلوگیری از تجمع تنش موضعی نهفته است. طراحی سازه باید از گوشه های تیز، زوایای قائم، و تغییرات ناگهانی در مقطع-، اتخاذ طرحی با انتقال صاف و ضخامت دیواره یکنواخت با استحکام برابر برای تضعیف اثرات غلظت تنش و جلوگیری از تغییر شکل، تاب برداشتن یا حتی شکست ناشی از عدم تعادل تنش در طول عملیات حرارتی، قالب‌گیری آزمایشی و تولید انبوه جلوگیری کند.

انتخاب مواد باید با خواص مکانیکی و حرارتی شرایط عملیاتی قالب مطابقت داشته باشد و فولادهای قالب با ساختار متالوگرافی یکنواخت و چقرمگی و سختی بالا را در اولویت قرار دهد. هرچه پایداری ساختاری ذاتی ماده بهتر باشد، شروع و تجمع تنش داخلی در حین برش و خاموش کردن کمتر می شود و پایه تولید تنش پسماند از خود ماده را کاهش می دهد.

فناوری ماشینکاری یک جنبه کلیدی برای کنترل تنش پسماند است و فرآیند ماشینکاری و رژیم عملیات حرارتی باید به طور همزمان بهینه شوند. ترتیب معقول مراحل خشن و تکمیل، همراه با فرآیندهای کاهش استرس{1} مانند بازپخت و پیری، می تواند به طور موثری تنش سخت شدن ماشینکاری را از بین ببرد. استفاده از روش‌های خنک‌سازی گرادیان و خنک‌سازی قطعه‌بندی شده می‌تواند گرادیان دما را در بدنه قالب کاهش دهد و از تنش‌های باقیمانده حرارتی ناشی از اختلاف دما جلوگیری کند.

به طور خلاصه، از طریق بهینه‌سازی پیکربندی ساختاری، انتخاب مواد مناسب و کنترل هماهنگ فرآیندهای ماشین‌کاری و عملیات حرارتی، می‌توان از خطرات تنش پسماند در طراحی ساختاری قالب اجتناب کرد، دقت ابعادی قالب را تثبیت کرد و طول عمر کلی را افزایش داد.