بررسی فرآیند هیدروفرمینگ ورق و هیدروفرمینگ لوله
•
برای فرم دهی اشکال در روش هیدروفرمینگ ابتدا داخل قالب مواد اولیه ریخته شده سپس مایع بعد از بسته شدن قالب به داخل قالب با فشار قوی تزریق و شکل قالب را به مواد درون خود میدهد.
در روش هیدروفرمینگ، سنبه یا ماتریس، با محیطی سیال جایگزین شده و فشار سیال، موجب جریان مواد به داخل حفره قالب و سبب شکل‌گیری آن میشود. در نهایت پس از باز شدن قالب و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب خارج میشود.
معرفی هیدروفرمینگ
برای فرم دهی اشکال در روش هیدروفرمینگ ابتدا داخل قالب مواد اولیه ریخته شده سپس مایع بعد از بسته شدن قالب به داخل قالب با فشار قوی تزریق و شکل قالب را به مواد درون خود میدهد.
در نهایت پس از باز شدن قالب و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب خارج میشود.
انواع هیدروفرمینگ
دو روش شکل دهی هیدرولیکی در هیدروفرمینگ
- هیدروفرمینگ لوله
- هیدروفرمینگ ورق
میباشد که در ادامه درباره هریک به صورت مختصر شرح میدهیم.
هیدروفرمینگ ورق
در گذشته روش هیدروفرمینگ هنوز ابداع نشده بود و برای شکل دهی به ورق ها، ورق فلزی را در داخل قالب قرار داده و به کمک فشار دستگاه های پرس سنگین ورق شکل قالب را به خود میگیرد.
هیدروفرمینگ به وسیله ی فشار آب تکنیکی جدید میباشد که در گذشته به صورت پرسی ساخته میشدند.
هیدروفرمینگ ورق برعکس فرآیند کشش ورق به جای سنبه از یک سیال و یا یک ماده انعطاف پذیر استفاده میشود.
روش کشش معمولی به صورتی است که ورق بعد از چندین مرحله کشش به فرم موردنظر رسیده ولی در روش هیدروفرمینگ قطعات طی یک مرحله به قطعه مورد نظر تبدیل میشوند.
قالب های هیدروفرمینگ ورق لازم است استحکام بالایی داشته باشند به علت تنش های ناشی از فشار بالای سیال و نیروی محوری سپس برای افزایش شکل پذیری و کاهش اصطکاک، پرداخت سطحی خوبی روی آن انجام میشود.
قابلیت شکل پذیری در هیدروفرمینگ سه پارامتر موثر که شامل
- پارامترهای هندسی
پارامترهای هندسی شامل ضخامت ورق، قطر بلانک، قطر و سرعت پانچ میباشد.
- پارامترهای مواد
- پارامترهای فرآیند
پارامترهای فرآیند شامل ضریب اصطکاک، فشار داخلی و نسبت تش اسمی می باشد.
مقایسه روش هیدروفرمینگ ورق و کشش عمیق
- روش هیدروفرمینگ ورق کشش بیشتری نسبت به روش کشش عمیق دارند.
- بهبود کیفت سطح در روش هیدروفرمینگ ورق
- کاهش برگشت فنری در روش هیدروفرمینگ ورق
- افزایش توانایی در شکل دهی اشکال پیچیده در روش هیدروفرمینگ ورق
هیدروفرمینگ لوله
انواع روش های هیدروفرمینگ لوله
به طور کلی فرآیند هیدروفرمینگ لوله به سه روش تقسیم بندی میشود:
- هیدروفرمینگ فشار پایین
- هیدروفرمینگ فشار بالا
- هیدروفرمینگ فشار متغییر
میباشد که در ادامه درباره هریک به صورت اختصاصی شرح میدهیم.
هیدروفرمینگ فشار پایین
میزان فشار در این روش نسبت به سایر روش های دیگر پایینتر میباشد.
هیدروفرمینگ فشار پایین کمترین تغییر ضخامت لوله را داشته همچنین ضخامت قطعه ای که هیدروفرمینگ شده برابر قطعه اولیه میباشد.
در ابتدای این فرآیند که قالب بسته میباشد هیچ فشاری درون لوله وجود نداشته و امکان به وجود آمدن چروک در سطح آن وجود دارد که این ایراد پدیده ی هیدروفرمینگ فشار پایین میباشد.
چروک های به وجود آمده بر روی سطح اگر ریز باشند با فشار سیال از بین خواهد رفت اما چروک هایی که عمیق باشند با فشار پایین از بین نرفته و کیفیت محصول نهایی شده را کاهش میدهد.
بسیار ضروری میباشد که در حین طراحی فرآیند برای به حداقل رساندن چروکیدگی ها زمان بسته شدن قالب دقت لازم انجام پذیرد.
هیدروفرمینگ فشار بالا
هیدروفرمینگ فشار بالا در مقایسه با روش هیدروفرمینگ فشار پایین تغییرات ضخامت لوله بیشتر بوده و محصول نهایی در مقایسه با قطعه اولیه نازک تر میباشد.
در این روش چروکیدگی هایی که در حسین بسته شدن قالب به وجود می آید در مراحل بعدی کاملا از بین میرود.
در این روش قطعه به دلیل فشار بالای سیال ممکن است احتمال نازک شدن موضعی قطعه ایجاد شود. برای جلوگیری ازا این مشکل روانکاوی قطعات ضروری میباشد.
در روش هیدروفرمینگ فشار بالا سرمایه موردنیاز بیشتر از روش هیدروفرمینگ فشار پایین میباشد.
اما به دلیل کرنش پلاستیک کشش بالاتر در این روش، برگشت فنری قطعه به حداقل رسیده و ثبات ابعادی آن حفظ میشود.
هیدروفرمینگ فشار متغیر
در هیدروفرمینگ فشار متغیر سیال بودن بسته شدن قالب وارد لوله شده سپس فشار سیال همزمان افزایش پیدا میکند تا به نقطه فشار قالب برسد در نهایت قالب که بسته شد فشار حداکثر کالیبراسیون اعمال شده تا قطعه به شکل قالب تبدیل شود.
بازه فشار در هیدروفرمینگ فشار متغیر نسبت به دو روش قبلی بیشتر میباشد.
استفاده از هیدروفرمینگ فشار متغیر میتواند قطعات را به اشکال پیچیده تری تبدیل کند و کیفیت محصولات نهایی افزایش پیدا خواهد کرد.
source: بررسی فرآیند هیدروفرمینگ ورق و هیدروفرمینگ لوله
