Hydroformning af pladerRediger
Denne proces er baseret på 1950’ernes patent på hydramolding af Fred Leuthesser, Jr. og John Fox fra Schaible Company i Cincinnati, Ohio i USA. Den blev oprindeligt anvendt til fremstilling af køkkentopper. Dette blev gjort, fordi hydromolding ud over at forstærke metallet også producerede mindre “grynede” dele, hvilket gjorde det lettere at efterbehandle metallet.Ved pladehydromolding findes der blæreformning (hvor der er en blære, der indeholder væsken; ingen væske kommer i kontakt med pladen) og hydroformning, hvor væsken kommer i kontakt med pladen (ingen blære). Blæreformning kaldes undertiden flexformning. Flexformning anvendes hovedsagelig til produktion af små mængder, f.eks. inden for luft- og rumfart.Formning med væsken i direkte kontakt med emnet kan udføres enten med et solidt hanstempel (denne version kaldes undertiden hydromekanisk dybtrækning) eller med et solidt hunstempel.Ved hydromekanisk dybtrækning anbringes et emne på en trækring (blankholder) over et hanstempel, hvorefter et hydraulisk kammer omgiver emnet, og et relativt lavt starttryk sætter emnet mod stemplet. Stemplet hæves derefter ind i det hydrauliske kammer, og trykket øges til op til 100 MPa (15000 psi), hvorved emnet formes omkring stemplet. Derefter slippes trykket, og stemplet trækkes tilbage, det hydrauliske kammer løftes, og processen er afsluttet.
Med disse teknikker giver hydraulisk udbulingsprøvning mulighed for øget arbejdshærdning af plademateriale ved udpræget strækning og giver en bedre formnøjagtighed for komplekse dele. Ved at vælge det rette materiale og de rette formningsparametre til undersøgelse af hydraulisk udbulning af plader kan man derfor bestemme formningsgrænsekurver (FLC’er).
Signifikans
- Hydraulisk bulgeprøvning er mere velegnet til pladebearbejdning, da deformationsformen er to-aksial snarere end enaksial. Den giver også flowkurver for materialerne med udvidet område af plastiske belastningsniveauer på op til 70 %, før der opstår sprængning.
- Det er nyttigt at generere FLC’er, som vil være pålidelig følelse af referenceinput til den eksplicitte solver som LS-DYNA. Disse opnåede FLC’er anvendes som belastningskurve input til sådanne solvere til analyse.
- FLC’er tjener også bedst til at identificere den nøjagtige zone for formningsoperationer uden at blive påvirket af lokaliseret indsnævring og andre mulige defekter under formning.
- Hydraulisk udbulningsprøvning vil være nyttig til at beregne Strain hardening koefficienten – “n” (dvs. Arbejdshærdningskoefficient) af materialet, for at bestemme materialets evne til at blive formet.
- En enkel og alsidig fremgangsmåde.
- En kontrolleret trykfordeling over emneoverfladen under formning kan bruges til at “styre” pladetykkelsen og udskyde lokaliseret indsnævring.
- Anvendelse af kun enkelt formoverfladeværktøj, hvilket sparer tid og omkostninger ved fremstilling af værktøj. Fraværet af stiv værktøjskontakt på én overflade reducerer også overfladefriktion og dermed overfladedefekter, hvilket resulterer i en god overfladefinish.
Alternative navne, andre varianter og lignende processerRediger
- Hydromec (Hydromechanisk dybtrækning)
- Aquadraw
- Bulgeformning
- Sprængformning
- Sprængformning
- Til store dele, kan eksplosiv hydroformning generere formningstrykket ved simpelthen at eksplodere en ladning over emnet (komplet med evakueret form), som er nedsænket i et vandbassin. Værktøjet kan være meget billigere end det, der ville være nødvendigt for en proces af pressetypen. Hydroforming-into-a-mold-processen fungerer også ved kun at bruge en chokbølge i luft som trykmedium. Især når sprængstofferne er tæt på emnet, gør træghedseffekter resultatet mere kompliceret end ved formning ved hydrostatisk tryk alene.
- Gummipudeformning
RørhydroformningRediger
I rørhydroformning er der to hovedmetoder: højtryk og lavtryk.Ved højtryksprocessen er røret helt omsluttet i en matrice, før røret sættes under tryk. Ved lavtryk er røret let tryksat til et fast volumen under lukning af matricen (dette blev tidligere kaldt Variform-processen). Historisk set blev processen patenteret i 50’erne, men den blev industrielt udbredt i 1970’erne til produktion af store T-formede samlinger til olie- og gasindustrien. I dag anvendes den mest i bilsektoren, hvor der findes mange industrielle anvendelser. Det er også en metode, der vælges til flere rørformede dele af cykler. ved rørhydroformning påføres der tryk på indersiden af et rør, der holdes af matricer med de ønskede tværsnit og former. Når matricerne er lukket, forsegles rørenderne med aksiale stempler, og røret fyldes med hydraulisk væske. Det indre tryk kan gå op til et par tusinde bar, og det får røret til at kalibrere mod matricerne. Væsken sprøjtes ind i røret gennem et af de to aksiale stempler. De aksiale stempler er bevægelige, og deres virkning er nødvendig for at give aksial kompression og for at føre materiale ind mod midten af det udbulede rør. Der kan også indbygges tværgående modstempler i formningsværktøjet for at danne fremspring med et lille diameter/længdeforhold. Tværgående modstempler kan også anvendes til at stanse huller i emnet ved afslutningen af formningsprocessen.
Design af processen har tidligere været en udfordrende opgave, da en indledende analytisk modellering kun er mulig for begrænsede tilfælde. Fremskridt inden for FEA og FEM i de seneste år har gjort det muligt at konstruere hydroformprocesser i større omfang for forskellige typer af dele og materialer. Der skal ofte udføres FEM-simuleringer for at finde en gennemførlig procesløsning og for at definere de korrekte belastningskurver: tryk vs. tid og aksial fremføring vs. tid. I tilfælde af mere komplekse hydroformede rørdele skal røret bøjes forinden det lægges ind i hydroformingsværktøjet. Bøjningen sker sekventielt langs rørets længde, idet røret bøjes rundt om bøjeskiver (eller matricer), efterhånden som rørlængden føres ind. Bøjning kan ske med eller uden dorne. Denne yderligere kompleksitet i processen øger yderligere afhængigheden af FEM til at designe og evaluere fremstillingsprocesser. Ved vurderingen af gennemførligheden af en hydroformningsproces skal der tages hensyn til de oprindelige rørmaterialeegenskaber og deres variationspotentiale sammen med bøjningsprocessen, det hydrauliske tryk under hele formningsprocessen, med eller uden aksial fremføring, med henblik på at forudsige metallets formbarhed.
