Sheet hydroformingEdit
Dit proces is gebaseerd op het octrooi voor hydramolding uit de jaren 1950 van Fred Leuthesser, Jr. en John Fox van de Schaible Company uit Cincinnati, Ohio in de Verenigde Staten. Het werd oorspronkelijk gebruikt bij de productie van keukenspuiten. Dit werd gedaan omdat naast de versterking van het metaal, het hydromolding ook minder “korrelige” delen produceerde, toestaand voor gemakkelijker metaal het eindigen.In plaathydroforming zijn er blaas het vormen (waar er een blaas is die de vloeistof bevat; geen vloeistof contacteert het blad) en het hydroforming waar de vloeistof het blad (geen blaas) contacteert. Blaasvormen wordt soms ook flexvormen genoemd. Bij hydro-mechanisch dieptrekken wordt een werkstuk op een trekring (blenkhouder) boven een mannelijke pons geplaatst, waarna een hydraulische kamer het werkstuk omringt en een relatief lage begindruk het werkstuk tegen de pons plaatst. De stempel wordt dan in de hydraulische kamer gebracht en de druk wordt opgevoerd tot 100 MPa (15000 psi) waardoor het werkstuk rond de stempel wordt gevormd. Dan wordt de druk losgelaten en de stempel teruggetrokken, de hydraulische kamer opgeheven, en het proces is voltooid.
Onder deze technieken staat het hydraulisch uitpunnen een verhoogde werkharding van plaatmateriaal toe door distinctieve uitrekverrichtingen en verstrekt betere vormnauwkeurigheid voor complexe delen. Vandaar, door het juiste materiaal en de vormparameters voor hydraulisch plaat uitpuilingsonderzoek te selecteren kan men vervormingslimietkrommen (FLCs) bepalen.
Betekenis
- Hydraulische uitpuilingsproeven zijn geschikter voor plaatbewerkingen omdat de vervormingswijze bi-axiaal is in plaats van uniaxiaal. Ook verstrekt het vloeikrommen voor de materialen met uitgebreide waaier van plastische spanningsniveaus tot 70% alvorens het barsten voorkomt.
- Het is nuttig om de FLCs te genereren die betrouwbare betekenis van referentieinput aan de expliciete oplosser zoals LS-DYNA zullen zijn. Deze verkregen FLCs worden gebruikt als input van de ladingskromme voor dergelijke oplossers voor analyse.
- FLCs dient ook het beste voor het identificeren van de nauwkeurige streek voor het vormen van verrichtingen zonder het worden beïnvloed met het gelokaliseerde sluiten en andere mogelijke tekorten terwijl forming.
- Hydraulische uitpuilingsproeven zouden nuttig zijn om de Spannings verhardingscoëfficiënt- “n” te berekenen (d.w.z. Work hardening coëfficiënt) van het materiaal, om het vermogen van het te vormen materiaal te bepalen.
- Een eenvoudige en veelzijdige benadering.
- Een gecontroleerde drukverdeling over het deeloppervlak tijdens het vormen kan worden gebruikt om de plaatdikte te “controleren” en gelokaliseerde necking uit te stellen.
- Het gebruik van slechts gereedschappen met één vormoppervlak, wat tijd en kosten bespaart bij de vervaardiging van gereedschappen. De afwezigheid van stijf hulpmiddelcontact op één oppervlakte vermindert ook oppervlaktewrijving en zo oppervlaktedefecten, resulterend in een goede oppervlakteafwerking.
Alternatieve namen, andere varianten en soortgelijke processenEdit
- Hydromec (hydromechanisch dieptrekken)
- Aquadraw
- Bulge forming
- Explosief vormen
- Voor grote onderdelen, kan explosief hydrovormen de vormdruk opwekken door eenvoudig een lading te laten exploderen boven het onderdeel (compleet met geëvacueerde vorm) dat in een zwembad met water is ondergedompeld. Het gereedschap kan veel goedkoper zijn dan wat nodig zou zijn voor een pers-type proces. Het hydroforming-in-a-mold proces werkt ook met alleen een schokgolf in lucht als drukmiddel. Vooral wanneer de explosieven dicht bij het werkstuk zijn, maken de traagheidseffecten het resultaat ingewikkelder dan het vormen door hydrostatische druk alleen.
- Rubber pad forming
Tube hydroformingEdit
In tube hydroforming zijn er twee belangrijke praktijken: hoge druk en lage druk.Met het hoge drukproces wordt de buis volledig ingesloten in een matrijs voorafgaand aan het onder druk zetten van de buis. Bij lage druk wordt de buis lichtjes onder druk gezet tot een vast volume tijdens het sluiten van de matrijs (dit werd vroeger het Variform-proces genoemd). Historisch gezien werd het proces gepatenteerd in de jaren ’50, maar het werd industrieel verspreid in de jaren ’70 voor de productie van grote T-vormige verbindingen voor de olie- en gasindustrie. Tegenwoordig wordt het vooral gebruikt in de automobielsector, waar veel industriële toepassingen te vinden zijn. Bij het hydrovormen van buizen wordt druk uitgeoefend op de binnenkant van een buis die wordt vastgehouden door matrijzen met de gewenste doorsneden en vormen. Wanneer de matrijzen gesloten zijn, worden de buiseinden afgedicht door axiale ponsen en wordt de buis gevuld met hydraulische vloeistof. De inwendige druk kan oplopen tot een paar duizend bar en zorgt ervoor dat de buis tegen de matrijzen wordt gekalibreerd. De vloeistof wordt in de buis geïnjecteerd via één van de twee axiale ponsen. De axiale stempels zijn beweegbaar en hun actie is nodig om axiale compressie te verschaffen en materiaal naar het midden van de opbollende buis te voeren. Transversale tegenstempels kunnen ook in de vormmatrijs worden opgenomen om uitsteeksels met een kleine diameter/lengte verhouding te vormen. Transversale tegenstempels kunnen ook worden gebruikt om gaten in het werkstuk te ponsen aan het einde van het vormproces.
Het ontwerpen van het proces is in het verleden een uitdagende taak geweest, omdat aanvankelijke analytische modellering slechts voor beperkte gevallen mogelijk is. De vooruitgang in FEA en FEM in de laatste jaren heeft hydrovormprocessen in staat gesteld op grotere schaal te worden ontworpen voor variëteiten van onderdelen en materialen. Vaak moeten FEM-simulaties worden uitgevoerd om een haalbare procesoplossing te vinden en de juiste belastingskrommen te definiëren: druk versus tijd en axiale toevoer versus tijd. In het geval van complexere hydrogevormde buisonderdelen moet de buis worden voorgebogen alvorens deze in de hydrovormmatrijs te laden. Het buigen gebeurt achtereenvolgens over de lengte van de buis, waarbij de buis om buigschijven (of matrijzen) wordt gebogen naarmate de buislengte wordt toegevoerd. Het buigen kan met of zonder doornen gebeuren. Deze extra complexiteit van het proces maakt het nog noodzakelijker FEM te gebruiken voor het ontwerpen en evalueren van fabricageprocessen. De haalbaarheid van een hydroforming proces moet rekening houden met de aanvankelijke eigenschappen van het buismateriaal en het variatiepotentieel ervan, samen met het buigproces, de hydraulische druk gedurende het hele vormproces, al dan niet met inbegrip van axiale toevoer, om de vervormbaarheid van het metaal te voorspellen.
