Hidroformarea foilorEdit
Acest procedeu se bazează pe brevetul din anii 1950 pentru hidroformare de către Fred Leuthesser, Jr. și John Fox de la Schaible Company din Cincinnati, Ohio, Statele Unite. Inițial a fost utilizat la producerea de guri de scurgere pentru bucătărie. Acest lucru s-a făcut pentru că, pe lângă întărirea metalului, hidromodelarea producea, de asemenea, piese mai puțin „granulate”, permițând o finisare mai ușoară a metalului. în cazul hidroformării foilor, există hidroformarea cu vezică (în care există o vezică ce conține lichidul; niciun lichid nu intră în contact cu foaia) și hidroformarea în care lichidul intră în contact cu foaia (fără vezică). Formarea cu vezică se numește uneori flexformare. Formarea cu fluidul în contact direct cu piesa se poate face fie cu un matriță solidă mascul (această versiune se numește uneori ambutisare hidro-mecanică), fie cu o matriță solidă femelă.În cazul ambutisării hidro-mecanice, o piesă de prelucrat este plasată pe un inel de tragere (suport de semifabricat) deasupra unui matriță, apoi o cameră hidraulică înconjoară piesa de prelucrat și o presiune inițială relativ scăzută așează piesa de prelucrat pe matriță. Apoi, pumnul este ridicat în camera hidraulică și presiunea este crescută până la 100 MPa (15000 psi), ceea ce formează piesa în jurul pumnului. Apoi, presiunea este eliberată și pumnul este retras, camera hidraulică este ridicată, iar procesul este finalizat.
Printre aceste tehnici, testarea hidraulică a umflăturii permite o mai mare călire a materialului de tablă prin operațiuni distincte de întindere și oferă o mai bună precizie a formei pentru piesele complexe. Prin urmare, prin selectarea materialului adecvat și a parametrilor de deformare pentru studiul de bombare hidraulică a tablei se pot determina curbele limită de deformare (FLC).
Semnificație
- Testul de bombare hidraulică este mai adecvat pentru operațiunile de deformare a tablei deoarece modul de deformare este mai degrabă bi-axial decât uniaxial. De asemenea, oferă curbe de curgere pentru materialele cu o gamă extinsă de niveluri de deformare plastică de până la 70% înainte de a se produce spargerea.
- Este utilă generarea FLC-urilor care vor fi un sens fiabil de intrare de referință pentru solverul explicit precum LS-DYNA. Aceste FLC-uri obținute sunt folosite ca intrare de curbă de sarcină pentru astfel de rezolvatoare pentru analiză.
- FLC-urile servesc, de asemenea, cel mai bine pentru a identifica zona exactă pentru operațiunile de deformare fără a fi afectată de gâtuiri localizate și alte defecte posibile în timpul deformării.
- Testarea hidraulică a umflăturii ar fi utilă pentru a calcula coeficientul de întărire prin deformare – „n” (adică. coeficientul de călire prin deformare) al materialului, pentru a determina capacitatea materialului de a fi deformat.
- O abordare simplă și versatilă.
- O distribuție controlată a presiunii pe suprafața piesei în timpul deformării poate fi utilizată pentru a „controla” grosimea foii și a amâna gâtuirea localizată.
- Utilizarea unei singure scule cu o singură suprafață de deformare, ceea ce economisește timp și cheltuieli la fabricarea sculelor. Absența contactului rigid al sculei pe o singură suprafață reduce, de asemenea, frecarea suprafeței și, prin urmare, defectele de suprafață, rezultând un bun finisaj de suprafață.
Denumiri alternative, alte variante și procedee similareEditare
- Hydromec (ambutisare profundă hidromecanică)
- Aquadraw
- Formare cu bulgăre
- Formare explozivă
- Pentru piese mari, hidroformarea explozivă poate genera presiunea de deformare prin simpla explozie a unei încărcături deasupra piesei (cu tot cu matrița evacuată), care este scufundată într-un bazin cu apă. Uneltele pot fi mult mai ieftine decât cele care ar fi necesare pentru orice proces de tip presă. Procesul de hidroformare în matriță funcționează, de asemenea, folosind doar o undă de șoc în aer ca mediu de presare. În special atunci când explozibilii sunt aproape de piesa de prelucrat, efectele de inerție fac ca rezultatul să fie mai complicat decât formarea doar prin presiune hidrostatică.
- Formarea plăcuțelor de cauciuc
Hidroformarea tuburilorEdit
În hidroformarea tuburilor există două practici majore: de înaltă presiune și de joasă presiune. în cazul procedeului de înaltă presiune, tubul este complet închis într-o matriță înainte de presurizarea acestuia. La joasă presiune, tubul este ușor presurizat la un volum fix în timpul închiderii matriței (acest procedeu se numea odinioară procedeul Variform). Din punct de vedere istoric, procesul a fost brevetat în anii ’50, dar a fost răspândit la nivel industrial în anii ’70 pentru producția de îmbinări mari în formă de T pentru industria petrolului și a gazelor. În prezent, este utilizat în principal în sectorul auto, unde se găsesc numeroase aplicații industriale. Este, de asemenea, o metodă aleasă pentru mai multe elemente tubulare ale bicicletelor. în hidroformarea tuburilor se aplică presiune la interiorul unui tub care este ținut de matrițe cu secțiunile și formele transversale dorite. Când matrițele sunt închise, capetele tubului sunt sigilate prin perforări axiale, iar tubul este umplut cu fluid hidraulic. Presiunea internă poate ajunge până la câteva mii de bari și face ca tubul să se calibreze față de matrițe. Fluidul este injectat în tub prin unul dintre cei doi perforatori axiali. Punctele axiale sunt mobile și acțiunea lor este necesară pentru a asigura compresia axială și pentru a alimenta materialul spre centrul tubului bombat. Contrapunctele transversale pot fi, de asemenea, încorporate în matrița de formare pentru a forma proeminențe cu un raport mic între diametru și lungime. Contrapunctele transversale pot fi, de asemenea, utilizate pentru a perfora găuri în piesa de prelucrat la sfârșitul procesului de formare.
Proiectarea procesului a fost în trecut o sarcină dificilă, deoarece modelarea analitică inițială este posibilă numai pentru cazuri limitate. Progresele în FEA și FEM din ultimii ani au permis ca procesele de hidroformare să fie proiectate pe scară mai largă pentru varietăți de piese și materiale. Adesea, trebuie efectuate simulări FEM pentru a găsi o soluție fezabilă pentru proces și pentru a defini curbele de încărcare corecte: presiune în funcție de timp și avans axial în funcție de timp. În cazul pieselor mai complexe de tuburi hidroformate, tubul trebuie să fie preîndoit înainte de a fi încărcat în matrița de hidroformare. Curbarea se face secvențial de-a lungul lungimii tubului, tubul fiind îndoit în jurul discurilor de îndoire (sau matrițelor) pe măsură ce lungimea tubului este introdusă. Curbarea se poate face cu sau fără mandrine. Această complexitate suplimentară a procesului sporește și mai mult dependența de FEM pentru proiectarea și evaluarea proceselor de fabricație. Fezabilitatea unui proces de hidroformare trebuie să ia în considerare proprietățile inițiale ale materialului tubului și potențialul său de variație, împreună cu procesul de îndoire, presiunea hidraulică pe tot parcursul procesului de formare, cu includerea sau nu a alimentării axiale, pentru a prezice formabilitatea metalului.
.