Hydroformning av plåtRedigera
Denna process bygger på 1950-talspatentet för hydroformning av Fred Leuthesser, Jr. och John Fox från Schaible Company i Cincinnati, Ohio i USA. Den användes ursprungligen för att tillverka köksuttag. Detta gjordes eftersom hydromolding förutom att förstärka metallen också gav mindre ”korniga” delar, vilket möjliggjorde en enklare metallfinish.Inom hydroformning av plåt finns det blåsformning (där det finns en blåsa som innehåller vätskan; ingen vätska kommer i kontakt med plåten) och hydroformning där vätskan kommer i kontakt med plåten (ingen blåsa). Blåsformning kallas ibland flexformning. Flexformning används främst för lågvolymproduktion, t.ex. inom flyg- och rymdindustrin.Formning med vätskan i direkt kontakt med detaljen kan göras antingen med en fast stans med hankoppling (denna version kallas ibland för hydromekanisk djupdragning) eller med en fast stans med hankoppling.Vid hydromekanisk djupdragning placeras ett arbetsstycke på en dragring (blankhållare) över en stans med hankoppling, varefter en hydraulisk kammare omger arbetsstycket och ett relativt lågt begynnelsetryck placerar arbetsstycket mot stansen. Stansen lyfts sedan upp i den hydrauliska kammaren och trycket ökas till så högt som 100 MPa (15000 psi), vilket formar detaljen runt stansen. Därefter släpps trycket och stansen dras tillbaka, den hydrauliska kammaren lyfts och processen är avslutad.
En av dessa tekniker möjliggör hydraulisk utbuktningsprovning en ökad arbetshärdning av plåtmaterial genom distinkta sträckningsoperationer och ger bättre formnoggrannhet för komplexa delar. Genom att välja rätt material och formningsparametrar för hydraulisk utbuktning av plåt kan man därför fastställa formningsgränskurvor (FLC).
Signifikans
- Hydraulisk utbuktningstestning är lämpligare för plåtformningsoperationer eftersom deformationsläget är tvåaxligt snarare än enaxligt. Det ger också flödeskurvor för material med ett utökat intervall av plastiska töjningsnivåer på upp till 70 % innan sprängning inträffar.
- Det är till hjälp att generera FLC:er som kommer att vara tillförlitlig känsla av referensinmatning till den explicita lösaren som LS-DYNA. Dessa erhållna FLCs används som belastningskurvor för sådana lösare för analys.
- FLCs tjänar också bäst för att identifiera den exakta zonen för formningsoperationer utan att drabbas av lokaliserad inringning och andra möjliga defekter under formningen.
- Hydraulisk utbuktningstestning skulle vara användbar för att beräkna Strain hardening koefficienten-”n” (d.v.s. Arbetshärdningskoefficient) för materialet, för att bestämma materialets förmåga att formas.
- En enkel och mångsidig metod.
- En kontrollerad tryckfördelning över delytan under formning kan användas för att ”styra” plåttjockleken och för att skjuta upp lokaliserad inskränkning.
- Användning av endast verktyg för en enda formytan, vilket sparar tid och kostnader vid tillverkning av verktyg. Avsaknaden av styv verktygskontakt på en yta minskar också ytfriktionen och därmed ytdefekter, vilket resulterar i en god ytfinish.
Alternativa namn, andra varianter och liknande processerRedigera
- Hydromec (Hydromechanical deep drawing)
- Aquadraw
- Bulge forming
- Explosive forming
- För stora delar, kan explosiv hydroformning generera formningstrycket genom att helt enkelt spränga en laddning ovanför detaljen (komplett med evakuerad form) som är nedsänkt i en vattenbassäng. Verktygsutrustningen kan vara mycket billigare än vad som skulle krävas för en process av press-typ. Hydroformningsprocessen fungerar också genom att endast använda en stötvåg i luft som tryckmedium. Särskilt när sprängämnena befinner sig nära arbetsstycket gör tröghetseffekter resultatet mer komplicerat än om formning sker enbart genom hydrostatiskt tryck.
- Gummikuddeformning
RörhydroformningRedigera
Inom rörhydroformning finns det två huvudsakliga metoder: högtryck och lågtryck.Med högtrycksprocessen är röret helt inneslutet i en matris innan röret sätts under tryck. Vid lågtryck är röret svagt trycksatt till en fast volym under stängning av matrisen (detta kallades tidigare Variform-processen). Historiskt sett patenterades processen på 50-talet, men den spreds industriellt på 1970-talet för tillverkning av stora T-formade skarvar för olje- och gasindustrin. I dag används den främst inom fordonssektorn, där många industriella tillämpningar kan hittas. Det är också en metod som väljs för flera rörformade delar av cyklar. vid hydroformning av rör appliceras tryck på insidan av ett rör som hålls fast av matriser med önskat tvärsnitt och önskade former. När formarna är stängda försluts rörändarna med hjälp av axiella stansar och röret fylls med hydraulisk vätska. Det inre trycket kan uppgå till några tusen bar och det får röret att kalibrera mot formarna. Vätskan sprutas in i röret genom en av de två axiella stansarna. De axiella stansarna är rörliga och deras verkan krävs för att ge axial kompression och för att föra in materialet mot mitten av det utbuktande röret. Tvärgående motstansar kan också ingå i formningsmatrisen för att forma utbuktningar med litet förhållande mellan diameter och längd. Tvärgående motstansar kan också användas för att stansa hål i arbetsstycket i slutet av formningsprocessen.
Design av processen har tidigare varit en utmanande uppgift, eftersom inledande analytisk modellering endast är möjlig för begränsade fall. De senaste årens framsteg inom FEA och FEM har gjort det möjligt att konstruera hydroformprocesser i större utsträckning för olika typer av delar och material. Ofta måste FEM-simuleringar utföras för att hitta en genomförbar processlösning och för att definiera de korrekta belastningskurvorna: tryck vs. tid och axialmatning vs. tid. När det gäller mer komplexa hydroformade rördelar måste röret böjas innan det läggs in i hydroformningsformen. Böjningen sker sekventiellt längs rörets längd, där röret böjs runt böjningsskivor (eller matriser) allteftersom rörlängden matas in. Böjningen kan göras med eller utan dorn. Denna ytterligare komplexitet i processen ökar ytterligare beroendet av FEM för att utforma och utvärdera tillverkningsprocesser. För att en hydroformningsprocess skall vara genomförbar måste man ta hänsyn till de ursprungliga materialegenskaperna för röret och dess variationspotential, tillsammans med böjningsprocessen, det hydrauliska trycket under hela formningsprocessen, med eller utan axiell matning, för att kunna förutsäga metallens formbarhet.
