برای تولید قطعات پیچیده در صنایع هوا فضا، خودرو، الکترونیک و پزشکی از هیدروفرمینگ ورق و هیدروفرمینگ لوله استفاده می شود. به عنوان مثال هیدروفرمینگ ورق برای ساخت صدا خفه کن اگزوز به کار می رود. در این مقاله درباره هیدروفرمنیگ ورق و لوله توضیح می دهیم.
بیشتر بخوانید: برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع لوله های فولادی و کاربرد آن ها در صنایع مختلف، مقاله “لوله فولادی چیست و در کدام صنایع قابل استفاده است؟” را مطالعه نمایید.
هیدروفرمینگ چیست؟
هیدروفرمینگ فرآیندی است که در آن از فشار آب برای شکلدهی ورق یا لوله فلزی برای تولید اشکال پیچیده استفاده میشود. در این فرآیند با استفاده از یک پرس، نیروی به آب وارد می شود تا فلز به سمت قالب هل داده شود و آن را شکل دهد.
در نهایت پس از باز شدن قالب و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب خارج می شود.
انواع هیدروفرمینگ
متداول ترین انواع شکل دهی هیدرولیکی عبارت است از:
- هیدروفرمینگ ورق
- هیدروفرمینگ لوله
هیدروفرمینگ ورق
هیدروفرمینگ ورق فرایندی است که طی آن یک قطعه ورق فلزی را در قالب می گذارند که بین دو صفحه معمولا با پیچ بسته می شود. همزمان با تحت کشش قرار گرفتن ورق، آب نیز با فشار زیاد به داخل فشار می رود و باعث شکل گیری ورق می شود. در عکس زیر یک نمونه از هیدروفرمینگ ورق را مشاهده می کنید.
هیدروفرمینگ ورق برعکس فرآیند کشش ورق به جای سنبه از یک سیال و یا یک ماده انعطاف پذیر استفاده می شود. روش کشش معمولی به صورتی است که ورق بعد از چندین مرحله کشش به فرم مورد نظر رسیده ولی در روش هیدروفرمینگ قطعات طی یک مرحله به قطعه مورد نظر تبدیل می شوند.
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 اصطحکاک، پرداخت سطحی خوبی روی آن انجام می شود.
هیدروفرمینگ لوله
هیدروفرمینگ لوله یک فرآیند شکلدهی سرد است که از سیال فشار بالا برای شکلدهی یک لوله فلزی درون قالب استفاده میکند و به آن شکلی دقیق و سهبعدی میدهد. به عنوان مثال برای تولید میل فرمان یا میله موجگیر خودرو از فرآیند هیدروفرمینگ لوله استفاده می شود.
برخلاف تکنیکهای سنتی مانند خمکاری مکانیکی یا جوشکاری قطعات متعدد، هیدروفرمینگ لوله اتصالات یا جوش ندارد و امکان ایجاد هندسههای پیچیده را فراهم میکند، در حالی که تعداد مراحل تولید را کاهش میدهد و عملکرد مکانیکی قطعه نهایی را بهبود میبخشد.
انواع هیدروفرمینگ لوله
به طور کلی فرآیند هیدروفرمینگ لوله به سه روش انجام می شود:
- هیدروفرمینگ فشار پایین
- هیدروفرمینگ فشار بالا
- هیدروفرمینگ فشار متغییر
مجموعه آهن ملل مناسب ترین و به روزترین قیمت لوله فولادی را به شما عزیزان ارائه می دهد.
هیدروفرمینگ فشار پایین
میزان فشار در این روش نسبت به سایر روش های دیگر پایین تر می باشد. هیدروفرمینگ فشار پایین کم ترین تغییر ضخامت لوله را داشته همچنین ضخامت قطعه ای که هیدروفرمینگ شده برابر قطعه اولیه می باشد. در ابتدای این فرآیند که قالب بسته می باشد هیچ فشاری درون لوله وجود نداشته و امکان به وجود آمدن چروک در سطح آن وجود دارد که این ایراد پدیده هیدروفرمینگ فشار پایین می باشد.
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 می دهد. بسیار ضروری می باشد 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 می باشد. در این روش چروکیدگی هایی که در حین بسته شدن قالب به وجود می آید در مراحل بعدی کاملا از بین می رود.
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 می باشد. در روش هیدروفرمینگ فشار بالا سرمایه مورد نیاز بیشتر از روش هیدروفرمینگ فشار پایین می باشد. اما به دلیل کرنش پلاستیک کشش بالاتر در این روش، برگشت فنری قطعه به حداقل رسیده و ثبات ابعادی آن حفظ می شود.
هیدروفرمینگ فشار متغیر
در هیدروفرمینگ فشار متغیر سیال بودن بسته شدن قالب وارد لوله شده سپس فشار سیال همزمان افزایش پیدا می کند 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 می باشد. استفاده از هیدروفرمینگ فشار متغیر می تواند قطعات را به اشکال پیچیده تری تبدیل کند و کیفیت محصولات نهایی افزایش پیدا خواهد کرد.
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
پارامترهای موثر در هیدروفرمینگ:
- پارامترهای هندسی: پارامترهای هندسی شامل ضخامت ورق، قطر بلانک، قطر و سرعت پانچ می باشد.
- پارامترهای فرآیند: پارامترهای فرآیند شامل ضریب اصطحکاک، فشار داخلی و نسبت تش اسمی می باشد.
- پارامترهای مواد
جمع بندی
هیدروفرمینگ روشی از شکل دهی فلزات است که در آن ابتدا مواد اولیه داخل قالب ریخته شده سپس مایع بعد از بسته شدن قالب به داخل قالب با فشار قوی تزریق و شکل قالب را به مواد درون خود می دهد. در نهایت پس از باز شدن قالب و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب خارج می شود. متداول ترین انواع شکل دهی هیدرولیکی عبارت است از: هیدروفرمینگ ورق و هیدروفرمینگ لوله.
سوالات متداول فرآیند هیدروفرمینگ ورق و لوله
متداول ترین انواع شکل دهی هیدرولیکی کدامند؟
متداول ترین انواع شکل دهی هیدرولیکی عبارت است از: هیدروفرمینگ ورق و هیدروفرمینگ لوله.
متداول ترین روش های هیدروفرمینگ لوله کدامند؟
هیدروفرمینگ فشار بالا، هیدروفرمینگ فشار پایین، هیدروفرمینگ فشار متغییر.
