فهرست مطالب:
بروزرسانیشده در فروردین 6, 1401
شکل دهی انفجاری (HERF) به عنوان یکی از عالی ترین روشهای فلزکاری، تکامل یافته است. از شکلدهی انفجاری در صنایع هوا-فضا و هواپیماسازی استفاده میشود و بکار گیری آن در تولید اجزای مرتبط با خودرو نیز موفقیت آمیز بوده است. شکلدهی انقجاری یا HERF) High Energy Rate Forming)، برای شکلدهی گستره وسیعی از فلزات، از آلومینیوم تا آلیاژهای استحکام بالا بکار گرفته میشود.
در این پروسه سنبه با یک بار انفجاری (charge) جایگزین شده است. این فرایند نام خود را از این حقیقت که انرژی آزاد شده از انفجار یک ماده انفجاری می تواند شکل مورد نظر را بوجود آورد میگیرد. بار بکار رفته بسیار کوچک است؛ با این وجود میتواند نیروهای بسیار بزرگی را بر قطعه کار وارد کند. در شکلدهی انفجاری، انرژی شیمیایی از ماده انفجاری برای ایجاد موج های شوکی از میان یک ماده واسطه (اغلب آب) مورد استفاده قرار میگیرند و سپس قطعه کار مورد نظر را در سرعت بسیار بالا شکل میدهد.
روشهای شکل دهی انفجاری :
روش های شکل دهی انفجاری بنا بر موقعیت گیری بار انفجاری نسبت به قطعه کار، به دو گروه تقسیم می شوند.
روش stand off :
در این روش بار انفجاری در فاصله ای از پیش تعیین شده نسبت به قطعه کار قرار می گیرد و انرژی از میان یک محیط واسطه مانند هوا، روغن، یا آب، انتقال داده میشود. بسته به پارامترهای پروسه پیک فشار در قطعه کار، از چند هزار psi تا چند صد هزار psi تغییر میکند.
روش تماسی (contact method) :
در این روش، در حالی که انفجار رخ میدهد، بار انفجاری در تماس مستقیم با قطعه کار نگه داشته میشود. انفجار باعث به وجود آمدن فشار روی سطح فلز تا چند میلیون psi می شود. (35000 Mpa)
کارکرد :
سیستم مورد استفاده برای روش stand off شامل بخش های زیر است:
1) یک بار انفجاری
2) محیط واسطه برای انتقال انرژی
3) تجهیزات ماتریس
4) قطعه کار
تجهیزات ماتریس در کف تانک در کنار هم گذاشته شدهاند. قطعه کار روی ماتریس قرار دارد. یک محیط خلا در حفره ماتریس ایجاد شده است. بار انفجاری در موقعیتی بالای مرکز قطعه کار قرار میگیرد. بار انفجاری روی بلانک، در فاصلهای مشخص به صورت معلق قرار میگیرد. تجهیزات به طور کامل در یک تانک آب قرار دارد.
بعد از انفجار ماده انفجاری، یک پالس فشار با شدت بالا بهوجود میآید. یک حباب گاز نیز ایجاد می شود که به صورت کروی انبساط مییابد و پس از اینکه به سطح آب میرسد، از بین میرود. هنگامی که پالس فشار به قطعه کار برخورد میکند، فلز به درون حفره میرود.
مواد انفجاری :
اینها موادی هستند که واکنش سریع شیمیایی را که در طی آن گرما و تعداد زیادی از محصولات گازی گسترش مییابند، تحمل میکنند. مواد انفجاری میتوانند در حالت جامد (TNT – three nitro toluene) ، مایع (نیتروگلیسیرین)، یا گاز (اکسیژن و مخلوط های استیلن).
مواد انفجاری به دو دسته تقسیم می شوند: low explosive ها که در آنها سوختن ماده انفجاری نسبت به انفجار سریع تر رخ میدهد و از این رو فشار زیادی به وجود نمیآید، و high explosive ها که دارای نرخ بالایی از واکنش با فشار بالا دارند. از low explosive ها به عنوان عوامل جلوبرنده و راننده در تفنگها، و راکتها برای جلوبری موشکها استفاده میشود.
مزایای شکل دهی انفجاری :
- تلرانس های دقیق را حفظ میکند.
- باعث حذف جوشهای پر هزینه میشود.
- یکنواختی کانتورها را حفظ میکند.
- هزینه های ابزار سازی را کاهش میدهد.
- گزینهای کم هزینهتر نسبت به شکل دهی سوپر پلاستیک میباشد.
مواد قالب :
از مواد متفاوتی برای ساخت قالب کارهای انفجاری استفاده میشود. مثلا فولادهای ابزار استحکام بالا، پلاستیک ها، و بتن. از قالبهای با استحکام نسبتا پایین برای قطعاتی که در آنها تلرانس های دقیق خیلی مهم نیستند استفاده می شود. قالبهای پلاستیکی برای پروسه های سبک به کار گرفته میشوند و فولادهای ابزار و آهن چکش خوار نیز برای کاربرد های متوسط مورد استفاده قرار می گیرند.
ویژگی ها :
- ورق های بسیار بزرگ با شکل های پیچیده، اگرچه معمولا اشکال متقارن محوری (axisymmetric) ساخته می شوند.
• هزینه های قالبسازی پایین، اما هزینه نیروی کاری بیشتر. - مناسب برای قطعات با تعداد کم.
- عمرکاری زیاد.
ماده واسطه برای انتقال :
انرژی آزاد شده با ماده انفجاری از میان ماده ای مانند هوا، آب، ژلاتین، یا نمکهای مایع عبور میکند. از آن جایی که آب به آسانی در دسترس و کم هزینه است و نتایج بسیار خوبی را به بار میآورد، یکی از بهترین واسطهها برای شکلدهی انفجاری است. ماده واسطه از لحاظ مقدار فشار وارد بر قطعه کار بسیار با اهمیت است. در این مورد به خاطر وارد کردن پیک های فشار بسیار بالا به قطعه کار، آب از هوا مطلوب تر است.
جنبه های شکل پذیری :
شکل پذیری، به عنوان توانایی یک ورق فلزی برای تغییر شکل یافتن با یک پروسه فلز کاری، از شکل اصلی خود به شکل تعریف شده، بدون شکست است. در پروسه های شکلدهی انفجاری معمولی، ویژگی های اصلی قطعه کار که شکل پذیری آن را مشخص میکنند، چکش خواری و تافنس آن هستند. معمولا نباید از حد کشیدگی که در آزمایش کشش معین می شود گذر کرد
منبع: وب سایت مهندس حرفه ای