هیدروفرمینگ چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟

هیدروفرمینگ چیست؟

امروزه فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD¹) به عنوان یکی از روش­های متداول تولید قطعات در صنایع مختلف به کار می­رود. این فرآیندها به دلیل ایجاد خصوصیات مکانیکی منحصر به فرد در فلزات، همواره مورد توجه محققان بوده است. از جمله این فرآیندها می­توان به فرآیند اکستروژن، کشش عمیق، آهنگری، نورد و هیدروفرمینگ اشاره نمود.

پیشینه پیشرفت­های روشی و نظری این فرآیند به دهه 1940 میلادی باز می­گردد. دراین فرآیند فشار سیال به عنوان یک سنبه عمل نموده و سبب جریان جداره­ی ورق در فضاهای خالی قالب می­شود. این فرآیند امکان شکل­دهی قطعات پیچیده را به صورت یکپارچه و بدون درز فراهم می­نماید.

امروزه این فرآیند کاربرد بسیار فراوانی در صنایع پیشرفته و به ویژه در صنعت خودروسازی و هواپیماسازی دارد.

فرایند هیدروفرمینگ

فرایند هیدروفرمینگ یکی از روش­های جدید تولید قطعات فلزی به روش شکل­دهی است. در این فرایند به جای استفاده از سنبه، از فشار سیال جهت شکل­دهی و تغییرشکل پلاستیک قطعات در قالب­های خاص استفاده می­شود. در طی این فرایند، فشار بالای سیال سبب حرکت جداره­ی نازک قطعات در فضاهای خالی قالب می­شود. به کمک این فرایند می­توان قطعاتی با اشکال پیچیده را به صورت کاملاً یکپارچه و با استحکام ساختاری بالا تولید نمود.

فرایندهای هیدروفرمینگ را می­توان به دو گروه دسته بندی نمود:

1)هیدروفرمینگ ورق[1]

2) هیدروفرمینگ لوله[2]

هیدروفرمینگ لوله در سال­های اخیر به عنوان یک فرایند تولیدی مهم درصنایع مختلف و از جمله صنعت خودروسازی، دوچرخه سازی و هواپیماسازی شناخته شده است. از این روش برای تولید قطعات توخالی با مقاطع مختلف استفاده می­شود. شکل­دهی در این روش توسط فشار هیدرولیکی سیال (مایع یا گاز) صورت می­گیرد که به سطح داخل لوله وارد می­شود. این فشار سیال به همراه نیروی محوری دو طرفه و یا یک طرفه که بر دو انتهای لوله وارد می­شود می­تواند سبب شکل­دهی لوله در قالب موردنظر شود. قطعه تولید شده در این روش از استحکام و سختی مطلوبی برخوردار می­باشد.

_{[1]– Sheet Hydroforming (SHF)}

_{[2]– Tube Hydroforming (THF)}

از جمله مزایای فرآیند هیدروفرمینگ نسبت به سایر روش­های سنتی و ماشین کاری می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

1)امکان تولید قطعات با هندسه­ی پیچیده

2) بهبود استحکام ساختاری

3)کاهش نسبی وزن قطعه

و…

از جمله معایب این روش نیزمی­توان به موارد زیر اشاره نمود:

1) حساسیت بالای قطعه به شرایط نیرویی و کاری

2) ایجاد عیوب مختلف نظیر کمانش، چروکیدگی و پارگی در حین انجام فرآیند.

و…

این پژوهش به شبیه سازی فرایند هیدروفرمینگ بالج لوله می­پردازد. برای شبیه شبیه سازی از خواص لوله مسی C12200 استفاده شده است.

 

نویسنده: حسین افشاری