Superplastik formalaşdırma 101: Başlayanlar və Mütəxəssislər üçün Ətraflı Bələdçi
Superplastik formalaşdırma, qəlibdən fərqli olaraq yüngül və çox möhkəm olan unikal formalara malik hissələri istehsal etməyə imkan verdi.
Bu kompleks yanaşma müxtəlif sahələrdə, o cümlədən aerokosmik və avtomobil sənayesində, tibbi cihazlarda, məişət elektronikasında tətbiq olunur.
Superplastik formalaşdırma nədir?
Superplastik formalaşdırma, isti metal təbəqənin qaz təzyiqi vasitəsi ilə gərildiyi və mürəkkəb dizaynlara qəlibləndiyi bir istehsal üsuludur.
Metalı sobaya metalı cırmadan uzanan superplastikə çevirən bir temperaturda qoyursunuz. Bir kalıpda qəlibləmə prosesini sıralamaq üçün qaz təzyiqindən istifadə edərək bunu edin.
Superplastik formalaşdırma texnikası
Siz bunu ya əsas quruluşu mürəkkəb və detallı formada formalaşdırmaqla, ya da əsas strukturu təkmilləşdirməklə edirsiniz. Aerokosmik və avtomobil sənayesində gücü və qabiliyyətini artırarkən hissənin çəkisini aşağı saxlamaq adi haldır.
Superplastik formalaşdırmanın üstünlükləri.
Tək hissəli formalaşdırmadan xərclərə qənaət
Bu, yalnız bir neçə komponenti bir hissədə birləşdirməyə deyil, həm də müəssisənin iki qiymətli resursunu azaltmağa imkan verir.
Bu, istehsal olunan formaların bir əməliyyatda mürəkkəb olması ilə əlaqədardır, nəticədə montaj üçün daha az hissə lazımdır. Daha az montaj addımları və əlaqəli əmək xərcləri, nəticədə istehsalda böyük xərclərə qənaət edir.
Daha yaxşı istehsal qabiliyyəti
Bu texnologiya adi üsullarla istehsalı mümkün olmayan eyni ölçüdə və ya daha böyük, daha güclü və yüngül parçalar istehsal etməyə imkan verir.
Bu komponentlər aerokosmik, avtomobil və güc-çəki nisbətinin mühüm məsələ olduğu bir çox digər sənayelər üçün ideal olmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Daha az Springback
Superplastik deformasiya, hissələrin formalaşdıqdan sonra son profildə öz formalarını mükəmməl saxlamasını təmin edən aşağı geriyə malikdir.
Bu xüsusiyyətin yaxın tolerantlıqlar və yüksək ölçülü dəqiqlik istehsal etmək qabiliyyəti, formalaşma sonrası düzəlişlər və ya yenidən işləmə ehtiyacını aradan qaldırır.
Tək alət tələbi.
Superplastik formalaşdırma yalnız bir qəlibə malik olsa da, alətlərlə daha sadə proseduru izləyir və alət xərclərini azaldır. Mürəkkəb formalar üçün çoxlu alətlər tələb edə bilən adi formalaşdırma prosedurlarından fərqli olaraq.
Kompozit superplastik formalaşdırma bir alətlə mürəkkəb formalar yarada bilər, istehsalı asanlaşdırır və ümumi xərcləri minimuma endirir.
Kompleks Formalar
Superplastik formalaşdırma ilə ənənəvi üsullardan istifadə edərək mürəkkəb, çətin və ya qeyri-mümkün formalar yarada bilərsiniz. Bu texnika sizə adətən müasir dizaynların ehtiyaclarına cavab verən incə əyriləri, bucaqları və detalları olan parçalar hazırlamaq imkanı verir.
Azaldılmış İkincil Əməliyyatlar
Mürəkkəb emal və ya birləşmə əməliyyatlarını aradan qaldıraraq, acb superplastik formalaşdırma istehsal normalarını və vaxtlarını azaldır, eyni zamanda xərclərə qənaət edir. Bu unikal xüsusiyyət istifadəyə hazır formalı hissələrin istehsalına imkan verir, beləliklə, lazımsız addımların və material itkisinin qarşısını alır.
Təkmilləşdirilmiş Material Xüsusiyyətləri
Superplastik formalaşdırma ilə materialın müəyyən bir formaya salınması zamanı onun struktur bütövlüyünü və möhkəmliyini saxlaya bilərsiniz.
Bu, gücləndirilmiş güc-çəki nisbətləri və uzadılmış dözümlülük hədləri kimi gücləndirilmiş mexaniki xassələrə malik hissələrlə yekunlaşır və məhsulun ümumi performansına və uzunömürlülüyünə səbəb olur.
Superplastiklikdə deformasiyanın xüsusiyyətləri.
· Yüksək elastiklik
Superplastiklikdə deformasiyaya uğrayarkən, metal materiallar qeyri-adi yüksək çeviklik nümayiş etdirir və onlara qırılmadan böyük deformasiyalardan keçməyə imkan verir.
Bu xüsusiyyət vasitəsilə siz mürəkkəb formalar yarada və materialı heç bir struktur nasazlığı olmadan üçölçülü formalara uzata bilərsiniz.
· Homojen deformasiya
Superplastiklik bütün material komponentlərinin homojen deformasiyasına imkan verir, vahid forma və qalınlığa zəmanət verir. Bu səbəbdən qüsurlar minimuma endirilir, homogen şəkildə deformasiyaya uğrayan son məhsullar əldə edilir və proqnozlaşdırıla bilən keyfiyyətin mexaniki mülkiyyət təminatı mövcuddur.
· Aşağı gərginlik dərəcəsi həssaslığı
Superplastik vəziyyətdə metallar cüzi deformasiya dərəcəsi həssaslığı nümayiş etdirirlər, bu da onların çevikliklərini geniş gərginlik dərəcəsi dəyərlərində saxlaya bildiklərini göstərir.
Bu cür atributlar eyni keyfiyyət və dəqiqliklə dəqiq əşyaların istehsalına səbəb olan incə tənzimlənmiş formalaşdırma kursuna imkan verir.
· Taxıl sərhədinin sürüşməsi
Əsas superplastiklik prinsipi ya fərdi fazalarda, ya da gərginlik altında olan taxıl sərhədlərində müşahidə olunan taxıl sərhədinin sürüşməsidir. Bu funksiya materialın aşağı temperaturda və yüksək gərginlik sürətində preslənməsinə imkan verir və beləliklə, superplastik əmələ gətirmə prosesində asanlıqla qəlibə daxil ola bilir.
· Axın Lokalizasiyası
Yerli deformasiya və ya axın konsentrasiyası həndəsi xüsusiyyətlərə və ya gərginlik mərkəzlərinə qonşu olan superplastik materiallarda baş verə bilər. Kapilyarın lokalizasiya ilə tənzimlənməsi əhəmiyyətlidir, çünki bu, vahid deformasiyaya zərər verə bilər və nəticədə vaxtından əvvəl uğursuzluğa səbəb ola bilər.
Superplastik formalaşdırma prosesi
Materialın qızdırılması
Birincisi, metal təbəqəni onun superplastik temperaturuna qədər qızdırırsınız, bu adətən materialın tərkibindən asılı olaraq müəyyən bir diapazona düşür.
Bu temperatur materialın çatlamadan uzunmüddətli deformasiyaya məruz qalmasına imkan verən superplastik vəziyyətə başlamaq üçün çox vacibdir. İstilik ya soba istiliyi, ya da lokallaşdırılmış induksiyalı istilik vasitəsilə əldə edilə bilər ki, bu da təbəqə boyunca bərabər temperatur paylanması təmin edir.
Formalaşdırıcı Kalıbın Hazırlanması
Formalaşdırıcı kalıbı son komponentin istədiyiniz formasına qoyun. Formalama prosesi üçün tələb olunan hissənin incə konturunu və yaxşı material axınını idarə etmək üçün kalıp çənəsi dəqiq emal edilməlidir. Sürtünməni azaltmaq və prosedur başa çatdıqdan sonra hissənin hamar bir şəkildə sərbəst buraxılmasını təmin etmək üçün kalıp xüsusi səth müalicələri və ya örtüklərlə müalicə edilə bilər.
Qızdırılan Vərəqin Yerləşdirilməsi
Hədəf formanı əldə etmək üçün hizalanma və oriyentasiyanı təmin etməklə isti metal təbəqəni formalaşdırma qəlibinə dəqiq yerləşdirin. Formalama prosesində heç bir yerdəyişmənin baş verməməsi və beləliklə, bütün ölçülərin dəqiqliyinin qorunub saxlanılması üçün vərəq təhlükəsiz şəkildə bərkidilməli və ya tutulmalıdır.
Qaz təzyiqinin tətbiqi
Arqon və ya azot qazını formalaşma kamerasını doldurursunuz və qızdırılan metal təbəqəyə təzyiq edirsiniz. Vərəqə tətbiq olunan qaz təzyiqi olduğundan, təbəqə deformasiyaya uğrayacaq və formalaşma kalıbının konturlarına axacaq.
Vahid deformasiyaya nail olmaq və məhsulun bütövlüyünü qorumaq məqsədi ilə təzyiq və qaz paylanmasını tənzimləyin.
Komponentin formalaşması
Qazların müvafiq yüksək təzyiqi materialın özünü dəyişdirməsinə səbəb olur; superplastik material uzanır və sınanmış kalıbın formasına uyğun gəlir.
Materialın bərabər şəkildə tökülməsinə davam etməsi və qırışma və ya nazikləşmə kimi qüsurlu qüsurların qarşısını almaq üçün prosesə diqqətlə nəzarət edin. İstədiyiniz hissə ölçülərini və səth spesifikasiyalarını əldə etmək üçün formalaşdırma şəraitini yaxşılaşdırmağa davam edərkən emal şərtlərini dəyişdirin.
Komponentin soyudulması və çıxarılması
Formalaşdırma prosesi başa çatdıqdan sonra, formasını və mexaniki xüsusiyyətlərini sabit saxlamaq üçün formalaşan hissənin temperaturunu tədricən aşağı salın.
Soyutma materialdan və hissənin spesifikasiyalarından asılı olaraq əl ilə soyutma dərəcəsi və ya söndürmə yolu ilə əldə edilə bilər. Soyutma prosesindən sonra, struktur qüsurlarının və ya təhriflərin qarşısını almaq üçün xüsusi diqqət yetirərək, formalı hissəni qəlibdən yavaş-yavaş çıxarın.
Komponenti son istifadəyə hazırlamaq üçün lazım olduqda kəsmə, bitirmə və ya montaj kimi formalaşma sonrası əməliyyatlar edilə bilər.
Superplastik formalaşdırma prosesi
Superplastik əmələ gəlmə prosesinə təsir edən amillər.
· Temperatur
Uğurlu deformasiya üçün materialın temperaturunun onun superplastik diapazonunda olduğundan əmin olmalısınız. Daha yüksək temperaturda çeviklik artır, axın təzyiqini azaldır və materialı daha çevik edir.
Kuklanın çox böyük böyüməsinin və hissənin material keyfiyyətinin pisləşməsinin qarşısını almaq üçün temperatur çox dəqiq şəkildə idarə olunur.
· Gərginlik dərəcəsi
Materiala uzanma tətbiq sürətini dəyişdirin. Aşağı deformasiya dərəcələri əsasən plastik davranışa üstünlük verən deformasiya zərifliyi fenomenlərini təqdim edir və buna görə də material öz həddi qədər uzana bilir. Buna baxmayaraq, aşağı gərginlik dərəcələri geniş şəkildə tətbiq olunarsa, formalaşma dövrünü uzada bilər.
Gərginlik dərəcəsini deformasiya dərəcəsinin özündən deyil, material xüsusiyyətlərinə görə tənzimləyin və keyfiyyətlərinə görə tələb olunan deformasiyanı tətbiq edin.
· Taxıl ölçüsü
Materialın taxıl ölçüsünə diqqət yetirin, çünki daha incə taxıllar ümumiyyətlə əla superplastik xüsusiyyətlərlə əlaqələndirilir.
Taxılların xırdalanması taxıl sərhədinin sürüşmə zonasını təşkil edir, bərabər deformasiya və vahid deformasiya paylanması təmin etməklə superplastikliyi asanlaşdırır.
· Materialın tərkibi
Superplastik formalaşdırmaq üçün uyğun komponentləri olan materialları, adətən yüksək çevikliyə və incə paylanmış mikro quruluşa malik ərintiləri seçin.
Alaşımlama, həmçinin taxıl ölçüsü, faza sabitliyi və deformasiya mexanizmi kimi kimyəvi dəyişiklikləri tətbiq etməklə bu atributlara təsir göstərir. Yaxşı superplastikliyə malik və dostluq formasında olan bəzi xammalları seçin.
· Təzyiq və Qaza Nəzarət
Materialın rəvan axmasını və onun dəqiq formada deformasiyaya uğramasını təmin etmək üçün qaz axını və bağlanma qapısının (kameranın) ölçüsündə düzəlişlər edin. Əvvəlcə müxtəlif miqdarda təzyiqin yayılması hər hansı qırışların və ya inceltmələrin aradan qaldırılmasına zəmanət verəcəkdir. Formalama prosesinin axın sürətlərini və təzyiqlərini ən başlanğıca uyğunlaşdırın və hissəni daha yüksək keyfiyyət səviyyəsinə çatdırın.
· Alətlər və Die Dizaynı
Superplastik formalaşdırma xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq hazırlanmış xüsusi təmizləmə və formalaşdırma qurğuları, qəlibləmə kalıpları əldə edin.
Kalıbın konfiqurasiyasından (formalaşdırılmasından) bitirmə və temperaturun tənzimlənməsinə qədər addımlarını müəyyənləşdirin; və daha yüksək səs tezlikləri üçün materialların hərəkətini sadələşdirin (onları daha rəvan yerləşdirin). Formalanmış hissələrin asanlıqla sərbəst buraxılmasını asanlaşdırmaq və alətlərin yaratdığı qüsurların qarşısını almaq üçün qaralama, radius və ayırma xətlərinin açılarını diqqətlə təhlil edin.
Superplastik formalaşdırmada müxtəlif üsullar.
Tək vərəqli üfürmə
Tək vərəq Zərbənin formalaşması birini işə götür superplastik təbəqə qaz təzyiqi ilə tək kalıp boşluğunda əmələ gəlməzdən əvvəl qızdırılmalıdır. İstifadə olunan üsul sadə formalı hissələri hazırlamaq üçün ən yaxşısıdır və tez-tez prototiplər və ya aşağı həcmli istehsal üçün istifadə olunur.
Vərəq zərbələrinin formalaşdırılması
Yüksək Sürətli Zərbə Formalaşdırma
Sürətli qaz təzyiqini manipulyasiya etməklə, Çevik plastiklər insana məhsulu öz iradəsinə uyğun olaraq tez bir zamanda əhəmiyyətli dərəcədə yüksək sürətlə islahat etməyə imkan verir. Beləliklə, biz məhsuldarlığın və dövriyyə müddətinin də artacağını gözləyirik.
Yüksək Sürətli Zərbə Formalaşdırma
Sənaye robotu nümunəsinə görə sürət, ötürmə qabiliyyəti və səmərəlilik ən çox narahatlıq doğuran amillərdir.
İçi boşluqların formalaşması
Dəlicəsinə getmək və kalıbın altındakı freze kimi əlavə funksiyaları aktivləşdirməklə boşluq və ya boşluq yaradın. Bu proses zamanı superplastik material gərilir və digər hissələrin ətrafında daxili axınları olan mürəkkəb hissələrə çevrilir.
Xüsusilə hava və avtomobil bölmələrində içi boş boşluq sistemləri istehsal edən yüngül struktur elementlərin istehsalında geniş istifadə olunur.
İçi boşluqların formalaşması
Çox vərəqlərin formalaşdırılması
Müxtəlif qalınlıqlarda və ya material gücündə konstruksiyalar yaratmaq üçün bir-birinə birləşdirilən və eyni vaxtda istehsal edilən super plastik materialları tətbiq edin.
Bu, müxtəlif materialları gətirmək və ya təkmilləşdirilmiş performansa və funksionallığa malik komponentlərə sahib olmağa imkan verən möhkəmləndirici təbəqələr əlavə etmək qabiliyyətidir.
Çox Mərhələli Artan Vərəqin Formalaşdırılması
Tez plastik formalaşdırma
İstilik qəbulunu və emal üçün sərf olunan vaxtı azaltmaqla, istifadə olunan enerji miqdarının daha az olacağını nəzərdə tutur.
İnduksiyalı qızdırmanın və ya mikrodalğalı qızdırmanın sürətli isitmə üsulları ilə super plastiklik, yaxşı hissələrin xüsusiyyətlərini saxlayaraq yüksək istehsal sürəti ilə sürətli plastik qəlibləmənin arxasında duran texnologiyalardır. Onlar sürətli iqtisadi sürətin və böyük istehsalın vacib olduğu sahələr üçün ən təsirli görünür.
Tez plastik formalaşdırma
Superplastik materialların növləri.
- Alüminium ərintiləri (AA5083 və AA7475.
- Titan ərintisi Ti-AI-4V.
- Maqnezium ərintisi AZ31 (425-də).
- Nikel əsaslı super ərintilər.
Superplastik formalaşdırmanın məhdudiyyətləri
Material Məhdudiyyətləri
Superplastik formalaşdırmaya başlamazdan əvvəl material seçiminə diqqət yetirməli olduğunuz bəzi materiallar heç bir superplastik formalaşdırma üçün uyğun deyil. Bəzi materiallarda deformasiya üçün vacib olan tələb olunan elastiklik və ya dənəvərlik yoxdur. Formalaşdırma prosesinə və komponent üçün tələb olunan xüsusiyyətlərə əsaslanaraq materialları seçin.
Avadanlıq və Avadanlıqlar
Qeyd etmək vacibdir ki, bu proses həm alış, həm də texniki xidmət üçün yüksək qiymətə yerləşdirilən xüsusi avadanlıq və alətlər kimi xüsusiyyətlər tələb edir.
Sobalar, formalaşdırma presləri və kalıplar kimi əsas maşınları əhatə edən investisiyanı təhlil edin. Alətin saxlanması və dəyişdirilməsi riski və digər istismar xərcləri ilə.
Onların Real Həyat Simulyasiyasının olmaması
SPF-nin simmetrik dəqiq hissələri deyil, sadə və orta mürəkkəblikdə 3D formaları tökmək üçün yaxşı olduğunu bildiyinizə əmin olun.
Böyük və ya kiçik hissələr və onların mürəkkəb formaları vahid material axınında, eləcə də alət dizaynında problem ola bilər. Avadanlığın parametrlərinə, eləcə də materialların xüsusiyyətlərinə uyğun gəlməli olan həndəsə və formalaşma qabiliyyətini yoxlayın.
Prosesə Nəzarət Problemləri.
Temperaturun vahidliyi, qaz təzyiqinin paylanması və deformasiyanın ardıcıllığı daxil olmaqla, superplastik formalaşdırmanın hər zaman yarada biləcəyi prosesə nəzarət problemləri ilə mübarizə apardığınızdan əmin olun.
Optimal formalaşdırma şəraiti əsasən pozulmalara məruz qalan istilik dərəcələri, deformasiya dərəcələri və soyutma dərəcələri daxil olmaqla parametrlərin dəqiq tənzimlənməsini tələb edir və beləliklə, formalaşdırma prosesinin ardıcıllığına mane olur.
Material taxıl artımı
Bu kontekstdə, buna görə də əmin olun ki, yüksək temperaturda əmələ gəldiyi üçün taxıl böyüməsi təhlükəsi ola bildiyi kimi meydana çıxmayacaq və xassələri azalacaq.
Mayer taxılının ultra-məsafələri super plastikliyi poza bilər və beləliklə, çatlar və yırtılma kimi qüsurları ortaya çıxara bilər. Materialın taxıl quruluşunu əhəmiyyətli dərəcədə artıran temperatur diapazonu və ya təmizləyici material kimi sxemlər vasitəsilə taxıl artımını yavaşlatın.
Praktik Tətbiqlər
- Aerokosmik komponentlər.
- Avtomobil kuzov panelləri.
- Tibbi Cihaz İstehsalı.
- İstehlak Elektronikası Mənzili.
- Bərpa olunan enerji avadanlıqları.
- Müdafiə və Hərbi Tətbiqlər
Nəticə
Superplastik formalaşdırma şirkətlərə mürəkkəb dizaynlar yaratmağa imkan verən istehsal prosesini dəyişdirən bir texnikadır. Avtomobil sənayesi kimi hissələrin istehsalına investisiya qoymaq üçün təchizatçı axtarırsınızsa, bu texnika işinizi daha səmərəli edəcək.
Daha çox Resurslar:
CNC maşınlarının növləri – Mənbə: TSİNFA
Plastik formalaşdırma – Mənbə: SCIENCE DIRECT
