Apa itu Hydroforming – Panduan Terbaik untuk Pemula & Pakar

Apakah maksud hydroforming? Hydroforming ialah teknik pembuatan yang digunakan untuk memanipulasi logam mudah ditempa ke dalam pelbagai bahagian yang kompleks. Dalam artikel ini, kami akan menyelami selok-belok proses pembentukan hidro untuk pemahaman anda.

Apakah Hydroforming?

Hidroforming bermakna juga dirujuk sebagai membentuk bendalir ialah teknik pembuatan moden yang menggunakan cecair tekanan tinggi dan acuan acuan untuk membuat logam fleksibel. Bahan logam biasa dengan teknik ini termasuk; aluminium, keluli, loyang, keluli tahan karat, dll.

Tiub atau kepingan logam diletakkan pada acuan dan tekanan bendalir dikenakan. Ini memaksa logam untuk mengambil bentuk rongga die.

Pembentukan hidro

Pembentukan hidro

Bagaimanakah hydroforming berfungsi? Untuk proses pembentukan hidro lembaran kepingan logam dan hanya satu die; rongga atau punch digunakan. Bendalir bertekanan hidraulik menekan kepingan logam yang memaksanya untuk menggunakan kontur rongga.

Manakala dalam kaedah pembentukan bendalir tiub, logam tiub diletakkan di antara dua die dan tekanan hidraulik dipaksa masuk ke dalam tiub. Tekanan ini menolak tiub ke luar memaksanya masuk ke dalam rongga acuan dengan mengandaikan bentuknya.

Dalam kedua-dua teknik hydroforming, kimpalan bahagian disingkirkan menghasilkan kemasan permukaan bahagian yang berkualiti tinggi.

Kelebihan Proses Hydroforming

Terdapat faedah menggunakan proses membentuk bendalir sebagai proses fabrikasi logam anda dan ia termasuk;

  • Hydroforming sesuai untuk membentuk bahagian logam kompleks dengan corak dan kontur yang tidak teratur.
  • Ia tidak memerlukan kimpalan dua bahagian seperti dalam kaedah lama, ini memastikan bentuk yang terhasil mempunyai kemasan permukaan yang licin. Ini mengekalkan kualiti bahan logam yang digunakan.
  • Ia menghapuskan peluang bahagian yang direka daripada kembali ke bentuk asal.
  • Pembentukan hidro adalah sangat spesifik sehingga menghasilkan bahagian yang sama terikat dengan lancar dengan bahagian logam lain.
  • Penipisan bahan dikurangkan dalam proses hidroforming kerana ketepatan yang tinggi dalam dimensi dan proses pembentukan.
  • Bahagian logam yang terbentuk melalui kaedah ini telah dikurangkan beratnya dan dengan kekuatan logam yang lebih baik.
  • Ia secara amnya merupakan teknik penjimatan kos kerana ia mengurangkan kes pembaziran bahan, peringkat tambahan dan mengurangkan kos buruh.

Had Pembentukan Hidro

Seperti mana-mana teknik pembentukan logam lain, hidroforming juga mempunyai kelemahannya walaupun minimum.

  • Ia memerlukan modal permulaan yang tinggi untuk membeli peralatan hydroforming.
  • Masa kitaran adalah lebih perlahan dalam proses hydroforming mengehadkan bilangan bahagian yang dihasilkan dalam tempoh tertentu.

Pembentukan Hidro Tiub vs Pembentukan Logam Lembaran

Kedua-dua tiub dan kepingan logam hidroforming adalah sejenis proses fabrikasi yang digunakan dalam industri yang berbeza.

Pembentukan Hidro tiub

Pembentukan tiub juga dirujuk sebagai 'membentuk tekanan tinggi dalaman atau IHPF. Proses fabrikasi logam ini menggunakan tiub logam sebagai bahan mentahnya atau kosong diletakkan di antara dua die.

Sebelum proses hidroforming bermula, tiub logam diambil melalui proses lenturan tiub. Langkah pra-fabrikasi ini memastikan logam mentah melengkung dengan betul untuk membolehkannya muat di antara acuan.

Pembentukan Hidro tiub

Pembentukan Hidro tiub

Setelah dipasang di antara acuan dan hujungnya dimeterai, cecair hidraulik tekanan tinggi disalurkan ke dalam tiub. Ini memaksa tiub membonjol keluar ke dalam rongga acuan mengambil bentuknya.

Fabrikasi tiub logam biasanya digunakan dalam industri aeroangkasa, paip dan automotif di mana bahagian tiub ringan adalah komponen penting.

Pembentukan Lembaran

Seperti namanya, fabrikasi jenis ini menggunakan kepingan logam sebagai bahan mentah atau kosong. Ia menggunakan satu die tidak seperti tiub hydroforming yang memerlukan dua die menjadikannya mahal.

Pembentukan hidro lembaran meletakkan bahan logam kepingan pada penekan pembentuk hidro dan menggunakan tekanan bendalir terhadapnya. Tekanan ini memaksa kepingan logam untuk mematuhi bentuk cetakan yang ditekannya.

Beberapa kawasan di mana proses ini terpakai termasuk; peralatan perubatan, pertahanan, aeroangkasa antara lain.

Pembentukan Lembaran

Pembentukan Lembaran

Membandingkan Deep Draw Proses Pengecapan dan Pembentukan Hidro

Cap lukisan dalam ialah teknik fabrikasi logam yang menggunakan daya mampatan untuk membentuk rongga, silinder atau cawan daripada kosong logam.

Proses hidroforming sebaliknya mengubah kosong logam ke dalam bentuk acuan dengan bantuan tekanan bendalir hidraulik.

Alat pembentuk hidro diperbuat daripada besi tuang manakala alat lukisan dalam dibuat daripada keluli yang dikeraskan. Keluli lebih mahal berbanding besi tuang.

Biasanya, proses hidroforming adalah mudah dan menghasilkan bahagian kuat berkualiti tinggi yang digunakan sebaik-baiknya dalam industri automotif dan aeroangkasa.

Setem Draw Dalam

Setem Draw Dalam

Walaupun pembentukan hidro mengurangkan penipisan bahan, pengecapan yang dilukis dalam membawa kepada penipisan bahan.

Hydroforming adalah lebih murah daripada deep draw stamping dari segi kos pembangunan kerana ia tidak memerlukan alat baru setiap kali. Sebaliknya, hanya jenis bahan dan dimensi ketebalan dinding boleh diubah untuk mencapai bentuk atau bahagian baharu.

Kos pemprosesan cabutan dalam hanya berkesan dalam pengeluaran berskala besar kerana kepakaran yang diperlukan dan kos perkakas. Ini bertentangan dengan proses hydroforming yang secara amnya lebih murah daripada kos perkakas awal hingga kos pemprosesan.

Kaedah lukisan dalam adalah tegar dalam reka bentuk kerana ia memerlukan penciptaan alat baharu dengan setiap reka bentuk baharu. Proses hydroforming membolehkan pelbagai perubahan reka bentuk menjadikannya lebih fleksibel daripada deep draw.

Pembentukan hidro adalah sangat tepat yang membawa kepada kehilangan bahan yang sedikit atau tiada, pengecapan deep draw mempunyai pembaziran bahan yang lebih tinggi.

Proses hidroforming mengambil masa kitaran yang lebih singkat dalam pengeluaran berskala besar corak kompleks. Setem cabutan dalam mengambil masa kitaran pengeluaran yang lebih lama untuk konfigurasi reka bentuk yang rumit.

Hydroforming menghasilkan kemasan licin berkualiti tinggi berbanding pengecapan dalam yang meninggalkan calar pada permukaan produk. Ini mengurangkan kos untuk industri seperti aeroangkasa yang menuntut standard kemasan yang digilap.

Faktor yang Perlu Dipertimbangkan dalam Hydroforming

Seperti mana-mana proses fabrikasi lain, terdapat faktor yang mempengaruhi proses pembentukan hidro dan hasilnya. Beberapa pembolehubah utama yang perlu diperhatikan semasa mempertimbangkan teknik pembentukan hidro ialah:

Suhu

Suhu mempengaruhi jumlah daya yang akan dikenakan semasa proses pembentukan hidro logam dan sejauh mana kosong boleh ditempa. Sesetengah logam kosong kehilangan kebolehteguhannya melebihi tahap suhu tertentu.

Tekanan

Proses hidroforming menggunakan tekanan bendalir untuk mencapai pembentukan bahagian. Tekanan yang dikenakan ditentukan terlebih dahulu bergantung pada kekuatan tegangan bahan kosong. Semakin kuat logam semakin tinggi tekanan yang dikenakan.

Selain itu, pembentukan bahagian yang berbeza memerlukan tahap tekanan dan masa pendedahan tekanan yang berbeza untuk membentuknya.

bahan

Pemilihan bahan adalah penting dalam pembentukan hidro kerana ia terhad kepada bahan mulur dan ia juga mempengaruhi ciri keperluan bahagian komponen.

Tempoh Proses dan Laluan Muatan

Mengetahui parameter proses seperti nilai tekanan hidraulik untuk terlibat dan laluan beban untuk diikuti adalah kunci untuk pembentukan yang tepat. Nilai ini boleh ditentukan dengan menjalankan proses simulasi ke atas jenis bahan dan reka bentuk bahagian yang dikehendaki terlebih dahulu.

Nilai yang dijana daripada proses eksperimen dan laluan beban yang ditentukan akan membantu dalam proses pembentukan hidro yang sebenar.

Minyak pelincir

Pelinciran permukaan adalah penting dalam proses ini kerana ia meminimumkan geseran dan menggalakkan aliran bahan yang menjejaskan prestasi keseluruhan proses. Sebaliknya, geseran juga diperlukan untuk bertindak sebagai kawalan aliran bahan untuk mengelakkan tahap penipisan bahan.

Proses Hydroforming Langkah demi langkah

Langkah 1: Proses hydroforming bermula dengan penyediaan alatan yang terdiri daripada:

  • Ruang wanita atau atas yang terdiri daripada ruang cecair bertekanan, diafragma getah dan pad haus
  • Die bawah atau ruang lelaki boleh ditukar ganti dengan cincin dan pukulan. Penebuk disambungkan omboh hidraulik, pemegang kosong atau cincin

Langkah 2: Langkah seterusnya ialah meletakkan kosong logam dengan selamat pada ruang pembentuk hidro untuk proses bermula.

Ruang ditutup dengan menurunkan sistem tekanan hidraulik. Tekanan kemudian dikenakan dengan mengangkat pukulan pada cincin mati wanita.

Kosong menepati bentuk dan corak pada elemen die membentuk bahagian yang dikehendaki.

Seterusnya, tekanan ditarik balik dari tempat kosong yang menamatkan kitaran proses hidroforming.

Bahagian akhir mempunyai permukaan licin kerana diafragma getah di ruang atas yang menyokong logam kosong.

Langkah 3: Ini adalah langkah terakhir proses pembentukan hidro dan dicirikan oleh penyingkiran kedua-dua ruang atas dan bawah selepas penyahtekanan. Bahagian yang terhasil boleh tertakluk kepada peringkat lain seperti pemotongan laser bergantung pada kawasan aplikasinya.

Secara amnya, pembaziran bahan adalah minimum dalam proses ini kerana ia bermula dengan kosong logam saiz yang diperlukan.

Proses Pembentukan Hidro

Proses Pembentukan Hidro

Faktor Penentu Kos Pembentukan Hidro

Menetapkan kos keseluruhan proses pembentukan hidro boleh membantu anda mengukur kebolehlaksanaannya berbanding dengan proses fabrikasi lain.

Kos Alat Pembentukan Hidro

Ruang hidroforming terdiri daripada ruang mati wanita dan lelaki. Ruang wanita mempunyai cecair bertekanan dan diafragma getah yang bertanggungjawab untuk pengurangan kos proses kira-kira 50% seperti yang akan kita lihat kemudian.

Selain itu, alat pembentuk hidro diperbuat daripada besi tuang yang lebih murah berbanding keluli yang dikeraskan dalam pengecapan dalam. Alat hydroforming adalah mesra pengguna oleh itu tidak memerlukan kepakaran untuk dipasang.

Kos Proses

Semasa proses fabrikasi logam ini, manipulasi reka bentuk hanya dicapai dengan perubahan jenis bahan dan perubahan dimensi ketebalan dinding. Perkara yang sama tidak terpakai dalam pengecapan deep draw kerana alat baharu mesti dibuat untuk reka bentuk tertentu. Ini mengurangkan kos proses hidroforming dengan ketara.

Kos Operasi

Untuk membentuk bahagian tertentu, pengecapan dalam memerlukan beberapa kitaran akhbar. Hydroforming sebaliknya menepati bentuk die dalam satu kitaran tekan. Ini membawa pengurangan masa akhbar dalam pembentukan hidro sebanyak kira-kira 65% berbanding 40% dalam kaedah cabutan dalam.

Kos Penamat

Diafragma getah dalam cetakan wanita memastikan bahagian logam yang terbentuk mempunyai kemasan yang licin menghapuskan proses sekunder seperti debossing. Ini mengurangkan kos proses pembentukan hidro. Ini tidak boleh dilakukan dalam pengecapan dalam yang meninggalkan calar pada permukaan yang perlu dibuang dengan proses tambahan.

Akibatnya, pembentukan hidro lebih disukai dalam pengeluaran bahagian aeroangkasa dan juga dalam aplikasi perubatan.

Pengurangan kos selanjutnya direalisasikan dalam proses hydroforming kerana struktur perkakas yang mudah, kos bahan yang digunakan, kos buruh pemasangan yang murah, dsb.

Bahan yang Sesuai untuk Proses Pembentukan Hidro

Proses hidroforming menggunakan logam yang mulur seperti aluminium, keluli kuprum, loyang, dll. Dalam bahagian ini, kita melihat dengan teliti mengapa ia adalah bahan pilihan untuk proses hidroforming.

aluminium: Merupakan logam yang lembut, ringan dan tahan lama yang mudah disesuaikan dengan pelbagai bentuk acuan. Ini menjadikannya salah satu logam popular yang digunakan dalam banyak industri.

Tembaga: Fabrikasi loyang adalah mudah saman kepada fakta bahawa ia kurang bermasalah dan mudah mengambil bentuk acuan dengan kemasan yang licin.

Tembaga: Kuprum ialah logam mudah ditempa yang serba boleh kerana ciri-ciri lain seperti kekonduksian elektrik dan haba, tahan kakisan, dsb. Tiub dan kepingannya merupakan komponen yang digunakan secara meluas merentasi pelbagai industri.

Inconel: Ini adalah aloi istimewa yang terkenal dengan toleransi yang sangat baik terhadap keadaan melampau seperti suhu, tekanan atau beban mekanikal. Ia tersuai dibentuk menjadi bahagian yang boleh digunakan untuk bahagian enjin dalam kraf aeroangkasa di mana suhu sangat tinggi.

Keluli tahan karat: Ini adalah logam gred tinggi yang popular dalam pelbagai industri kerana sifatnya yang diingini. Ia terkenal dengan kekuatan, ketahanan, bebas karat, antara lain. Bahan keluli tahan karat boleh dibuat menjadi bahagian yang kompleks tanpa pecah atau retak.

Bahan-bahan lain yang digunakan untuk tujuan khusus yang dirujuk sebagai bahan khusus termasuk:

Hastelloy: Super aloi ini diperbuat daripada gabungan nikel-kromium-besi-molibdenum menjadikannya sangat baik untuk keadaan yang sangat menghakis. Ia menghasilkan bahagian tanpa kimpal yang sesuai untuk digunakan dalam loji kimia yang sangat menghakis sekali gus meminimumkan kemungkinan kegagalan bahagian.

Waspaloy: Super aloi nikel yang kuat ini cukup keras untuk digunakan dalam pembinaan turbin, aeroangkasa, dsb.

Aplikasi Proses Pembentukan Hidro

Anda boleh membuat banyak bahagian dan komponen melalui proses hydroforming. Hampir semua industri telah mendapat manfaat daripada teknik pembuatan kepingan logam ini.

Berikut adalah beberapa contoh:

industri Contoh Bahagian
Industri automotif · Tudung

· Panel

· Bahagian brek,

· Perisai enjin

· Tangki Gas

· Penutup sensor, dsb.

Industri Penjagaan Kesihatan · Penutup tong habuk

· Peralatan pembedahan

· Dulang pensterilan instrumen, dsb.

Industri Makanan · Dulang

· Juiser

· Pakaian, dsb.

Industri pertahanan · Perumahan pesawat

· Penutup enjin

· Alat pelindung, dsb.

Industri pencahayaan · Perumahan ringan

· Kotak elektrik

Kesimpulan

Kesimpulannya, proses hidroforming adalah kaedah pembentukan logam termaju yang boleh digunakan dalam pelbagai industri pembuatan. Ia ternyata lebih murah dan lebih cekap daripada teknik fabrikasi logam tradisional.

Di Tsinfa CNC Equipment, kami mengeluarkan rangkaian mesin CNC yang direka untuk pelbagai aplikasi - bincang dengan kami sekarang untuk sebarang pertanyaan.