۲) در این روش جابجایی محوری در دو طرف لوله (تغذیه محوری) وجود ندارد و گسترش محیطی لوله اولیه حدود کمتر از ۳% است و تغییر در ضخامت لوله بسیار کم است.
۳) در این روش پروفیل‌های موضعی و شعاع گوشه‌های داخلی با اندازه کمتر از چهار یا پنج برابر ضخامت بسیار سخت است.
۴) سرمایه‌گذاری در این روش نسبت به سایر روش‌ها کمتر است.
۵) زمان فرایند معمولا طولانی است.
۲-۶-۱-۱-۲ هیدروفرمینگ فشار بالا[۳۶]
دامنهی فشار مورد استفاده در این روش بین ۸۳۰ بار تا ۴۱۵۰ بار است. در این روش به دلیل انبساط بیشتر لوله، بخشهای هیدروفرم شده دارای کرنش پلاستیک کششی بالاتری بوده که در نتیجه باعث کاهش برگشت فنری و افزایش ثبات ابعادی قطعه می‌شود.
در زیر برخی ویژگیهای این روش آورده شده است.
۱) فشار بالاتر، در کوتاه شدن چرخه‌ی فرایند نقش به سزایی دارد.
۲) در این روش می‌توان به نسبتهای کشش بالاتر از ۸۵% دست یافت.
۳) فشار بالا آزادی عمل بیشتری به منظور ایجاد قطعات پیچیده موجب می‌شود.
۴) در این روش استفاده از تغذیه محوری به منظور جلوگیری از نازک شدگی ناشی از فشار بالا وجود دارد.
۵) در این روش از پرس‌های بزرگتر، قالبهای مقاوم‌تر، سامانه تشدیدکننده فشار قوی‌تر استفاده می‌شود، همچنین سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر نیاز است.
۲-۶-۱-۱-۳ هیدروفرمینگ فشار مرحلهای (تدریجی)[۳۷]
در این روش لوله ابتدا درون قالب قرار گرفته و سپس قالب تا مقداری مشخص بسته می‌شود. نخستین مرحلهی اعمال فشار با فشار پایین صورت میگیرد که به لوله اجازهی مقاومت در برابر نیروی فشاری قالب را داده باشد. هنگامی که قالب به طور کامل بسته شد فشار بالا برای شکل‌دهی طرح نهایی و پر کردن گوشه‌های قالب اعمال می‌شود.
در زیر ویژگیهای این روش آورده شده است.
۱) سرمایه‌گذاری اولیه پایین می‌باشد.
۲) نیاز به روانکاری، پرس بزرگتر، عملیات نهایی مانند آنیل کردن، شست و شو و … برطرف می‌شود.
۳) ساخت اجزای بسیار پیچیده با گوشه‌های تیز و خمهای پیچیده بسیار آسان می‌شود.
۴) طراحی اجزایی که دارای سوراخهای متعدد و شکلهای خاص میباشند.
در حالت فشار متغییر (تدریجی) ، در هنگام بسته شدن قالب فشار داخلی اعمال و تا بسته شدن کامل قالب به حداکثر مقدار خود می‌رسد در صورتی که در حالت فشار بالا و فشار پایین، فشار داخلی سیال پس از بسته شدن کامل قالب شروع به افزایش می‌کند.
۲-۶-۱-۱-۴ هیدروفرمینگ فشار نوسانی[۳۸]
این روش با حذف مکرر و تدریجی چروک‌های قابل برگشت ناشی از شکل‌دهی که در اثر فشار نسبتا پایین به وجود می‌آید منجر به برجستگی مسطح لوله در ناحیه تغییر شکل آن می‌شود. در نهایت این برجستگی در ناحیه شکل‌دهی منجر به توزیع بهتر ضخامت شده و از نازک شدگی موضعی و پارگی لوله جلوگیری می‌کند.
۲-۶-۱-۱-۵ هیدروفرمینگ دوبل[۳۹]
در این روش با بهره گرفتن از مکانیزم تلفیق مقدار صحیح فشار داخلی و تغذیه محوری و فشار خارجی توسط دستگاه کنترل نیرو، از ترکیدن، چروکیدگی و خمشدگی لوله جلوگیری می‌کند. استفاده از فشار خارجی و کنترل صحیح بر روی تغذیه محوری و فشار داخلی منجر به نازکشدگی کمتر و تاخیر در آغاز ناپایداری پلاستیک می‌شود. همچنین بهره‌گیری از فشار خارجی، استفاده از مواد متنوع‌تر با جنس‌هایی که قابلیت شکل‌پذیری کمتری دارند، را مهیا می‌کند.
۲-۶-۱-۲ مزایا و معایب فرایند هیدروفرمینگ لوله
فناوری هیدروفرمینگ لوله مزایا و معایبی نسبت به دیگر روشهای شکل‌دهی دارد که در زیر به آن اشاره می‌شود.
۲-۶-۱-۲-۱ مزایای فرایند هیدروفرمینگ لوله
۱) امکان ساخت قطعات با هندسهی خارجی یا داخلی بسیار پیچیده
۲) دقت ابعادی و تلرانس‌های ابعادی بالاتر
۳) تنش‌های پسماند و برگشت فنری کمتر
۴) افزایش نسبت استحکام به وزن در قطعات تولیدی به دلیل وجود عملیات تولیدی یکپارچه و حذف عملیات جوشکاری، مونتاژ و …
۵) شکل‌دهی بالا و امکان تولید قطعات ساخته شده از لوله‌های با ضخامت‌ها و مواد مختلف بدون تعویض ابزار
۶) شکل‌دهی بالا
۷) کاهش تعداد فرایندهای تولیدی به علت دارا بودن کیفت سطح خوب محصولات و قابلیت انجام چند عملیات در یک قالب
۸) کاهش هزینه‌های مواد اولیه به دلیل استفاده از لوله بجای ورق (به دلیل مشابهت بیشتر لوله به محصول نهایی نیاز به برش ورق و میزان دورریزی آن را کاهش می‌دهد)
۹) کاهش هزینه مونتاژ به دلیل کاهش تعداد قطعات
۲-۶-۱-۲-۲ معایب فرایند هیدروفرمینگ لوله
۱) زمان سیکل نسبتا طولانی در مقایسه با فرایند سنبه ماتریس
۲) سرمایه‌گذاری اولیه بالا
۳ ) عدم وجود اطلاعات کافی در رابطه با فرایند
۴) نیاز به داشتن پرس به نسبت سنگینتر برای غلبه بر فشار هیدرواستاتیک معکوس (که در جهت خلاف سنبه و در سطح تصویر به نسبت وسیعی عمل می‌کند)
۲-۶-۱-۳ محدودیت‌های ذانی فرایند هیدروفرمینگ لوله
در زیر به محدودیت‌های هیدروفرمینگ لوله اشاره می‌شود.
۱) محدودیت تغییرات ابعادی در دمای محیط: دمای محیط به شدت می‌تواند تغییرات ابعادی را در فرایند هیدروفرمینگ لوله با محدودیت مواجه کند. بدین صورت که برای لوله‌ی آلومینیومی ۸ تا ۱۲ درصد قطر اولیه‌ی لوله و برای لوله‌ی فولادی ۲۵ تا ۴۰ درصد قطر اولیه‌ی لوله می‌باشد. که در نهایت برای حل این مشکل و به منظور انبساط بیشتر، فرایندهای مکمل مانند هیدروفرمینگ ثانویه و فرایند آنیلینگ مورد نیاز است.
۲) محدودیت در سرعت انجام فرایند شکل‌دهی: به طور کلی چرخه‌ی کامل فرایند هیدروفرمینگ لوله بین ۲۵ تا ۴۵ ثانیه طول می‌کشد. لازم به ذکر است سرعت نرخ کرنش و یا به عبارت دیگر سرعت فرایند مذکور در دمای محیط محدود شده که خود باعث بالا رفتن زمان فرایند می‌شود.
۳) تغییرات طول در انتهای لوله: به دلیل وجود تغذیه محوری که توسط سنبه‌های محوری به دو طرف لوله اعمال می‌شود، بیشترین تغییرات طول در انتهای لوله رخ می‌دهد.
۴) عدم استحکام‌بخشی: در فرایند هیدروفرمینگ لوله تنها مقداری کارسختی در ماده به وجود می‌آید، لذا نباید انتظار بالا رفتن استحکام را برای محصول نهایی از فرایند داشت.
۵) وابسته بودن تغذیه محوری به نسبت طول به قطر لوله: در فرایند هیدروفرمینگ لوله توانایی تغذیه محوری به شدت به طول نمونه در مقایسه با قطر آن وابسته است.
۶) بالا بودن هزینه تجهیزات: در هیدروفرمینگ لوله فشار زیادی جهت شکل‌دهی لوله مورد نیاز است که همین امر مستلزم طراحی و ساخت پرس‌های بزرگتر با ظرفیت ۲۵۰۰ تا ۸۰۰۰ تن می‌باشد که خود بسیار هزینه‌بر است.
۲-۶-۱-۴ کاربرد هیدروفرمینگ لوله
از دسته صنایعی که در آنها فرایند هیدروفرمینگ کاربرد دارد، می‌توان به صنایع نظامی، خودروسازی، نفت و گاز، هوافضا اشاره کرد. پس از صنعت نفت و گاز به عنوان نخستین استفاده کننده از قطعات تولید شده به روش هیدروفرمینگ، صنعت خودروسازی بیشترین استفاده را دارد.
فرم در حال بارگذاری ...
