Co to jest formowanie superplastyczne?

Superplastyczne formowanie to wyspecjalizowany proces obróbki metali, który umożliwia rozciąganie arkuszy stopów metali, takich jak aluminium na długości ponad dziesięć razy niż konwencjonalne stopy bez degradowania właściwości materiału metalu.Proces ten pozwala na produkcję złożonych części metalowych, co eliminuje potrzebę śrub i elementów złącznych do przymocowania poszczególnych części metalowych do większej jednostki.Formowanie metalu tego rodzaju jest najczęściej stosowane w branży lotniczej, ale ma również zastosowania dotyczące wyposażenia sportowego, a także w sektorach energii, obrony i medycznej.

Nauka o obróbce metalu, która jest wykorzystywana w formowaniu superplastycznym, jest zepsutaDowód do trzech warunków deformacji: mikrograin, transformacja i nadplastyczność naprężeń wewnętrznych.Najważniejsza metoda metali obejmuje superplastyczność mikrograin, w której krystaliczne struktury ziarna mają 10 mikronów lub mniejsze.Temperatura metalu musi również wynosić mniej więcej połowę temperatury topnienia tworzenia stopu metalu, a szybkości odkształcenia wynosi od 0,001 do 0,0001.Warunki te ograniczają rodzaje stopów, które będą wykazywać superplastyczność do niewielkiej liczby.

Procesy przemysłowe do tworzenia superplastycznego blachy obejmują próżniowe i termoformingowe, głębokie rysunek i wiązanie dyfuzyjne.Tworzenie próżni wykorzystuje zmiany ciśnienia gazu w celu kształtowania metalu w matrycę, podczas gdy termoformowanie wykorzystuje ustalone procesy tradycyjne w produkcji termoplastii.Obie metody są wariantami tworzenia gorącego metalowego gazu i mają tę zaletę, że wymagają tylko jednej operacji matrycy w celu utworzenia części.

Głęboki rysunek jest konwencjonalną metodą stosowaną w formowaniu metali, którą można dostosować do tworzenia superplastycznego.Wymaga to utwardzania odkształcenia, aby osiągnąć superplastyczność.Przerzedzenie i pęknięcie części metalowej są jednak możliwe w tym procesie, więc zwykle nie jest preferowanym wyborem.

Wiązanie dyfuzyjne nie było początkowo procesem tworzenia blachy, ale zostało dostosowane do jej użycia.Stopy aluminium-magnesum są powszechnie stosowane z metodą i mogą mieć wydłużenie w procesie superplastycznym do 600%, ale zwykle nie przekraczają 300%.Części utworzone przez formowanie superplastyczne i wiązanie dyfuzyjne są stosowane zarówno w aplikacjach motoryzacyjnych, jak i samolotów, które nie są strukturalne, i nie są tak drogie jak stopy o wysokiej wytrzymałości.

Istnieje kilka zalet, jakie mają części, które mają superplastyczne formowanie.Ponieważ ich kształty mogą być bardziej skomplikowane i większe ze względu na zwiększoną zdolność do rozciągania metalu, zmniejszają zarówno wagę, jak i koszty pojazdów samolotów i samochodów, a także części metalowych w innych branżach.Czas i złożoność montażu są również skrócone, ponieważ mniej części należy przymocować.Minimalizowane są również naprężenia między wieloma częściami metalowymi i reagującymi na zmiany temperatury.

Branża jako całość przyczynia się do szerokiej gamy badań i nowych produktów w tej dziedzinie.Zwiększona wszechstronność kształtów blachy metalowej pozwala na innowacje w nowym usprawnieniu i projektach w wielu produktach przemysłowych i konsumenckich.Formowanie superplastyczne jest również kluczem do innowacji w zakresie aerodynamicznego i morskiego usprawnienia.