فرآیند هیدروفرمینگ ورق

یکی از روش‌های نوینی که از دهه 1990 در تولید قطعات از آن استفاده می‌شود، روش هیدروفرمینگ است. در این روش، سنبه یا ماتریس، با محیطی سیال جایگزین شده و فشار سیال، موجب جریان مواد به داخل حفره قالب و در نهایت شکل‌گیری آن می‌شود.

برای فرم‌دهی، مواد اولیه داخل قالبی قرار گرفته و بعد از بسته شدن قالب، مایع با فشار قوی به داخل قالب تزریق شده و شکل قالب را به مواد می‌دهد، سپس قالب باز شده و بعد از تخلیه مایع، قطعه از داخل قالب بیرون می‌آید. این روش برای تولید یکپارچه قطعاتی که در گذشته با مونتاژ چند قطعه پرسکاری شده، تولید می‌شدند کاربرد دارد. همچنین با حذف نقاط جوش به واسطه تولید قطعات یکپارچه، استحکام و صلبیت قطعه، افزایش می‌یابد. با استفاده از این روش به همراه استفاده از فولاد با استحکام بالاتر و ضخامت کمتر می توان به کاهش وزن قابل توجهی دست یافت. استفاده از روش هیدروفرمینگ، نقش مهمی در کاهش وزن قطعه، هزینه ابزار و  بنابراین هزینه تولید دارد.

انواع فرآیندهای هیدروفرمینگ

در روش هیدروفرمینگ، دو نوع روش شکل‌دهی هیدرولیکی وجود دارد:

1. هیدروفرمینگ لوله
2. هیدروفرمینگ ورق

در این مقاله فرآیند هیدروفرمینگ ورق مورد بررسی قرار گرفته‌است. 

شکل‌دهی هیدرولیکی ورق

 این فرآیند،  شبیه فرآیند متداول کشش ورق بوده که در آن بلانک اولیه توسط ورق گیر بر روی قالب گرفته شده و پانچ، بلانک مورد نظر را به درون قالب می کشاند. اختلاف عمده روش هیدروفرمینگ ورق نسبت به فرآیند مرسوم کشش ورق در نوع سنبه آن بوده و در این روش از یک سیال یا یک ماده انعطاف پذیر به جای سنبه استفاده می شود.

هم چنین، درکشش معمولی، ورق می‌بایستی بعد از چندین مرحله کشش، به فرم مورد نظر برسد، اما در روش هیدروفرمینگ، قطعات طی یک مرحله به قطعه مورد نظر تبدیل می‌شوند.

این روش، در تیراژ پایین تولید و در مقیاس نمونه سازی می تواند جایگزین مناسبی برای فرآیند کشش عمیق باشد. کیفیت سطحی بالای قطعات، یکنواختی ضخامت بسیار مناسب، کشش قطعات پیچیده در یک مرحله، عمق کشش بیشتر به همراه توزیع مناسب کرنش و عدم نیاز به ساخت قالب و در نتیجه کاهش هزینه از مزایای این روش نسبت به فرآیند کشش عمیق می باشد. از روش هیدروفرمینگ ورق، بیشتر برای تولید قطعات بدنه و شاسی در اتومبیل استفاده می شود.

بطور کلی  قالب‌های هیدروفرمینگ به دلیل تنش های ناشی از فشار بالای سیال و نیرو‌های محوری می‌بایست استحکام بالایی داشته و همچنین، جهت کاهش اصطکاک و افزایش شکل پذیری، پرداخت سطحی خوبی روی آن‌ها انجام شود.

با مقایسه روش هیدروفرمینگ و کشش عمیق، مزایای زیاد تکنولوژی هیدروفرمینگ ورق آهن آشکار می‌شود که عبارت است از:  

• نسبت کشش بیشتر 
• بهبود کیفیت سطح 
• کمتر شدن برگشت فنری 
• افزایش توانایی در شکلدهی اشکال پیچیده

شکل زیر فرآیند کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق را نشان می دهد.

کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق               

در میان پارامترهایی که موفقیت این فرآیند و کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار می‌دهند، فشار محفظه دارای اهمیت ویژه است. بر اساس نتایج شبیه سازی و تجربی، در صورتیکه فشار سیال از حد مشخصی بیشتر شود، این امر منجر به افزایش نیروی نگهدارنده قالب شده و نهایتاَ موجب پارگی ورق خواهد شد. اما در صورتیکه فشار سیال از حدی کمتر شود، این امر موجب کاهش نیروی نگه دارنده قالب شده و نهایتاَ موجب چین خوردگی قطعه خواهد شد. شکل زیر محدوده فشار مجاز سیال جهت تولید قطعات عاری از چین و پارگی را نشان می‌دهد.

برای دریافت قیمت ورق آلیاژی، قیمت ورق سیاه ، قیمت ورق گالوانیزه و ورق st52 با کارشناسان تجارت فلز و شماره تماس 02149143 تماس بگیرید.

پارامترهای موثر بر قابلیت شکل‌پذیری در هیدروفرمینگ

پارامترهای هندسی، پارامترهای مواد و پارامترهای فرآیند سه دسته از پارامترهای موثر بر هیدروفرمینگ (شکل‌پذیری) هستند. پارامترهای هندسی خود شامل، ضخامت ورق، قطر بلانک، قطر و سرعت پانچ می‌باشد .همچنین، پارامترهای مربوط به خواص ذاتی مواد شامل استحکام، تنش تسلیم، مدول یانگ، چگالی بوده و پارامترهای فرآیند شامل فشار داخلی، ضریب اصطکاک و نسبت تنش اسمی می‌باشد. با کنترل این سه نوع پارامتر می‌توان به محصول مطلوب و مورد نیاز دست یافت.