Γνώση

Home/Γνώση/Λεπτομέρειες

Επιλογή διεργασίας μεταξύ διαμόρφωσης πίεσης αερίου και διαμόρφωσης κενού για σύνθετα λεπτά τοιχώματα-εξαρτήματα τιτανίου αεροδιαστημικής

Η υπερπλαστική διαμόρφωση έχει γίνει ο ακρογωνιαίος λίθος στην παραγωγή πολύπλοκων λεπτών-τμημάτων τιτανίου για σκελετούς αεροσκαφών και συστήματα πρόωσης. Μεταξύ των διαθέσιμων μεθόδων, ο σχηματισμός υπό πίεση αερίου και ο σχηματισμός κενού είναι οι δύο πιο συχνά χρησιμοποιούμενες. Η επιλογή τους επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια διαστάσεων, την κατανομή του πάχους του τοιχώματος, το κόστος εργαλείων και τον χρόνο παράδοσης της παραγωγής, ωστόσο η επιλογή συχνά παρεξηγείται. Η απόφαση εξαρτάται από τη γεωμετρία του μέρους, το πάχος του φύλλου, το απαιτούμενο μέγεθος παραμόρφωσης και την ακρίβεια που απαιτείται στις εσωτερικές έναντι των εξωτερικών επιφανειών.

 

 

Cost-Effective Vacuum Forming For Prototyping And Low-Volume Production -  RapidMade

 

Η διαμόρφωση κενού λειτουργεί σε μια διαφορά πίεσης που περιορίζεται σε μία ατμόσφαιρα. Χρησιμοποιεί είτε αρσενικό καλούπι για εξαρτήματα που απαιτούν ακρίβεια εσωτερικών διαστάσεων, όπως βαθιά δοχεία, είτε θηλυκό καλούπι για ακρίβεια εξωτερικής επιφάνειας σε πιο ρηχά μέρη. Η κινητήρια δύναμη είναι μέτρια, γεγονός που περιορίζει τη διαδικασία σε λεπτά μετρητές-συνήθως κάτω από δύο χιλιοστά-και σε σχήματα με ήπια καμπυλότητα και ρηχές αναλογίες έλξης. Όπου πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις, η διαμόρφωση υπό κενό παρέχει καθαρά, εξαρτήματα που μετριάζονται από την οξείδωση-με ελάχιστη υπολειμματική καταπόνηση και χωρίς επιστροφή ελατηρίου, όλα με χαμηλό κόστος εξοπλισμού. Η απλότητά του το καθιστά ελκυστικό για μη-δομικά φέρινγκ, ανακλαστήρες κεραίας και ορισμένα ιατρικά-περιβλήματα από τιτάνιο.

 

 

 

Ο σχηματισμός πίεσης αερίου, αντίθετα, εισάγει αδρανές αργό σε ρυθμιζόμενες πιέσεις πολύ πάνω από την ατμοσφαιρική, που συνήθως κυμαίνονται από 0,3 έως 2,0 MPa. Αυτή η αυξημένη κινητήρια δύναμη επιτρέπει βαθιές έλξεις, έντονες καμπυλότητες και μεγάλες συνολικές παραμορφώσεις που θα ήταν αδύνατες μόνο στο κενό. Η διαδικασία μπορεί να εκτελεστεί ως σχηματισμός ελεύθερου χτυπήματος, δημιουργώντας αξονικά συμμετρικά σχήματα όπως σφαίρες χωρίς καλούπι ή ως υποβοηθούμενη μήτρα-με τη βοήθεια αρσενικού ή θηλυκού εργαλείου. Η παραλλαγή του αρσενικού καλουπιού αποδίδει υψηλή ακρίβεια εσωτερικής-επιφάνειας και μεγάλους λόγους βάθους{-για το πλάτος, ενώ η επιλογή θηλυκού καλουπιού βελτιώνει το ξεκαλούπωμα και την οικονομία υλικού με το κόστος του μειωμένου βάθους έλξης. Για δομικά διαφράγματα αεροδιαστημικής, περιβλήματα κινητήρα και ενσωματωμένα σκληρυμένα πάνελ, η διαμόρφωση πίεσης αερίου είναι η μόνη βιώσιμη οδός.

Pressure Forming, Custom Plastic Pressure Thermoforming | Productive  Plastics

 

 

 

Ο ίδιος ο μηχανισμός σχηματισμού διαφέρει θεμελιωδώς. Κατά τον σχηματισμό πίεσης αερίου, το μέταλλο υφίσταται ιξώδη ή ημι{1}}ιξώδη ροή με ελάχιστη τριβή-ειδικά σε διαμορφώσεις ελεύθερης εμφύσησης-έτσι σχεδόν όλη η εφαρμοζόμενη ενέργεια συμβάλλει στην παραμόρφωση. Αυτό προάγει μια πιο ομοιόμορφη κατανομή πάχους τοιχώματος από την παραδοσιακή στάμπα. Ο σχηματισμός κενού, ενώ είναι πιο ήπιος, δεν έχει την κεφαλή πίεσης για να ξεπεραστεί η τοπική αραίωση ή να εξαναγκαστεί το φύλλο σε λεπτές λεπτομέρειες μήτρας, με αποτέλεσμα συχνά παχύτερα τμήματα του πυθμένα σε σχέση με τα πλευρικά τοιχώματα σε αρσενικές-ρυθμίσεις μήτρας και το αντίστροφο στις διαμορφώσεις θηλυκού καλουπιού-. Αυτές οι διακυμάνσεις πάχους πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και του επακόλουθου σχεδιασμού των περιθωρίων μηχανικής κατεργασίας.

 

Στην πράξη, πολλοί κατασκευαστές αεροδιαστημικής υιοθετούν μια υβριδική προσέγγιση. Το κενό εφαρμόζεται αρχικά για την εξάλειψη των ρυτίδων και την επίτευξη προκαταρκτικής συμμόρφωσης του σχήματος, ακολουθούμενο από αέριο υψηλής-πίεσης για τελική διαμόρφωση ακριβείας. Αυτός ο συνδυασμός αξιοποιεί την-ελεύθερη έναρξη του κενού και τη λεπτομερή συμμόρφωση της πίεσης του αερίου, μειώνοντας τον χρόνο κύκλου και βελτιώνοντας την επαναληψιμότητα. Η υβριδική ακολουθία είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για μεγάλα πάνελ δέρματος και εξαρτήματα διπλής-καμπυλότητας όπου ο σχηματισμός μονής-μεθόδου θα προκαλούσε απαράδεκτη λέπτυνση ή αναντιστοιχία καλουπιών.

 

Τελικά, η απόφαση της διαδικασίας δεν είναι θέμα υπεροχής μιας μεθόδου, αλλά επιλογής του σωστού εργαλείου για τις συγκεκριμένες απαιτήσεις γεωμετρίας και απόδοσης. Λεπτά, ρηχά, εξαρτήματα χαμηλής-παραμόρφωσης ταιριάζουν στη διαμόρφωση υπό κενό. βαθιά, σύνθετα, υψηλής{2}}παραμόρφωσης εξαρτήματα απαιτούν σχηματισμό πίεσης αερίου. Όταν κανένα από τα δύο δεν ικανοποιεί όλα τα κριτήρια, η υβριδική διαδρομή προσφέρει έναν πρακτικό συμβιβασμό. Καθώς ο σχηματισμός υπερπλαστικών συνεχίζει να εξελίσσεται, η κατανόηση αυτών των διακριτών δυνατοτήτων παραμένει απαραίτητη για τους μηχανικούς σχεδιασμού και τους σχεδιαστές κατασκευής που στοχεύουν να εξισορροπήσουν το κόστος, την ποιότητα και τη δομική ακεραιότητα στις αεροδιαστημικές κατασκευές τιτανίου.

 

 

Επικοινωνήστε τώρα