۳۰۰ 
۵۰۰⚊ 
هیدروفرمینگ چیست
یکی از راه های مقرون به صرفه برای شکل دهی انواع فلزات نظیر آلومینیوم، برنج، مس، فولاد های کم آلیاژ و ... هیدروفرمینگ است. از مهمترین کاربرد روش هیدروفرمینگ در صنعت خودرو سازی می باشد که با استفاده از این روش شکل های پیچیده در تولید سازه های قوی، سبک، سفت وسخت را برای بدنه وسایل نقلیه ممکن می سازد.
فرآیند هیدروفرمینگ از یک سیال هیدرولیکی پر فشار برای فشرده کردن ماده و شکل دهی آن با استفاده از قالب استفاده می کند. قطعاتی که با استفاده از روش هیدروفرمینگ ساخته می شود دارای وزن کمتر، استحکام بیشتر و هزینه کمتری نسبت به روش پرسی یا روش جوشکاری قطعات جدا از هم دارند. تقریبا تمام فلزاتی که توانایی شکل دهی سرد دارند میتوان بروی آن ها هیدروفرمینگ انجام داد.
کلیپ شماره 1 - هیدروفرمینگ ورق فولادی
تاریخچه ی هیدروفرمینگ
آیا تاکنون به این مساله فکر کرده اید که وسایل فولادی مختلف چگونه ساخته می شوند؟ مثلا بدنه خودرو چگونه به این شکل در می اید و یا بدنه دورچرخه؟ هنگامی که از شکل دهی قطعات مختلف فلزی مانند بدنه خودرو دوچرخه صحبت می شود ممکن است اولین چیزی به نظر می رسد که این قطعات به وسیله یک پرس فشاری به وجود می آیند. هر چند این هم یکی از روش های شکل دهی به ورق های فلزی ست اما در اواخر دهه ۴۰ و ۵۰ میلادی فرایند جدیدی به اسم هیدورفرمینگ برای فرم دهی به قطعات فلزی ایجاد شد. این روش یه خوبی می توانست برای ساخت اشکال نامتقارن و نامنظم به کار رود. هیدروفرمینگ از ترکیب دو کلمه هیدرو به معنای آب و فرمینگ به معنای شکل دهی تشکیل شده است. بنابراین می توان حدس زد که در این روش از آب یا یک مایع برای شکل دهی استفاده می شود.
در فرایند هیدروفرمینگ به وسیله فشار یک سیال یک ورق یا لوله فلزی نازک وارد یک قالب می شود. تمام فلزاتی که که قابلیت شکل دهی سرد دارند را می توان تحت هیدروفرمینگ قرار داد.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
انواع فرآیند هیدروفرمینگ
در روش هیدروفرمینگ، دو نوع روش شکل دهی هیدرولیکی وجود دارد:
- هیدروفرمینگ لوله
- هیدروفرمینگ ورق
قیمت ورق فولادی در بازار آهن
هیدروفرمینگ ورق SHF: Sheet Hydroforming
قبل از ابداع روش هیدروفرمینگ ورق های فلزی را دورن قالب مربوطه قرار داده و به کمک فشار دستگاه های پرس سنگین، ورق شکل قالب را به خود می گرفت. هیدروفرمینگ یا شکل دهی به کمک فشار آب، تکنیکی جدید است که قبلا به صورت پرسی ساخته می شدند. اختلاف عمده روش هیدروفرمینگ ورق نسبت به فرآیند کشش ورق در نوع سنبه آن بوده و در این فرآیند از یک سیال و یا یک ماده انعطاف پذیر به جای سنبه استفاده می شود.
در روش کشش معمولی، ورق بعد از چندین مرحله کشش، به فرم مورد نظر می رسد، اما در روش هیدروفرمینگ قطعات طی یک مرحله به قطعه مورد نظر تبدیل می شوند. روش هیدروفرمینگ دارای مزایای از قبیل یکنواختی ضخامت در تمام سطوح بغیر از گوشه های ورق، کشش قطعات پیچیده در یک مرحله، عمق کشش بیشتر به همراه توزیع مناسب کرنش، عدم نیاز به ساخت قالب و در نتیجه کاهش هزینه می باشد. از این روش بیشتر برای تولید قطعات بدنه و شاسی در اتومبیل استفاده می شود.
به طور کلی قالب های هیدروفرمینگ ورق به دلیل تنش های ناشی از فشار بالای سیال و نیروهای محوری می بایست استحکام بالایی داشته باشند و جهت کاهش اصطکاک و افزایش شکل پذیری، پرداخت سطحی خوبی روی آن ها انجام می شود.
سه پارامتر موثر بر قابلیت شکل پذیری در هیدروفرمینگ شامل پارامترهای هندسی، پارامترهای مواد و پارامترهای فرآیند می باشد. پارامتر هندسی شامل ضخامت ورق، قطر بلانک، قطر و سرعت پانچ است و پارامترهای فرآیند شامل ضریب اصطکاک، فشار داخلی و نسبت تش اسمی می باشد. همچنین پارامترهای مربوط خواص داتی مواد شامل استحکام، تنش تسلیم، مدول یانگ و چگالی است.
تصویر شماره 1 - هیدروفرمینگ ورق SHF: Sheet Hydroforming
بیشتر بخوانید: اصول خمکاری ورق فولادی
مقایسه روش هیدروفرمینگ ورق و کشش عمیق :
- روش هیدروفرمینگ ورق کشش بیشتری نسبت به روش کشش عمیق دارند.
- بهبود کیفت سطح
- کاهش برگشت فنری
- افزایش توانای در شکل دهی اشکال پیچیده
بیشتر بخوانید: برشکاری ورق آهن
انواع هیدروفرمینگ ورق
تکنولوژی هیدروفرمینگ این امکان را فراهم میکند که بتوان قطعات بسیار پیچیده را تولید کرد. از پیشرفت های جدید در این عرصه می توان به فرایند کشش عمق هیدرومکانیکی، فرآیند کشش عمق هیدروریم، هیدروفرمینگ جفتی ورق فلزی، هیدروفرمینگ ورق با یک قالب متحرک اشاره کرد.
کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق
در روش کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق، پارامتر فشار محفظه دارای اهمیت ویژه ای است. بر اساس برخی نتایج شبیه سازی و تجربی، در صورتی که فشار سیال از حد بیشتر شود این امر منجر به افزایش نیروی نگهدارنده قالب شده و در نهایت موجب پارگی ورق خواهد شد. اما در صورتی که فشار سیال از حدی کمتر شود، این موضوع موجب کاهش نیروی نگهدارنده قالب شده و نهایتا موجب چین خوردگی قطعه خواهد شد. شکل زیر محدوده فشار مجاز سیال جهت تولید قطعات عاری از چین و چروک و پارگی را نشان می دهد.
تصویر شماره 1 - کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق