روش‌های مختلف شکل‌دهی فلزات

<h2>مقدمه شکل دهی فلزات</h2> <p>یکی از ویژگی های برخی از فلزات قابل شکل پذیری آن هاست. البته همه ی فلزات به یک اندازه فرم پذیر نیستند. در شکل دهی فلزات از این ویژگی استفاده می شود تا فلز را به شکل دلخواه خود درآورد. به طور کلی شکل دهی فلزات را می توان به دو دسته تقسیم بندی کرد. در یک گروه تغییر شکل به صورت توده ای انجام می شود. عملیات هایی مانند نورد، آهنگری، اکستروژن و میله کشی جز این گروه قرار دارند. اما در گروه دیگر که تحت عنوان ورق کاری شناخته می شود از خمکاری، برش، کشش عمیق و ... برای شکل دادن به ورق استفاده می شود. هر دو دسته ی این فرایندهای از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. بدون عملیات نورد بسیاری از مقاطع فولادی امکان تولید نداشتند. همچنین ورقکاری نیز نقش مهمی در تولید محصولات مختلف خانگی و صنعتی ایفا می کند. ورق های فلزی در کارخانه ها به صورت رول یا شیت های برش خورده تولید می شوند و به محل کارگاه یا پروژه منتقل می شوند. کاملا واضح است که ورق ها پس از انتقال از کارخانه باید متناسب با کاربرد در ابعاد مشخصی برش داده شوند و به شکل دلخواه درآیند. شکل دهی فلزات فرایندی فیزیکی ست که در آن تغییر شکل های دائمی بر روی فلز ایجاد می شود. این عمل بدون آنکه در مقاومت و یا سختی فلز تغییری ایجاد شود صورت می گیرد. در واقع شکل دهی از ضروریات صنعت فولاد و آهن است و بدون آن ورق ها و پروفیل های فولادی کاربردی نخواهند داشت.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="steel forming.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1649062185627-steel forming.jpg" alt="steel forming" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 1 - شکل دهی فلزات</p> <p>شکل دهی باید با دقت کافی و با ابزار و وسایل استاندارد انجام شود. در ادامه به برخی روش های شکل دهی فلزات و مزایا و معایب هر کدام اشاره خواهد شد.</p> <h2>انواع روش های شکل دهی فلزات</h2> <p>انواع روش های مختلف شکل دهی فلزات عبارتند از:</p> <ul> <li>پرسکاری (نورد، نورد، آهنگری، حدیده کاری)</li> <li>شکل دهی کششی / فشاری (کش دهی، شکل دهی چرخشی، اتوکشی، بادکردن، تغییر شکل کششی)</li> <li>نیروهای کششی</li> <li>خمکاری</li> <li>قیچی کاری / برش ظریف</li> </ul> <h3>پرسکاری</h3> <p>پرسکاری روشی ست که در آن با اعمال فشار با مقادیری متفاوت بر روی فلز به آن شکل داده می شود. انواع شکل دهی از طریق پرسکاری عبارت است نورد، آهنگری و حدیده کاری. در فرانید نورد یا Rolling فلز از بین دو یا چند غلطک عبور داده می شوند. نیروی فشاری غلطک ها باعث می شوند تا ضخات قطعه کم و طول آن افزایش یابد. از روش نورد که می تواند به صورت گرم یا سرد اجرا شود برای ساخت پروفیل های مختلف در صنعت فولاد استفاد می شود. روش دیگر آهنگری یا Ironing است. در این روش فلز بر روی یک تکیه گاه یا قالب قرار گرفته و با کمک پتک دستی یا مکانیکی ضرباتی به آن وارد می شود و تغییر شکل می دهد. اما حدیده کاری یا Forging نوعی شکل دهی ست که در آن فلز در دمای محیط و با فشار زیاد درون یک قالب جریان می یابد و تغییر شکل می دهد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="open-die-forging.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1649062267229-open-die-forging.jpg" alt="open-die-forging" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 2 - عملیات فورجینگ</p> <h3>شکل دهی کششی / فشاری</h3> <p>انواع مختلف شکل دهی کششی یا فشاری به شرح زیر است:</p> <h4>کش دهی یا Drawing</h4> <p>در این فرایند فلز با نیرویی زیاد درون یک قالب که ابعاد آن کوچکتر است کشیده می شود. از این روش برای ساخت سیم یا آرماتور استفاده می شود.</p> <h4>شکل دهی چرخشی یا Spinning</h4> <p>در این روش، ابزار شکل دهی به صورت چرخشی بر فلز وارد می شود و باعث تغییر شکل آن می شود. از این فرایند برای ساخت وسایلی مانند قوطی، قابلمه و ظروف استفاده می کنند.</p> <h4>اتوکشی یا Collar Forming</h4> <p>به کمک قرار دادن فلز درون یک قالب و تغییر حالت دادن آن به شکل توخالی در می آید.</p> <h4>باد کردن یا Bulging</h4> <p>فلز درون یک قالب قرار داده می شود و درون آن هوا با فشار زیاد تزریق می شود. در اثر فشار هوا شکل فلز تغییر کرده و به فرم قالبی که در آن قرار دارد در می آید. از این روش برای ساخت مخازن خاص استفاده می شود.</p> <h4>تغییر شکل کششی یا Stretch Forming</h4> <p>ورق به صورت همزمان کشیده شده و عملیات خمکاری نیز روی آن اجرا می شود.</p> <h3>شکل دهی به روش برش ظریف:</h3> <p>در این روش برشی ایجاد نمی شود بلکه با استفاده از یک سنبه ی پهن یک فرو رفتگی کوچک بر روی سطح کار ایجاد می شود.</p> <h3>خمکاری</h3> <p>خمکاری یکی دیگر از روشهای شکل دهی به ورق های فلزی ست که از آن برای ایجاد زاویه یا خم بر روی کار استفاده می شود. خمکاری می تواند بر حسب دمایی که در آن انجام می شود به خمکاری سرد، خمکاری گرم و خمکاری داغ تقسیم بندی شود.</p> <h4>خمکاری سرد یا Cold Bending</h4> <p>این فرایند در دمای محیط و با فشار و نیروی زیاد انجام می شود. در این روش پس از خمکاری معمولا نیازی به ماشین کاری یا صافکاری نیست.</p> <p><strong>مزایای خمکاری سرد</strong></p> <ul> <li>دقت بیشتر و تلرانس کم</li> <li>پرداخت بهتر سطح</li> <li>ایجاد استحکام بیشتر در فلزات در برخی مواقع</li> <li>بی نیاز به صرف انرژی حرارتی</li> <li>سازگار با محیط زیست</li> </ul> <p><strong>معایب خمکاری سرد</strong></p> <ul> <li>نیاز به نیروی زیاد جهت انجام خمکاری</li> <li>نیاز است پیش از خمکاری سطح فلز تمیز شود.</li> <li>خصوصیات فلز در دمای محیط باعث محدودیت در خمکاری می شود.</li> </ul> <h4>خمکاری گرم یا Warm Bending</h4> <p>این خمکاری در دمایی بالاتر از دمای محیط انجام می شود. این دما حدود 0.3 دمای ذوب فلز است.</p> <p><strong>مزایای خمکاری گرم</strong></p> <ul> <li>نیاز به نیروی کمتر در مقایسه با خمکاری سرد</li> <li>امکان ایجاد اشکال پیچیده&zwnj;تر</li> </ul> <p><strong>معایب خمکاری گرم</strong></p> <ul> <li>قطعه باید از قبل گرم شود.</li> </ul> <h4>خمکاری داغ یا Hot Bendign</h4> <p>دمای خمکاری در حدود 50 درصد دمای ذوب فلز است.</p> <p><strong>مزایای خمکاری داغ</strong></p> <ul> <li>شکل پذیری بسیار بالای فلز</li> <li>نیاز به نیروی فیزیکی کمتر</li> </ul> <p><strong>معایب خمکاری داغ</strong></p> <ul> <li>دقت ابعادی کم</li> <li>امکان اکسید شدن سطح فلز</li> <li>آلودگی محیط زیستی</li> <li>عمر کمتر ابزارالات شکل دهی شده به این روش</li> </ul>