وبلاگ

با پیشرفت روز­افزون فن­آوری و رقابت بازار تجارت، اكثر صنایع مانند صنایع نظامی، فضایی، خودروسازی، پتروشیمی و تاسیساتی به سمت كاهش هزینه و زمان تولید، عرضه محصولاتی سبك‌تر و با كیفیت ‌بالاتر و همچنین سیستم تولید انعطاف‌پذیر روی آورده‌اند. به همین دلیل استفاده از مواد جدید و توسعه فرایند‌های پیشرفته تولید، امری لازم و ضروری است. از این رو، محققان و صنعتگران به سمت فرایند‌های تولید پیشرفته با انعطاف­پذیری بالا روی‌ آورده­اند. یكی از این فرایند‌ها كه امروزه توجه تولیدكنندگان را به خود جلب كرده است، هیدروفرمینگ[1] می­باشد. هیدروفرمینگ فرایندی است كه به  دلیل نیاز به تكنولوژی نسبتاً بالا، كاربرد آن تا مدت‌ها محدود به موارد خاص بوده است. با پیشرفت تكنولوژی، ماشین‌آلات تولیدی، سیستم‌های آب‌بندی و فرایند‌های كنترل كامپیوتری در دهة اخیر، شكل‌دهی با فشار سیال، به عنوان یک روش قابل استفاده در صنعت معرفی شده است [1].
در این فصل، ابتدا فرایندهای شکل­دهی فلزات معرفی و دسته­بندی شده و به جایگاه هیدروفرمینگ در بین آنها اشاره می‌شود. پس از معرفی فرایند هیدروفرمینگ و انواع آن، توضیح مختصری پیرامون منحنی­های­ حد شكل­دهی، كاربردهای آن و روش­ بدست آوردن آن ارائه خواهد شد. سپس مروری بر پژوهش­های انجام شده توسط محققان دیگر، در ارتباط با این پایان نامه ارائه می­گردد. در نهایت اهداف و ویژگی‌های پایان نامه حاضر شرح داده می­ شود.
2-1- معرفی فرایندهای شکل­دهی فلزات
به طور كلی فرایندهای شكل­دهی فلزات را می‌توان به دو گروه عمده دسته­بندی كرد [1]:
الف- شكل­دهی حجمی[1]
ب- شكل­دهی ورق[2]
شكل­دهی حجمی دارای دو مشخصه متمایز زیر است [1]:
1- شكل یا سطح مقطع قطعه­كار، تغییر شكل مومسان دائمی و زیاد پیدا می‌كند.
2- مقدار تغییر شكل مومسان[3] در این فرایند نسبت به تغییر شكل كشسان[4] معمولاً به قدری زیاد است كه از برگشت فنری[5] قطعه بعد از تغییر شكل صرف­نظر می‌شود.
فرایندهای حدیده­كاری[6]، آهنگری[7]، نوردكاری[8] و كشش[9] مثال­هایی از فرایندهای شكل‌دهی حجمی فلزات می‌باشند.

مشخصه­های فرایندهای شكل‌دهی ورق چنین است [1]:
1- شكل اولیه قطعه­كار به صورت ورق است.
2- این فرایند شكل‌دهی معمولاً تغییر قابل توجهی در هندسه قطعه به وجود می‌آورد، اما مساحت سطح مقطع جسم، چندان تغییر نمی­كند.
3- گاهی تغییر شكل­های مومسان و كشسان از یک مرتبه‌اند. بنابراین نمی‌توان از برگشت فنری چشم‌پوشی كرد.
فرایندهای کشش عمیق[10]، خمکاری[11] و شکل­دهی چرخشی[12] نمونه­هایی از فرایندهای شكل‌دهی ورق هستند.
3-1- معرفی فرایند هیدروفرمینگ
هیدروفرمینگ یكی از فرایند‌های شكل‌دهی فلزات است كه در آن از یک سیال تحت فشار به منظور ایجاد تغییر شكل پلاستیک در قطعه اولیه كه به شكل ورق یا لوله است، استفاده می‌شود. در هر یک از فرایندهای هیدروفرمینگ، همواره به یک پرس، قالب و یک سیستم تقویت­کننده فشار نیاز است [2, 3]. به طور کلی، در فرایند هیدروفرمینگ، به­علت توزیع فشار یکنواخت سیال بر سطح قطعه، محصولی با خواص مکانیکی مطلوب به­دست می‌آید. از دیگر مزایای هیدروفرمینگ می‌توان به قابلیت تولید قطعات پیچیده، دقت ابعادی بهتر و بهبود شکل­دهی موادی که قابلیت شکل­دهی کمی دارند، اشاره کرد. از طرف دیگر، این فرایند دارای معایبی است كه از آن جمله می‌توان به چرخه آرام تولید و تجهیزات گران قیمت اشاره كرد [2]. هیدروفرمینگ علاوه بر كاربردهای متعددی كه در صنایع هوافضا دارد، از دهه 1990 به طور گسترده در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته است. از كاربردهای عمده این فرایند در صنعت خودروسازی می‌توان به ساخت قطعات سیستم اگزوز خودرو، قطعات شاسی، اجزای موتور و قطعات بدنه خودرو اشاره كرد.
1-3-1- تاریخچه فرایند هیدروفرمینگ
تاریخچه استفاده از سیال به­منظور شكل‌دهی فلزات به بیش از 100 سال قبل باز می‌گردد. كاربردهای اولیه این فرایند در ساخت دیگ‌های بخار و ادوات موسیقی بوده است. با این وجود مبانی هیدروفرمینگ در دهه 1940 بنیان­گذاری شده است. اولین كاربرد ثبت شده فرایند هیدروفرمینگ توسط میلتون گاروین از شركت شایبل آمریكا در دهه 1950 میلادی بوده است كه در ساخت ظروف آشپزخانه از این فرایند بهره جسته است. ساخت اتصالات T- شكل مسی در صنعت لوله‌كشی تا دهه 1990 میلادی رایج‌‌ترین كاربرد این فرایند بوده است. از دهه 1990، با توجه به پیشرفت‌های صنعتی در كنترل كامپیوتری، سیستم‌های هیدرولیكی و راهبردهای نوین فرایندهای طراحی و ساخت، این فرایند كاربرد ویژه‌ای در صنعت پیدا كرده و جایگزین بسیاری از فرایندهای آهنگری و مهرزنی به ویژه‌ در قطعات وسایل نقلیه شده است [4].
[1] Bulk forming
[2] Sheet forming
[3] Plastic deformation
[4] Elastic deformation
[5] Spring back
[6] Extrusion
[7] Forging
[8] Rolling
[9] Drawing
[10] Deep drawing
[11] Bending
[12] Spinning
[1] Hydroforming