Kas ir elektromagnētiskā formēšana?

Elektromagnētiskā formēšana ir process, kurā augsts elektriskās enerģijas līmenis rada pretēju magnētisko lauku metāla priekšmetā, kas pēc tam tiek veidots līdz spēcīgākā magnētiskā lauka formai darba spoles ģeneratorā. To visbiežāk izmanto, lai veidotu ļoti vadošus metālus, piemēram, varu un alumīniju, bet to var izmantot arī tērauda detaļu veidošanai vai vadošu un nevadošu materiālu, piemēram, vara un keramikas, savienošanai. Tā kā procesam ir tik lielas enerģijas prasības un tas ir pakļauts inerces efektiem, kam nepieciešama precīza kontrole, to parasti izmanto tikai metāla cauruļu saraušanai vai izplešanai. Liela ātruma veidošanai, izmantojot magnētiskos laukus, ir arī pielietojums lokšņu metāla un metālkeramikas kompozītmateriālu veidošanai, ko izmanto supravadītājos un citos komponentos.

Elektromagnētiskās formēšanas jeb EM formēšanas process ir pastāvējis kopš tā agrīnās izpētes, ko veica Pjotrs Kapica, krievu fiziķis, kurš 1978. gadā ieguva Nobela prēmiju fizikā. Viņš sāka pētīt procesu, kas pazīstams arī kā magnētiskā formēšana, 1924. gadā. izmantojot svina skābes akumulatorus, lai trīs milisekundēs radītu magnētisko lauku līdz 500,000 0.3 Gausu stiprumā. Gauss ir magnētiskā lauka stipruma mērs, un, salīdzinot, Zemes magnētiskais lauks svārstās no 0.6 līdz 300,000 Gausa. Pjotra pētījumi par magnētisko lauku radīšanu, kuru stiprums pārsniedz XNUMX XNUMX Gausu, izraisīja vardarbīgus sprādzienus, un vēlākie mēģinājumi veikt elektromagnētisko formēšanu pārgāja uz augstsprieguma kondensatoru bloku ātru izlādi.

Līdz 1950. gadu beigām elektromagnētiskās formēšanas procesam tika piešķirti rūpnieciskie patenti, un 1960. gadu sākumā ar to tika veidotas cauruļveida daļas. Aviācijas un kosmosa rūpniecībā šī metode tika izmantota, jo tā var veidot ļoti viendabīgas caurules. Visām lielākajām komerciālajām aviācijas un kosmosa ražošanas korporācijām visā pasaulē līdz 1970. gadiem bija savas magnētiskās formēšanas iekārtas, un tās pilnveidoja procesu līdz 1980. gadiem.

Elektromagnētiskās formēšanas tehnoloģijas attīstība lielā mērā ir palikusi slepena, jo tai ir pielietojums kodolsintēzes pētniecībā. Praktisks kodolsintēzes reaktors neradītu kodolatkritumus, tam nebūtu iespēju izkust, un to varētu darbināt ar deitērija degvielu, kas iegūta no jūras ūdens, tāpēc daudzas valstis sacenšas par pirmo, kas pilnveidos šo procesu. Viena no būtiskākajām kodolsintēzes pētniecības problēmām ir kodolsintēzes reakcijas ierobežošana, un magnētiskie lauki, kas tiek pētīti elektromagnētiskajā formēšanā, var būt problēmas risinājums.